Submitted by Dominick Jesus (dominickdejesus@hotmail.com) on 2016-01-06T19:28:43Z No. of bitstreams: 2 Tese_Natalia Dayane Moura Carvalho.pdf: 6463489 bytes, checksum: 97adced66113479245624ef1a4a4624c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-06T19:28:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese_Natalia Dayane Moura Carvalho.pdf: 6463489 bytes, checksum: 97adced66113479245624ef1a4a4624c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-10-13 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas - FAPEAM / Macroteiids Neotropical lizards Teiidae family. Classical cytogenetic approaches in this group revealed karyotype variation with diploid numbers ranging 34-52 chromosomes, as well as differences in the distribution patterns of heterochromatin and composition thereof. However, the physical chromosomal mapping of repetitive DNA and comparative analysis of these elements is incipient fundamental to the understanding of the dynamics, organization and carioevolution this group of lizards. In that sense, this study mapped different classes of sequences of repetitive DNA, such as 5S rDNA, telomeric sequences, genes of tropomyosin 1 and retrotransposons Rex 1 and SINE and repetitive fraction Cot1-DNA in chromosomes of five species of Ameiva ameiva, Cnemidophorus sp.1, Kentropyx calcarata, Kentropyx pelviceps and Tupinambis teguixin. The mapping of repetitive sequences revealed a distinct pattern in Cnemidophorus sp.1, while the remaining species showed all sequences associated with each other in the heterochromatic region. The chromosomal physical mapping of tropomyosin 1 gene was first performed in lizards and revealed that in addition to being functional, has a structural function similar to the other mapped repetitive elements (rDNA 5S, telomeric sequences, retrotransposons Rex 1 and SINE) being located preferably in the centromeric regions of chromosomes and terminals. The FISH Cot1-DNA isolated from both Ameiva ameiva much Cnemidophorus sp.1 showed that these sequences are mainly located in the regions heterochromatic centromeric and telomeric chromosome of Ameiva ameiva, Kentropyx calcarata, Kentropyx pelviceps and Tupinambis teguixin. In Cnemidophorus sp.1 the Cot1-DNA probe isolated from Ameiva ameiva had multiple interstitial markings on chromosomes, while the mapping Cot1-DNA isolated from the species itself marked centromeric regions of some chromosomes, highlighting the centromeric differential composition in this species. The cloning and sequencing oh the repetitive fraction showed that different microsatellites, transposons, retrotransposons and some gene families also make up the fraction of moderately and highly repetitive DNA in the species teídeos. The results of this study demonstrated that different classes of repetitive DNA are part of the genome of Ameiva ameiva, Cnemidophorus sp.1, Kentropyx calcarata, Kentropyx pelviceps and Tupinambis teguixin, being interspersed heterochromatin and differences in the composition of this repetitive fraction between teideos are evident. These sequences plays an important role in the functional and structural organization of the centromere and telomere these species. / Macroteídeos são lagartos Neotropicais da família Teiidae, a qual apresenta variação cariotípica quanto ao número diploide e diferenças nos padrões de distribuição da heterocromatina. Contudo, o mapeamento físico cromossômico de DNAs repetitivos bem como análises comparativas destes elementos são incipientes no grupo, sendo fundamentais para o entendimento da dinâmica, organização e a carioevolução destes lagartos. Diante disto, o presente estudo isolou e mapeou diferentes classes de sequências de DNAs repetitivos, tais como fração repetitiva Cot1-DNA, DNAr 5S, sequências teloméricas, genes da tropomiosina 1 e os retroelementos Rex 1 e SINE em cromossomos mitóticos de cinco espécies de teídeos amazônicos: Ameiva ameiva, Cnemidophorus sp.1, Kentropyx calcarata, Kentropyx pelviceps e Tupinambis teguixin. O mapeamento das sequências repetitivas revelou um padrão diferenciado em Cnemidophorus sp.1, enquanto que as demais espécies apresentaram todas as sequências associadas entre si na região heterocromática. O mapeamento físico cromossômico do gene da tropomiosina 1 foi realizado pela primeira vez em lagartos e revelou que, além de ser funcional, este possui função estrutural