Produzidos pela inserção ou deleção de um ou mais nucleotídeos em um ou ambos os cromossomos homólogos, os marcadores InDel são os polimorfismos mais abundantes depois dos SNPs. Apresentam baixa taxa de mutação quando comparados a outros polimorfismos, ampla distribuição no genoma, simples e rápida genotipagem e frequências alélicas diferentes entre populações distintas. Além disso, uma aplicação relevante dos InDel é a possibilidade de se direcionar a amplificação de sequências alvo específicas, através do desenho de primers que se ligam com regiões de interesse e amplifiquem alelos específicos em um lócus, capacidade esta que melhora a detecção e quantificação do DNA, inclusive do DNA fetal na circulação materna. Apesar de marcadores autossômicos serem os mais utilizados para estudos de mistura em populações, o cromossomo X tem ganhado significativa importância em estudos populacionais e de genética forense, graças ao seu padrão especial de transmissão, a uma deriva genética menor e à sua menor taxa de recombinação. Dessa forma, marcadores genéticos do cromossomo X têm potencial de apresentar parâmetros forenses mais eficientes do que autossômicos em casos de investigação complexa de parentesco, complementar informações fornecidas pelos autossomos e permitir identificar haplótipos com mais facilidade. Neste trabalho, propomos a seleção e descrição formal de um número adequado de lócus do tipo InDel bialélicos ligados ao cromossomo X que possam ser aplicados em estudos de análises populacionais, a fim de complementar os trabalhos de padronização de conjuntos de InDel autossômicos anteriormente desenvolvidos neste laboratório. Foram selecionados sete lócus do cromossomo X que formam dois blocos de haplótipos. Primers flanqueadores e inserção-específicos desenhados para estes lócus tiveram suas condições de PCR convencional padronizadas e foram aplicados na análise fenotípica de uma amostra da população urbana brasileira, composta por 80 trios (Mãe-Filha(o)-Pai), para estimar parâmetros populacionais e de interesse forense. A estimativa das frequências alélicas dos lócus revelou que o alelo inserção é mais frequente para todos os lócus estudados, com exceção do lócus MIDX550. Foram encontrados 60 haplótipos, com o mais frequente correspondendo a 7,5%. Os parâmetros forenses gerados com base nestes lócus estudados mostraram-se eficazes, todos com heterozigose acima de 0,2. Não é possível fornecer afirmações definitivas sobre a paternidade com estes lócus, uma vez que não foi encontrado nenhuma Probabilidade Média de Paternidade W > 99,99%. Entretanto, se combinados com outras informações que aumentem seu poder de discriminação, integrados em painéis e combinados com marcadores autossômicos, os lócus analisados neste trabalho são capazes de fornecer alta informatividade na identificação humana, ancestralidade e quantificação e dosagem de misturas desbalanceadas de DNA. / Originated by the insertion or deletion of one or more nucleotides in one or both homologous chromosomes, InDel markers are the polymorphisms more abundant after SNPs. They have a low mutation rate when compared to other polymorphisms, wide spreading in the genome, simple and rapid genotyping and distinct allelic frequencies between different populations. In addition, a relevant application of the InDel is the possibility to target a specific sequence in PCR, by designing primers that anneal to the regions of interest and amplify specifics alleles in that locus, which improves the DNA detection and quantification in DNA mixtures situations, including fetal DNA in the maternal circulation. Despite being the autosomic markers the most used for DNA mixtures in populations studies, the X chromosome has significant importance in population and forensic genetics studies, thanks to its special transmission pattern, to a lesser genetic drift and to the lower recombination rate. Thus, the genetic markers of the X chromosome have the potential to generate more efficient parameters than the autosomal ones in cases of complex kinship invetigation, adding information in that provided by the autosomes and allow haplotypes with more easily identification. In this work, we propose the selection and formal description of a set of biallelic X-InDel loci that can be applied in population analysis, to complement the standardization work of autosomes InDel sets previously developed in this laboratory. Seven loci of the X chromosome forming two haplotypes blocks were selected. We standardized flanking and insertion-specific primers designed for these loci in conventional PCR conditions. Then, these primers were applied in the phenotypic analysis of a brazilian urban population sample, composed of 80 trios (MotherChild-Father), to estimate the population and forensic interest parameters. The estimation of allele frequencies of loci showed that the insertion allele is more frequent for all the loci studied, with the exception of the MIDX550 locus. Sixty haplotypes were found, most frequently corresponding to 7.5%. The forensic parameters generated for these loci were effective, all with heterozygosis above 0.2. It was not possible to provide statements about paternity with these loci, since no Average Paternity Probability W> 99.99% was found. However, combined with other information that increase its power of discrimination, integrated in panels and combined with the autosomal markers, the analyzed loci in this work are able to provide high informativity for human identification, ancestrality and quantification and dosage of unbalanced DNA mixtures.

Orientadora: Regina Maria Barreto Cicarelli / Banca: Raquel Mantuaneli Scarel Caminaga / Banca: João Aristeu da Rosa / Banca: Leonor Gusmão / Banca: Rodrigo Rodenbusch / Resumo: A análise dos polimorfismos do DNA é a melhor ferramenta encontrada para resolução de casos de identificação humana, sendo os marcadores STRs (short tandem repeat) localizados em regiões autossômicas os principais e mais utilizados para esta finalidade. Apesar da indiscutível reprodutibilidade destes marcadores, quando são analisados em amostras degradadas podem não apresentar bons resultados, o que dificulta a resolução dos casos. Assim, há a necessidade de uma alternativa e, atualmente, a mais indicada é a utilização dos polimorfismos bialélicos. A análise do cromossomo sexual X também vem ganhando importância significativa no contexto forense, devido ao seu padrão de transmissão entre os genitores. Neste trabalho, caracterizamos as populações brasileiras do estado do Mato Grosso e do Distrito Federal pela análise de 32 polimorfismos de inserção/deleção no cromossomo X (X-InDels), tendo em vista que os dados destes polimorfismos nestas populações são ainda inéditos, e para que esses marcadores também possam no futuro auxiliar a resolução de casos forenses em nosso país. Para identificar a diversidade genética foram analisados os perfis genotípicos de 303 indivíduos não aparentados nascidos no estado do Mato Grosso e 179 indivíduos não aparentados e residentes em Brasília. Os resultados indicam que o painel dos 32 X-Indels é bastante eficiente para a sua finalidade, sendo que praticamente todos os marcadores se mostraram altamente informativos para as populações estudadas. O... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The analysis of DNA polymorphisms is the best tool found for solving cases of human identification, and the Short Tandem Repeat (STR) markers used in the autosomal regions are the main and most marker used for this purpose. Despite the undeniable reproducibility of these markers, when analyzed in degraded samples they may not present good results, which makes it difficult to solve the cases. Because of this, there is a need for an alternative tool and currently the most indicated is the use of the biallelic polymorphisms. In this way, the analysis of the sex chromosome X has gained significant importance in the forensic context, due to its pattern of transmission between the parents. In this work, we characterize the Brazilian populations of the state of Mato Grosso and the Federal District by the analysis of 32 insertion/deletion polymorphisms on the X chromosome (X-InDels), considering that the data of this polymorphism in these populations are still unpublished, and for that these markers may also in the future help the resolution of forensic cases in our country. To identify the genetic diversity, the genotypic profiles of 303 unrelated individuals born in the state of Mato Grosso and 179 unrelated individuals living in Brasília were analyzed. The results shows that the 32 X-Indels panel is very efficient to its purpose, being almost all markers highly informative for the studied populations. The Hardy-Weinberg equilibrium test was performed on the female samples from bot... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Em trabalho anterior, identificamos a mutação c.382C8594;T no gene UBE2A, localizado em Xq24 e codificador de enzima conjugadora de ubiquitina, como causa de nova síndrome de deficiência mental (DM) de herança ligada ao cromossomo X. Foi a primeira descrição de mutação nesse gene e a primeira associação de mutação em gene que codifica conjugase de ubiquitina com patologia humana. Neste trabalho, focalizamos o gene UBE2A quanto a expressão dos transcritos alternativos, função das isoformas por eles codificadas e o efeito da mutação c.382C 8594; T como causa de deficiência mental (DM). No Capítulo I, revisamos os aspectos genéticos da DM, dando ênfase à herança ligada ao cromossomo X, principal causa de DM herdada e resumimos o estudo que levou à identificação da mutação em UBE2A como causa de quadro sindrômico de DM. Revisamos o papel da via de ubiquitinação de proteínas e das enzimas que participam do processo, em especial as conjugases de ubiquitina. Levantamos evidências na literatura que não deixam dúvida sobre a importância da via de ubiquitinação no sistema nervoso, tanto em processos de neurodesenvolvimento como neurodegeneração. No Capítulo II, avaliamos a contribuição de mutações em UBE2A como causa de DM. Apresentamos os resultados do sequenciamento direto da região codificadora do gene UBE2A em afetados de 23 famílias em que a DM segrega ligada à segmento que inclui Xq24, onde está localizado o gene UBE2A. Uma dessas famílias foi averiguada no Serviço de Aconselhamento Genético do Laboratório de Genética Humana do Departamento de Genética e Biologia Evolutiva, Instituto de Biociência, USP (LGH-IB/USP), coordenado pelo Dr. Paulo A. Otto e pela Dra. Angela Vianna Morgante. As demais 22 famílias pertencem ao banco de amostras do Consórcio Europeu de Deficiência Mental (European Mental Retardation Consortium EURO-MRX). A triagem foi também realizada em um indivíduo afetado por DM sindrômica que compartilha características clínicas com nossos pacientes. Como acontece com a maioria dos genes do cromossomo X, o gene UBE2A não parece ser responsável por parcela significativa dos casos de DM, já que novas mutações em UBE2A não foram detectadas nessa triagem. Avaliamos o efeito da mutação c.382C 8594; T nos níveis da transcrição e da tradução em homem afetado e em mulher portadora. A presença da mutação que leva a um códon de parada prematura não resultou na degradação do RNA, que detectamos nas células do afetado. Já na mulher portadora, apenas o transcrito normal foi detectado, de acordo com nossos dados anteriores que mostraram desvio completo no padrão de inativação do cromossomo X nas portadoras da mutação, tendo um mesmo cromossomo X ativo nas células do sangue. A vantagem proliferativa das células em que o cromossomo X com alelo mutado estava inativo deve ter levado a esse padrão de inativação desviado do casual, evidenciando o efeito deletério da mutação. Entretanto, o mecanismo pelo qual a mutação afeta a via de UBE2A permanece interrogado. A proteína UBE2A alterada foi encontrada em baixa quantidade nas células do paciente, o que pode ser o resultado de síntese prejudicada ou de degradação pós-traducão. Independente do mecanismo responsável, o fato de apenas uma pequena quantidade da proteína mutada ter sido encontrada, nos permite afirmar que, nas células desses indivíduos, há perda de função de UBE2A. Devemos, contudo, considerar que a proteína mutada é sintetizada e que, no caso de a menor quantidade dever-se à degradação pós-tradução, esse processo pode prejudicar a homeostase celular