semelhante aos demais elementos repetitivos mapeados, estando localizados preferencialmente nas regiões centroméricas e terminais dos cromossomos. A FISH com Cot1-DNA isoladas tanto de Ameiva ameiva quanto de Cnemidophorus sp.1 evidenciou que estas sequências estão localizadas principalmente nas regiões heterocromáticas centroméricas e teloméricas dos cromossomos de Ameiva ameiva, Kentropyx calcarata, Kentropyx pelviceps e Tupinambis teguixin. Em Cnemidophorus sp.1 a sonda de Cot1-DNA isolada de Ameiva ameiva apresentou múltiplas marcações intersticiais nos cromossomos, enquanto que o mapeamento do Cot1-DNA isolado da própria espécie marcou regiões centroméricas de alguns cromossomos, ressaltando a composição centromérica diferencial nesta espécie. A clonagem e o sequenciamento do Cot1-DNA evidenciou que diferentes microssatélites, transposons, retrotransposons e algumas famílias gênicas também compõe a fração de DNA moderada e altamente repetitiva nas espécies de teídeos. Assim, os resultados obtidos neste estudo demonstraram que diversas classes de DNAs repetitivos fazem parte do genoma das espécies analisadas, estando estes intercalados e alocados na heterocromatina, especialmente em regiões centroméricas e teloméricas, indicando que estes desempenham papel importante na organização funcional e estrutural.

Orientador: Patrícia Parise Pasquali-Maltempi / Resumo: Os anfíbios anuros correspondem ao segundo grupo de vertebrados com maior número de espécies, perdendo apenas para os peixes. Só no Brasil são mais de 1000 espécies descritas, com novas descrições e revalidações acontecendo todo ano. Esse grupo está envolvido em diversas problemáticas taxonômicas, em parte por ser altamente polimórfico e ao mesmo tempo conter muitas espécies crípticas, em parte por ainda haver muitas lacunas no conhecimento acerca desse grupo, dado o tamanho da sua diversidade. Resolver problemáticas envolvendo esse grupo de vertebrados é fundamental para melhor estimar o tamanho real dessa diversidade, entender os caminhos evolutivos e as relações filogenéticas no grupo e poder auxiliar na conservação das espécies, traçando planos de manejo adequados, já que o declínio de anfíbios devido à perda e fragmentação de habitat, contaminação de ambientes naturais e disseminação de doenças tem aumentado vertiginosamente. Para isso, a taxonomia moderna conta com a soma de diferentes informações a respeito dos grupos, além dos dados morfológicos já tradicionalmente utilizados. Uma das áreas que tem se mostrado promissora como uma ferramenta de auxílio na taxonomia é a citogenética, especialmente depois do advento da citogenômica, além da sua importância para o entendimento da evolução cromossômica dos grupos. No entanto, trabalhos citogenéticos, especialmente aqueles aliados à biologia molecular, são escassos em anuros. Seguindo essa linha, esse trabalho buscou obter ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Anuran amphibians corresponds to one of the most diverse vertebrate groups, second only to fishes. In Brazil alone there are more than 1000 described species, with new descriptions and revalidations happening every year. This group is involved in several taxonomic issues, partially because it is highly polymorphic and at the same time contains many cryptic species, partially because there are still many gaps in knowledge about this group, given the size of its diversity. To solve these problems is a fundamental step to better estimate its true size, to understand the evolutionary pathways and phylogenetic relationships in the group and also to be able to contribute to the conservation of the species by helping to draw appropriate management plans, as the decline of amphibians due to habitat loss and fragmentation, contamination of natural environments and the spread of disease has increased dramatically. For this, modern taxonomy relies on the sum of different data about the groups, besides the morphological data traditionally used. One of the areas that has shown promise as a taxonomy tool is cytogenetics, especially after the advent of cytogenomics, in addition to its importance for understanding the chromosomal evolution of groups. However, cytogenetic studies, especially those allied to molecular biology, are scarce in anurans. Following this line, this work sought, through the cytogenetic study, using conventional molecular markers, and cytogenomic, with the help of bioi... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Metodologias de sequenciamento do genoma total para investigação de diferentes tipos de câncer detectaram recentemente uma nova classe de alterações caóticas de DNA, denominada Chromothripsis. Este fenômeno de instabilidade genômica é relativamente comum em tumores de Osteossarcoma (OS), mas existem poucos estudos que expliquem esta conexão ou abordem suas causas e consequências. A presente tese iniciou-se com a re-análise de microarrays de dez amostras de OS pediátrico, previamente processadas pelo nosso laboratório, para avaliar a variação de número de cópias de DNA (CNVs). Usando ferramentas de detecção de padrões característicos de Chromothripsis (CTLPs), encontramos 3 amostras de OS com Chromothripsis , que afetaram quatro cromossomos (2, 10, 14 e 20). As amostras com presença de Chromothripsis tiveram uma media de 468 CNVs/amostra, enquanto o grupo sem o fenômeno teve uma média de 255 CNVs/amostra. Após essa avaliação de CNVs, comparamos os níveis de expressão de RNA entre duas amostras com a presença e quatro tumores com ausência de Chromothripsis. Cerca de 171 genes estão presentes em regiões de CNVs diferentes entre os grupos avaliados. Destes, a maioria (77 genes) são relacionados com funções de comunicação celular e ao ciclo celular. Um grupo de 43 genes foi relacionado às vias de processo metabólico (principalmente associado ao metabolismo do RNA) e 27 genes associados à organização do componente celular ou biogênese. Tumores com Chromothripsis possuiam 4 genes do sistema imune menos expressos (CADM1; CLEC4A; CCR1; CD164) e 12 estavam superexpressos (IL32, LAT, BCL3, FCAR, RFX1, ILIB, CXCL1, SPON2, CCR6, IL6, SEMA3C, GEM). Os genes pouco expressos também têm um papel na via de adesão celular. A adesão celular está associada à progressão do câncer e metástase. Em seguida, re-analisamos as CNVs de 82 amostras de OS e 35 linhagens celulares de OS, usando microarrays disponíveis em bancos de dados públicos (GEO e arrayexpress), para identificar potenciais regiões cromossômicas comumente envolvidas em alterações caóticas no número de cópias de DNA, especialmente CTLPs. Identificamos Chromothripsis em 27 amostras (11 tumores e 16 linhagens), afetando 17 cromossomos diferentes. Os cromossomos 2, 8 e 12 foram alvos frequentes de Chromothripsis em OS. Em seguida, foram analisados dados de sequenciamento WGS de 12 tumores de OS disponíveis no banco de dados online dbGaP. Fizemos a avaliação da variação de número de cópias para caracterizar detalhadamente as alterações caóticas e identificar asregiões cromossômicas alvo envolvidas nas regiões de alterações caóticas no número de cópias do DNA. Encontramos CTPLs em 7 (58%) das 12 amostras de OS analisadas, usando dados de sequenciamento total. Foram encontrados 12 cromossomos diferentes afetados pelo fenômeno de alteração caótica. CTPLs foram detectadas em 62,5% das amostras de pacientes que faleceram em decorrência deste tumor. Os cromossomos 1, 3 e 7 foram um pouco mais afetados por Chromothripsis nas amostras disponibilizadas pelo dbGaP. Além disso, os cromossomos 2 e 12 também foram afetados por Chromothripsis nessas amostras. Cerca de 700 genes/tumor foram encontrados nas regiões de CTLPs. Um total de 101 genes foram localizados em regiões de alteração de número de cópias que distinguem os grupos com e sem Chromothripsis. Estes genes estão relacionados com vias de processo celular (45 genes - os quais 17 estão associados à comunicação celular) e processo metabólico (22 genes - os quais 19 estão associados ao processo metabólico primário). Nós também comparamos os níveis de expressão gênica das amostras disponíbilizadas pelo dbGap, em que foram avaliados dados de expressão de 6 amostras de RNA de OS com Chromothripsis e de 3 amostras de RNA de OS sem Chromothripsis . Diferentes algoritmos e ferramentas foram utilizadas para avaliação de RNA. Nós analisamos os dados de expressão por dois diferentes mecanismos: EdgeR e Nexus Expression. Ambos mostraram menor expressão de RNA nas vias de comunicação celular e processo metabólico primário em amostras com Chromothripsis. Os genes com regulação negativa da resposta do sistema imunológico foram encontrados em ambas ferramentas (COL8A1, CCL25). Para estudar os cromossomos envolvidos na formação de micronúcleos na linhagem