e contribuir para o quadro clínico. O capítulo II focaliza os transcritos alternativos de UBE2A. Diversos bancos de dados apontam para a existência de três transcritos alternativos do gene UBE2A humano, mas não há trabalho científico que caracterize os tecidos em que os transcritos são expressos ou a função das proteínas por eles codificadas. A mutação c.382C 8594; T localiza-se no éxon 6 do gene, comum a todos os transcritos, de forma que, no caso de eles codificarem proteínas funcionais, a mutação comprometeria três proteínas, e não apenas uma. Demonstramos que os três transcritos de UBE2A são xpressos em leucócitos, pré-adipócitos, placenta, córtex cerebral e hipocampo humanos. Detectamos também os três transcritos nas células de sangue e pré-adipócitos de um de nossos pacientes portador da mutação c.382C 8594; T. Embora os bancos de dados apontem para a existência de apenas um transcrito de UBE2A em camundongos, identificamos um transcrito alternativo correspondente ao transcrito alternativo 3 humano. Este foi detectado inclusive em camundongos nocaute quanto ao gene UBE2A o processo de geração do animal nocaute foi realizado por recombinação homóloga em que o cassete de neomicina foi inserido no éxon 1 do gene, de maneira que não eliminou a existência do transcrito correspondente ao transcrito 3 humano, que utiliza uma 5 UTR alternativa localizada no íntron 3. Entretanto, as proteínas codificadas pelos transcritos alternativos não foram detectadas nos extratos protéicos analisados humanos e de camundongo. Esse resultado poderia ser explicado pela falta de especificidade do anticorpo utilizado ou por essas isoformas representarem pequena parcela do pool de proteínas da célula. Os anticorpos comerciais anti-RAD6 e anti-HR6A/HR6B foram produzidos após imunização de coelhos com a porção N-terminal da isoforma 1. Seria, portanto, possível que não fossem capazes de detectar as isoformas 2 e 3, em que o segmento utilizado para a produção dos anticorpos está total ou parcialmente ausente. No caso de as proteínas estarem pouco representadas na célula, experimentos de co-imunoprecipitação auxiliariam na identificação dessas isoformas nos extratos protéicos. Entretanto, para a detecção de todas as isoformas de UBE2A seria necessário anticorpo que reconhecesse a porção C-terminal de UBE2A. Em 2009, duas novas mutações em UBE2A foram descritas em estudo colaborativo realizado no Welcome Trust Sanger Institute, Hinxton, Cambridge, Reino Unido, após sequenciamento em larga escala de aproximadamente 700 genes do cromossomo X de cerca de 200 indivíduos com DM de herança ligada ao X. Ambas as mutações c.215C 8594; T e c.328C 8594; G eram do tipo missense. Não foram fornecidas informações quanto ao quadro clínico dos portadores dessas mutações e também não foi esclarecido porque apenas a alteração c.215C 8594; T que resulta na troca do resíduo de fenilalanina da posição 72 por um resíduo de serina (F72S) foi considerada pelos autores como possivelmente patogênica. Nossos estudos in vitro, apresentados no Capítulo III, sugerem que ambas as alterações afetam a função de UBE2A. Em 2010, foram publicados dois trabalhos associando novas alterações em UBE2A a quadro de DM. Honda e col. (2010) descreveram uma microdeleção em Xq24 que inclui UBE2A e outros oito genes, em um menino com DM e características também presentes em nossos pacientes. Budny e col. (2010) descreveram mutações missense em UBE2A em duas famílias em que segregava quadro de DM sindrômica semelhante ao de nossos pacientes. Por comunicação pessoal de Arjan de Brouwer (Departamento de Genética Humana da Universidade Radboud, Nijmegen, Holanda), soubemos da existência de três outras microdeleções de segmentos do cromossomo X que incluem UBE2A, em pacientes do sexo masculino, não aparentados. Comparamos as características clínicas de nossos pacientes com as dos portadores das microdeleções em Xq24 e com aquelas dos portadores de mutações missense em UBE2A. A DM grave e o comprometimento significativo ou ausência de fala são comuns a todos. Outras características como baixa estatura, sinófris, boca grande e lábios finos com comissuras voltadas para baixo, pescoço curto e largo, implantação baixa de cabelos na nuca, mamilos espaçados, pênis pequeno, hirsutismo generalizado e a ocorrência de convulsões parecem predominar. Entretanto, enquanto a microcefalia aparece em dois dos três portadores de microdeleções avaliados, a macrocefalia parece predominar no grupo em que ocorrem as mutações de ponto. No Capítulo III, abordamos estudos funcionais in vivo e in vitro para avaliar se as isoformas alternativas de UBE2A compartilham suas funções de conjugase de ubiquitina e compreender o efeito da mutação c.382C8594;T na função de UBE2A. Buscamos estabelecer modelo celular para avaliar o efeito da mutação na formação de neuritos. Trabalho previamente publicado havia demonstrado que a diferenciação neuronal de células PC12 concomitantemente com a inibição parcial do mRNA de UBE2B (parálogo de UBE2A) resultava na redução de 20-30% do comprimento de neuritos. Entretanto, nossos ensaios de diferenciação de pré-adipócitos não responderam nossas questões sobre o efeito da mutação na formação de neuritos, pois não conseguimos obter, nas células do controle ou nas do paciente, a densidade de neuritos descrita anteriormente na diferenciação de pré-adipócitos. Diferentemente das células PC12, de origem ectodérmica, os pré-adipócitos tem origem mesodérmica, o que dificulta sua diferenciação em linhagem derivada de outro folheto germinativo. A elevada conservação entre as proteínas ortólogas UBE2A e UBE2B humanas e RAD6 de levedura e a observação de que ambas as parálogas humanas são capazes de complementar os fenótipos apresentados pela linhagem 916;rad6 de Saccharomyces cerevisiae nos levou a considerar a linhagem de levedura 916;rad6 como modelo para nossos estudos funcionais. Também, avaliamos a capacidade das isoformas 2 e 3 e da isoforma Q128X de UBE2A para ubiquitinar histonas H2A in vitro, conforme previamente descrito para a isoforma UBE2A/1. Os resultados dos ensaios in vivo indicam que apenas a expressão do transcito 1 de UBE2A é capaz de complementar os fenótipos apresentados pela linhagem 916;rad6 de S. cerevisiae. A expressão dos transcritos 2 ou 3 não resulta na restituição do fenótipo de sensibilidade à UV - a expressão gera certa toxicidade, agravada quando as células são cultivadas a 37o C. Entretanto, as isoformas por eles codificadas não parecem ser estáveis na levedura: assim como nos tecidos humanos testados, não conseguimos detectá-las nos extratos protéicos das leveduras que expressavam esses transcritos. A expressão do transcrito 1 contendo a mutação c.382CT revelou que a isoforma UBE2A/Q128X, por sua vez, é estável na linhagem 916;rad6, porém, além de não restituir o fenótipo de sensibilidade à UV, foi, dentre as isoformas de UBE2A, a mais tóxica. Os fenótipos de toxicidade não foram observados após expressão em linhagem selvagem de S. cerevisiae. Esses resultados indicam que as isoformas 2 e 3 de UBE2A não apresentam atividade de conjugase de ubiquitina e que são, aparentemente, degradadas imediatamente após sua expressão em levedura. O fato de o fenótipo de toxicidade ser agravado, em condições de choque térmico, apóia a hipótese de degradação dessas isoformas, em levedura. A degradação pode ser resultado da ausência de parceiro que permita sua estabilidade, mas a ausência das isoformas também em extratos protéicos de tecidos humanos sugere que o mesmo processo de degradação ocorra em mamíferos. Segundo a classificação das E2, as diversas conjugases de ubiquitina têm em comum o domínio UBC altamente conservado e as variações observadas consistem em inserções ou extensões C-terminais, mas nunca deleções, como ocorre nas isoformas 2 e 3 de UBE2A. Os transcritos alternativos teriam, assim, função regulatória. Os ensaios in vitro confirmaram a capacidade de UBE2A/1 ubiquitinar histonas H2A. Os ensaios com UBE2A/2 e UBE2A/3 não foram conclusivos, uma vez que a incapacidade de ubiquitinação de histonas que observamos pode ter consequência da renaturação in vitro, que pode ter ocorrido prejudicando sua função. Entretanto a obtenção das isoformas puras nos permitiu verificar que, caso a isoforma 2 estivesse