celular U2OS, foram investigados erros na divisão celular induzidos por drogas (durante a anáfase). Esta etapa foi realizada durante o período de doutorado sanduíche, no Barts Cancer Institute, em Londres-UK. Os cromossomos com erros durante a anáfase foram contados por meio da técnica de FISH centromérica. Os cromossomos mais comumente encontrados com erros foram Chr2, Chr6, Chr11 e Chr12. Estes dados corroboram a ideia de que alguns cromossomos são mais suscetíveis a erros de divisão celular e colaboram para maiores índices de CTPLs em certos tumores. O fenômeno Chromothripsis parece estar presente em pelo menos 30% dos tumores de osteossarcoma e pode estar contribuindo para o fenótipo mais agressivo deste tumor ósseo. / Whole genome sequencing methods applied to a number of human cancers have detected a new class of chaotic DNA alterations in tumors called Chromothripsis. This mechanism of genomic instability is relatively common in the human bone tumor osteosarcoma (OS), but there are few studies in this tumor addressing either its causes or consequences. In this thesis we initially re-analyzed the DNA copy number data using newer software designed to detect signatures of Chromothripsis-like Patterns (CTLPs) using ten OS samples previously studied by our laboratory. We found three of the osteosarcomas had Chromothripsis signatures that affected four chromosomes (2, 10, 14 and 20). The osteosarcomas with Chromothripsis had a median of 468 copy number abnormalities per tumor compared to 255 for OS tumors without Chromothripsis. Next, we compared global RNA expression levels from two OS samples with Chromothripsis to four tumors without Chromothripsis to determine the types of gene expression differences associated with this process. We found that 171 genes mapped to regions of Chromothripsis with the majority (77 genes) mainly having functions related to cellular communication and cell cycle. There were 43 genes that were related to metabolic process (mainly associated with RNA metabolism) and 27 genes with cellular component organization or biogenesis. Also, there were four genes associated with the immune system that were underexpressed (CADM1; CLEC4A; CCR1; CD164) and 12 were overexpressed (IL32, LAT, BCL3, FCAR, RFX1, ILIB, CXCL1, SPON2, CCR6, IL6, SEMA3C, GEM) in the Chromothripsis tumors. Interestingly, all the genes underexpressed also have a role in cell adhesion pathway. Cell adhesion is associated with cancer progression and metastasis. We then reanalyzed DNA copy number data from 82 OS tumors and 35 OS cell lines using microarrays datasets available in public databanks (GEO and arrayexpress), to identify potential chromosomal regions commonly involved in chaotic DNA copy number alterations, especially CTLPs. We found Chromothripsis in 27 OS samples (11 tumors and 16 cell lines), affecting 17 different chromosomes. Chromosomes 2, 8 and 12 were frequent targets of Chromothripsis in OS. Sequentially, the DNA copy number alterations were analyzed using whole genome sequence data of 12 OS tumors available from dbGaP databank to characterize chaotic alterations in detail and identify the target chromosomal regions involved in Chromothripsis. We found Chromothripsis patterns in 7 (58%) of the 12 OS samples analyzed using whole genome sequence data. In total there were12 different chromosomes involved affecting 62.5% of samples from patients that died from OS. Chromosomes 1, 2, 3, 7 and 12 were slightly more often Chromothripsis target locations. Nearly 700 genes per tumor were found in the CTLPs regions. A total of 101 genes were located in regions of copy number change that distinguished the group of OS with Chromothripsis in comparison to OS without Chromothripsis. These genes are related with cellular process (45 genes - which 17 are associated with cell communication) and metabolic process (22 genes - which 19 are associated with primary metabolic process). We were also able to compare the RNA levels from the dbGap samples when expression data was available: comparing 6 OS RNA samples with Chromothripsis to 3 OS RNA samples without Chromothripsis. Both the EdgeR and Nexus Expression pipelines showed downregulation in cell communication pathway and primary metabolic process in samples with Chromothripsis. Genes downregulated of immune system response pathway were found in both pipeline (COL8A1, CCL25). To study the chromosomes involved in micronucleus formation in the OS cell line U2OS, errors in cell division induced by drugs during the anaphase were evaluated during the sandwich period at Barts Cancer Institute in London-UK. The lagging chromosomes were counted and the most common chromosomes with errors were Chr2, Chr6, Chr11, and Chr12. These data provide further support to the idea that some chromosomes are more susceptible to cell division errors and corroborate with the chromosomes affected by CTPLs in some tumors.