presente nos extratos de levedura, ela seria reconhecida pelo anticorpo anti-RAD6. Verificamos que a proteína mutada UBE2A/Q128X é capaz de interagir com a E1, da qual recebe a molécula de ubiquitina, mas não é capaz de transferi-la para a histona. O segmento C-terminal ausente nessa isoforma é, portanto, importante nesse processo. Os ensaios in vitro despertaram nossa atenção para o fenômeno de autoubiquitinação de UBE2A, possível mecanismo de autorregulação previamente considerado na literatura. O fato de alguns trabalhos sugerirem que as E2 atuem também como dímeros in vivo e in vitro e a elevada conservação entre as parálogas humanas UBE2A e UBE2B nos levaram a considerar a possibilidade de mecanismo de regulação recíproca. Dessa maneira, a degradação de UBE2A/Q128X nas células do paciente poderia ser dependente de UBE2B. A reduzida capacidade de autoubiquitinação da isoforma mutada dificultaria sua degradação e tornaria necessária a atividade da paráloga. Isso explicaria porque ela é estável quando expressa na linhagem de levedura 916;rad6, mas não nas células do paciente. A presença de RAD6 estaria diretamente relacionada à ausência de toxicidade após a expressão de UBE2A/Q128X em linhagem selvagem a degradação da isoforma mutada está ocorrendo nessas células. A não viabilidade de camundongo duplo-nocaute quanto as parálogas UBE2A e UBE2B não permite testar a estabilidade da isoforma mutada em células de mamíferos. Observamos, de fato, que a inibição do proteassoma nas células do paciente leva ao acúmulo dessa proteína. A presença da mutação c.382C8594;T nas células do paciente parece resultar no fenótipo de DM devido à perda de função de UBE2A: a isoforma mutada não restitui o fenótipo de sensibilidade à UV de S. cerevisiae e não foi capaz de ubiquitinar histonas H2A in vitro. Além disso, indivíduos com microdeleções de UBE2A apresentam fenótipo semelhante ao de nossos pacientes. Por outro lado, a presença da proteína mutada que necessitaria de UBE2B para ser degradada pode caracterizar um ganho tóxico de função - comprometeria a função de ambas as parálogas. É possível que os dois mecanismos contribuam para o quadro clínico. Os dados dos ensaios in vivo e in vitro abrem caminhos de investigação do processo de regulação de UBE2A e UBE2B no nível da proteína, sugerindo a autoubiquitinação e a ubiquitinaão recíproca como possíveis mecanismos reguladores, que podem explicar a conservação das duas parálogas de RAD6 em mamíferos. / We have previously described a nonsense mutation (c.382C8594;T) in the UBE2A gene, at Xq24, which encodes a ubiquitin conjugating enzyme (E2), as the cause of a new X-linked mental retardation syndrome. The predicted protein lacks the 25 C-terminal amino acid residues conserved in vertebrates and in Drosophila. This was the first description of a mutation in a ubiquitin conjugating enzyme gene causative of a human disease. In the present work, we focused on the UBE2A gene, its alternative transcripts and isoforms, and the effect of the c.382C8594;T mutation. We screened for UBE2A mutations 23 males presenting X-linked mental retardation (XLMR), previously mapped to the interval encompassing this gene, and one isolated case, who shared clinical features with our previously described patients. No mutations were detected in this selected series of patients suggesting that mutations in UBE2A is not a common cause of XLMR, similarly to the majority of the XLMR genes hereto described. Very recently four Xq24 microdeletions encompassing UBE2A and three missence mutations were found by other groups in mentally retarded males that shared several clinical features with our patients. Comparing these and our patients, a clinical picture emerges of mental retardation associated with severe speech impairment, present in all of them. Short stature, large mouth with downturned corners and thin lips, short and broad neck, low posterior hairline, widely spaced nipples, marked generalized hirsutism and seizures are common features. However, microcephaly was observed only in patients carrying UBE2A deletions, while carriers of missense or nonsense mutations