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-08-30T12:00:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_IntegracaoEstudosCromossomicos.pdf: 1817366 bytes, checksum: 3c1634ef74508886d0d4b52b6d5a125d (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-31T12:39:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_IntegracaoEstudosCromossomicos.pdf: 1817366 bytes, checksum: 3c1634ef74508886d0d4b52b6d5a125d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-31T12:39:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_IntegracaoEstudosCromossomicos.pdf: 1817366 bytes, checksum: 3c1634ef74508886d0d4b52b6d5a125d (MD5) Previous issue date: 2016-05-16 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / A Ordem Gymnotiformes é composta por 219 espécies válidas, que estão distribuídas em cinco famílias. Os gêneros mais investigados são Eigenmannia e Gymnotus. Nosso trabalho concentrou-se na família Rhamphichthyidae, gênero Rhamphichthys que, assim como os demais Gymnotiformes, apresentam maior abundância e diversidade na região Amazônica. Foram realizadas coletas nos municípios de Abaetetuba, Barcarena e Belém (Pará) e em Tefé, Reserva Ecológica de Mamirauá (Amazonas), com objetivo de melhor definir as espécies, através da integração de dados citogenéticos clássicos, citogenômicos (através das sondas de sequências repetitivas de DNA) e do DNA Barcoding e assim compreender a evolução deste gênero de peixes na Amazônia. Foram identificados um novo citótipo para o gênero R. rostratus com a presença de cromossomos B e fórmula cariotípica FC=48m/sm+2st/a+(5-10)B, um novo citótipo da região do Amazonas, Rhamphichthys sp. FC = 44m/sm +6st/a, e também de R. marmoratus, FC = 46+4st/a no estado do Pará. A análise das sequências repetitivas nos novos citótipos demonstrou que as sondas de 18S são coincidentes com as regiões de constrição secundárias que são marcadas com nitrato de prata na técnica de coloração clássica da NOR. As sondas de DNA 5S marcam sítios múltiplos, deixando evidente que a evolução da família de genes ribossomais ocorre de maneira independente, pelo menos no gênero Rhamphichthys. Os retroelementos REX1 e REX3 marcaram de forma dispersa pelo genoma, como já foi descrito na literatura para outros peixes. O elemento REX1 marca ainda a região de constrição secundária em R. rostratus, o que também já foi descrito em outras espécies de peixes que habitam ambientes poluídos, expostos a estresses ambientais e também em indivíduos híbridos. A análise de DNA barcoding permitiu a construção de uma árvore bayesiana, que está de acordo com os dados de citogenética. Assim, as populações de R. rostratus com e sem cromossomos B constituem taxa distintos. Por sua vez, a amostra de Mamirauá, aqui denominada Rhamphichthys sp. por não haver sido descrita formalmente, é mais similar tanto nos dados cariotípicos como na análise de barcoding a R. hanni do Sudeste brasileiro. Nossos dados apontam para um número subestimado de espécies em Rhamphichthys, o que reforça a necessidade de uma revisão taxonômica para o gênero. / The Order Gymnotiformes is composed by 219 valid species, which are distributed in five families. The most investigated genera are Eigenmannia and Gymnotus. Our work focused on family Rhamphichthyidae, genus Rhamphichthys that, like other Gymnotiformes, present greater abundance and diversity in the Amazon region. Sampling was carried out in the municipalities of Abaetetuba, Barcarena and Belém (Pará) and Tefé, Ecological Reserve Mamirauá (Amazonas), in order to better define the species, through the integration of classical cytogenetic data, cytogenomic analysis (probes for repetitive DNA sequences) and DNA Barcoding and thus understand the evolution of this fish in the Amazon. A new karyotype was identified for R. rostratus with the presence of B chromosomes and karyotype formula FC = 