showed macrocephaly. We evaluated the effect of the UBE2A c.382C8594;T mutation on transcription and translation. This mutation affects the last UBE2A exon and, as expected, does not lead to nonsense mediated RNA decay, demonstrated by the presence of UBE2A mRNA in leucocytes of an affected male. However, only a small amount of the mutated protein was detected in the patients cells, suggesting the loss of UBE2A function as the cause of the syndrome. The posttranslational degradation of the mutated protein could also disturb the cellular homeostasis, a gain of function that remained a possibility. The detrimental effect of the c.382C8594;T mutation was further supported by the presence of only the normal transcript in leucocytes of a heterozygous woman, who had completely skewed X inactivation, thus pointing to the selective advantage of lymphocytes carrying the normal allele on the active X chromosome. Our search in DNA and protein sequence databases suggested that the UBE2A gene produces three alternative transcripts all classified as protein coding. These three tanscripts contain the mutation site (c.382C8594;T). We showed that all three UBE2A transcripts are expressed in human leucocytes, adipocytes, placenta, cerebral cortex and hippocampus. We also detected an alternative transcript in murine, which corresponds to the human transcript 3. This alternative transcript was present in all murine tissues analyzed, including samples from a UBE2A knockout mouse. However, we failed to detect the proteins encoded by the alternative transcripts. This could result from low affinity of the used commercial antibody to the isoforms. Alternatively, a small amount of these proteins in the pool of cellular proteins, might have not been detected by Western blotting. We performed in vivo and in vitro assays to address the role of the alternative UBE2A isoforms, and to evaluate the effect of c.382C-T mutation on UBE2A function. Taking into account the high amino acid conservation between the human UBE2A and the Saccharomyces cerevisiae ortholog RAD6, we used a 916;rad6 yeast strain to verify whether UBE2A alternative and mutated isoforms were able to complement its UV-sensitivity phenotype, as previously demosntrated for UBE2A isoform 1. We also performed in vitro assays to evaluate their ubiquitination activity towards histone H2A, a known in vitro substrate of RAD6 and UBE2A. Only UBE2A isoform 1 could rescue the UV sensitivity phenotype of the knockout yeast strain. The expression of the alternative isoforms 2 and 3 was partially toxic to this yeast strain, and toxicity increased under heat shock conditions. However, these two isoforms do not seem to be stable in yeast cells: as in human tissues, we failed to detect UBE2A isoforms 2 and 3 in yeast cells expressing the corresponding transcripts. The mutant isoform was stable in yeast, but was unable to rescue the UV-sensitivity phenotype, its expression resulting in severe toxicity to the 916;rad6 strain. On the other hand, toxicity was not observed when the mutant UBE2A isoform was expressed in wild type yeast. These findings suggest that isoforms 2 and 3 do not have ubiquitin conjugating activity and, apparently, are degraded immediately after translation. The fact that toxicity is enhanced when these isoforms are expressed under heat shock conditions supports Degradation hypothesis. The degradation could also be due to the absence of a functional partner, in yeast, that could contribute to their stability. Since the alternative isoforms were not detected in the human tissues analyzed, the degradation might occur in human cells as well. E2 enzymes share a catalytic domain and variations among them consist of insertions or terminal extensions, never deletions. Both isoforms 2 and 3 would have deletions of the catalytic domain, suggesting that they are not functional. A regulatory role for these transcripts is a possibility. Our in vitro assays confirmed that UBE2A isoform 1 is capable of histone H2A ubiquitination. The assays for isoforms 2 and 3 were inconclusive, since their lack of ubiquitin conjugating activity could be caused by