48m / sm + 2st / a + (5-10) B, as well as a new cytotype from the Amazon region, in Rhamphichthys sp. FC = 44m / sm + 6st / a, and also in R. marmoratus, FC = 46 + 4st / a in the state of Pará. The analysis of repetitive sequences in the new cytotypes demonstrated that probes 18S coincided with the regions of constriction secondary that are marked with silver nitrate in the classical NOR staining technique. The DNA probes 5S mark multiple sites, letting clear that the evolution of the ribosomal gene family is independent, at least in the genus Rhamphichthys. Retroelements REX1 and REX3 marked in a dispersed fashion throughout the genome, as already described in literature for other fishes. The REX1 element also marks the secondary constriction in R. rostratus, which has also been described in other species of fishes that inhabit polluted environments, exposed to environmental stresses and also in hybrid individuals. The barcoding DNA analysis allowed the construction of a Bayesian tree, which is in agreement with the cytogenetic data. Thus, populations of R. rostratus with and without B chromosomes are separate taxa. In turn, the sample from Mamirauá, herein called Rhamphichthys sp., since it was not been formally described, it is more similar in both karyotypic data as the barcoding analysis with R. hanni from southeastern Brazil. Our data let clear that the number of species in Rhamphichthys is underestimated, which reinforces the need for a taxonomic revision of the genus.

Rearranjos cromossômicos estruturais estão potencialmente associados ao desenvolvimento de doenças genéticas devido à disrupção, inativação ou alteração da dosagem gênica. O objetivo deste projeto foi realizar a caracterização genômica de duas pacientes e seus familiares portadores de rearranjo cromossômico estrutural envolvendo o braço curto do cromossomo 4 e o braço longo do cromossomo 12, associando técnicas de citogenética clássica (bandamento GTG), citogenética molecular (FISH) e citogenômica (array-CGH), para definição diagnóstica e maior conhecimento sobre os fatores envolvidos na correlação cariótipo-genótipo-fenótipo. Foram avaliados seis indivíduos, duas pacientes, primas em primeiro grau que apresentavam alterações fenotípicas, assim como seus familiares, portadores de translocação aparentemente equilibrada e fenótipo normal. Apesar das duas pacientes apresentarem alteração cromossômica comum, derivativo do cromossomo 4 [der(4)], foram observados achados fenotípicos distintos. A investigação permitiu a definição do diagnóstico de deleção 4p16 e trissomia 12qter para as duas pacientes com fenótipo alterado e cariótipo 46,XX,der(4)t(4;12)(p16;q24.3), a definição precisa dos pontos de quebra em 4p16.3 e 12q24.31->q24.33, assim como a determinação da origem parental do rearranjo e a definição do diagnóstico citogenético final de quatro portadores de translocação aparentemente equilibrada e cariótipo t(4;12)(4pter->4p16.3::2q24.31->12qter;12qter->12q24.31::4p16.3->4pter),direcionando o aconselhamento genético para a família. Nas duas pacientes, a técnica de array-CGH (Plataforma 2x400K, Agilent®) detectou uma diferença sutil de tamanho entre as perdas e ganhos referentes aos cromossomos envolvidos no rearranjo, sendo diagnosticado em P1 uma perda de 2.707.221 pb na citobanda 4p16.3, além de um ganho de 12.405.205 pb em 12q24.31->q24.33. A paciente 2 apresentou uma perda de 2.710.969 pb em 4p16.3 e um ganho de 12.393.885 pb em 12q24.31->q24.33. Ambas as regiões de desequilíbrio genômico incluem genes que podem ser relevantes para manifestação fenotípica observada nas pacientes, entre eles: WHSC1, NELFA, LETM1, FGFRL1 e SPON2. Os resultados da investigação citogenômica indicaram, ainda, a presença de translocação equilibrada nos quatro indivíduos portadores, não sendo detectadas perdas e/ou ganhos genômicos nas regiões dos pontos de quebra cromossômica. Os resultados obtidos na investigação do padrão de metilação dos genes FGFRL1 e SPON2 não permitiram afirmar que uma provável repressão da expressão gênica devido ao imprinting materno e paterno esteja associada às características fenotípicas distintas observadas nas duas pacientes. Embora tenha sido possível a indicação de genes correlacionados ao fenótipo das pacientes, a correlação entre a alteração genética e o fenótipo das mesmas pode depender da ação sinérgica dos mais de 190 genes envolvidos neste rearranjo cromossômico estrutural familiar. / Structural chromosomal rearrangements are potentially associated with the development of genetic disorders due to disruption, inactivation or gene dosage alterations. The objective of this project was to perform the genomic characterization of a familial structural chromosomal rearrangement involving the short arm of chromosome 4 and the long arm of chromosome 12 in two patients and carriers. The experimental approach involved using a combination of classical cytogenetic techniques (GTG banding), molecular cytogenetics (FISH) and cytogenomics (array-CGH), to provide a diagnostic definition and a better understanding of how changes in the karyotype and genotype may be associated with the phenotype. Six individuals were evaluated, two patients with phenotypic abnormalities, as well as the carriers of an apparently balanced 4p;12q translocation with normal phenotypes. Although the two patients showed a common chromosomal abnormality, the derivative chromosome 4 [der (4)], they presented distinct phenotypic findings. The investigation provided a definition of the diagnosis of 4p16 deletion and trisomy 12qter for the two patients with abnormal phenotypes and a karyotype 46,XX,der(4)t(4;12)(p16;q24.3). In addition a precise definition of the breakpoints at 4p16.3 and 12q24.31->q24.33, and the parental origin of the rearrangement was determined. A precise definition of the cytogenetic diagnosis of four carriers with an apparently balanced translocation and karyotype t(4;12)(4pter->4p16.3::2q24.31->12qter; 12qter 12q24.31->4pter::4p16.3), facilitated the genetic counseling for the family. In both patients, the array-CGH technique (2x400K Platform, Agilent®) detected a subtle difference in size between losses and gains in the chromosomal regions involved in the rearrangement. Patient 1 presented a loss of 2,707,221 bp in the cytoband 4p16.3, and a gain of 12,405,205 bp in 12q24.31->q24.33. Patient 2 had a loss of 2,710,969 bp in 4p16.3 and a gain of 12,393,885 bp in 12q24.31 -> q24.33. Both regions of genomic imbalance included genes that may be relevant to phenotypic findings observed in our patients, including: WHSC1, NELFA, LETM1, FGFRL1 and SPON2. Genomic findings also confirmed the presence of a balanced translocation in four carriers, with no genomic losses and/or gains in the regions of chromosome breakpoints. The results of the investigation of the methylation pattern of FGFRL1 and SPON2 genes could not demonstrate that repression of gene expression due to maternal and paternal imprinting was associated with the distinct phenotypes observed in the two patients. Although it has been possible to indicate genes related to the phenotype of the patients, the correlation between the genetic alteration and phenotype may depend on the synergistic action of multiple genes from more than the 190 involved in this familial chromosomal rearrangement.

Rearranjos cromossômicos estruturais estão potencialmente associados ao desenvolvimento de doenças genéticas devido à disrupção, inativação ou alteração da dosagem gênica. O objetivo deste projeto foi realizar a caracterização genômica de duas pacientes e seus familiares portadores de rearranjo cromossômico estrutural envolvendo o braço curto do cromossomo 4 e o braço longo do cromossomo 12, associando técnicas de citogenética clássica (bandamento GTG), citogenética molecular (FISH) e citogenômica (array-CGH), para definição diagnóstica e maior conhecimento sobre os fatores envolvidos na correlação cariótipo-genótipo-fenótipo. Foram avaliados seis indivíduos, duas pacientes, primas em primeiro grau que apresentavam alterações fenotípicas, assim como seus familiares, portadores de translocação aparentemente equilibrada e fenótipo normal. Apesar das duas pacientes apresentarem alteração cromossômica comum, derivativo do cromossomo 4 [der(4)], foram observados achados fenotípicos distintos. A investigação permitiu a definição do diagnóstico de deleção 4p16 e trissomia 12qter para as duas pacientes com fenótipo alterado e cariótipo 46,XX,der(4)t(4;12)(p16;q24.3), a definição precisa dos pontos de quebra em 4p16.3 e 12q24.31->q24.33, assim como a determinação da origem parental do rearranjo e a definição do diagnóstico citogenético final de quatro portadores de translocação aparentemente equilibrada e cariótipo t(4;12)(4pter->4p16.3::2q24.31->12qter;12qter->12q24.31::4p16.3->4pter),direcionando o aconselhamento genético para a família. Nas duas pacientes, a técnica de array-CGH (Plataforma 2x400K, Agilent®) detectou uma diferença sutil de tamanho entre as perdas e ganhos referentes aos cromossomos envolvidos no rearranjo, sendo diagnosticado em P1 uma perda de 2.707.221 pb na citobanda 4p16.3, além de um ganho de 12.405.205 pb em 12q24.31->q24.33. A paciente 2 apresentou uma perda de 2.710.969 pb em 4p16.3 e um ganho de 12.393.885 pb em 12q24.31->q24.33. Ambas as regiões de desequilíbrio genômico incluem genes que podem ser relevantes para manifestação fenotípica observada nas pacientes, entre eles: WHSC1, NELFA, LETM1, FGFRL1 e SPON2. Os resultados da investigação citogenômica indicaram, ainda, a presença de translocação equilibrada nos quatro indivíduos portadores, não sendo detectadas perdas e/ou ganhos genômicos nas regiões dos pontos de quebra cromossômica. Os resultados obtidos na investigação do padrão de metilação dos genes FGFRL1 e SPON2 não permitiram afirmar que uma provável repressão da expressão gênica devido ao imprinting materno e paterno esteja associada às características fenotípicas distintas observadas nas duas pacientes. Embora tenha sido possível a indicação de genes correlacionados ao fenótipo das pacientes, a correlação entre a alteração genética e o fenótipo das mesmas pode depender da ação sinérgica dos mais de 190 genes envolvidos neste rearranjo cromossômico estrutural familiar. / Structural chromosomal rearrangements are potentially associated with the development of genetic disorders due to disruption, inactivation or gene dosage alterations. The objective of this project was to perform the genomic characterization of a familial structural chromosomal rearrangement involving the short arm of chromosome 4 and the long arm of chromosome 12 in two patients and carriers. The experimental approach involved using a combination of classical cytogenetic techniques (GTG banding), molecular cytogenetics (FISH) and cytogenomics (array-CGH), to provide a diagnostic definition and a better understanding of how changes in the karyotype and genotype may be associated with the phenotype. Six individuals were evaluated, two patients with phenotypic abnormalities, as well as the carriers of an apparently balanced 4p;12q translocation with normal phenotypes. Although the two patients showed a common chromosomal abnormality, the derivative chromosome 4 [der (4)], they presented distinct phenotypic findings. The investigation provided a definition of the diagnosis of 4p16 deletion and trisomy 12qter for the two patients with abnormal phenotypes and a karyotype 46,XX,der(4)t(4;12)(p16;q24.3). In addition a precise definition of the breakpoints at 4p16.3 and 12q24.31->q24.33, and the parental origin of the rearrangement was determined. A precise definition of the cytogenetic diagnosis of four carriers with an apparently balanced translocation and karyotype t(4;12)(4pter->4p16.3::2q24.31->12qter; 12qter 12q24.31->4pter::4p16.3), facilitated the genetic counseling for the family. In both patients, the array-CGH technique (2x400K Platform, Agilent®) detected a subtle difference in size between losses and gains in the chromosomal regions involved in the rearrangement. Patient 1 presented a loss of 2,707,221 bp in the cytoband 4p16.3, and a gain of 12,405,205 bp in 12q24.31->q24.33. Patient 2 had a loss of 2,710,969 bp in 4p16.3 and a gain of 12,393,885 bp in 12q24.31 -> q24.33. Both regions of genomic imbalance included genes that may be relevant to phenotypic findings observed in our patients, including: WHSC1, NELFA, LETM1, FGFRL1 and SPON2. Genomic findings also confirmed the presence of a balanced translocation in four carriers, with no genomic losses and/or gains in the regions of chromosome breakpoints. The results of the investigation of the methylation pattern of FGFRL1 and SPON2 genes could not demonstrate that repression of gene expression due to maternal and paternal imprinting was associated with the distinct phenotypes observed in the two patients. Although it has been possible to indicate genes related to the phenotype of the patients, the correlation between the genetic alteration and phenotype may depend on the synergistic action of multiple genes from more than the 190 involved in this familial chromosomal rearrangement.