incorrect in vitro refolding, required because the proteins were obtained from bacterial inclusion bodies after heterologous expression. The mutated protein, however, was able to interact with the ubiquitin molecule, but failed to transfer it to histones, thus pointing to the importance of the C-terminal segment in this process. Our in vitro assays stongly suggested that UBE2A autoubiquitination occur, an activity previously considered a possible E2 regulatory mechanism. Since there is evidence that some E2s form functional dimers, we hypothesized that, due to their high amino acid conservation, UBE2A and its paralog UBE2B might form heterodimers in vivo, as a mutual regulating mechanism. Under this hypothesis, the degradation of the mutated protein could be UBE2B dependent. The reduced autoubiquitination capacity of the mutated isoform could impair its degradation, and require the participation or the paralog. This would explain why the mutated protein was stable in the 916;rad6 yeast strain, but not in the patient´s cells with a functional UBE2B. Following the same reasoning, in wild type yeast, the presence of RAD6 would explain the absence of the mutated protein and toxicity. The non-viability of the double (UBE2A and UBE2B) knockout cells prevented testing whether the mutated protein was stable in the absence of its paralog. However, proteasome inhibition in cultured cells from one of our patients resulted in accumulation of the mutated protein, confirming its degradion via the ubiquitin-proteasome pathway. In conclusion, the UBE2A c.382C8594;T mutation seems to lead to mental retardation in our patients due to loss of UBE2A function: the mutated isoform is unable to rescue the UV-sensitivity phenotype of 916;rad6 yeast or to ubiquitinate histones in vitro. In addition, patients carrying UBE2A deletions share clinical manifestations with our patients. On the other hand, the possibility remains of a clinical effect of the requirement of UBE2B for degrading the mutated UBE2A. Our data suggest reciprocal ubiquitination in addition to autoubiquitination as UBE2A and UBE2B regulatory mechanism that would explain the conservation of the two paralog genes in mammals.

A compensação da dosagem gênica entre fêmeas XX e machos XY em mamíferos é adquirida através de um complexo mecanismo epigenético que resulta na inativação de grande parte de um dos cromossomos X nas células femininas. O processo de inativação do cromossomo X (XCI) se inicia cedo durante a embriogênese, concomitantemente à diferenciação celular, e envolve a aquisição de modificações epigenéticas características do cromossomo X inativo (Xi). Uma estabelecido, o padrão de inativação é estavelmente mantido através de todas as mitoses celulares subsequentes e por toda a vida do organismo (exceto para células germinativas que sofrem reativação do Xi). Os mecanismos envolvidos na iniciação e estabelecimento da XCI foram extensivamente estudados, especialmente em camundongos. Embora algumas características epigenéticas associadas à manutenção da XCI tenham sido descritas, a identidade e modo específico de ação de fatores envolvidos durante essa fase da XCI são aspectos ainda não bem compreendidos. Além disso, o processo de XCI apresenta diferenças importantes entre humanos e camundongos e estudos direcionados para a identificação de novos componentes envolvidos na manutenção da XCI em humanos tornam-se de fundamental importância. Triagens funcionais genômicas por bibliotecas de shRNAs constituem uma ferramenta poderosa para a identificação de genes envolvidos em diferentes mecanismos celulares e vias bioquímicas. Sendo assim, utilizamos essa ferramenta para triar genes envolvidos na manutenção da XCI em humanos. Células somáticas femininas primárias HPRT+/-/HPRT- foram transduzidas com uma biblioteca lentiviral de shRNAs e posteriormente tratadas em meio de cultura contendo a droga HAT para seleção de células HPRT+ nas quais esperava-se que o cromossomo Xi presente tivesse sofrido reativação em decorrência do knockdown de genes envolvidos na manutenção da XCI. Essa estratégia nos permitiu identificar 20 novos genes candidatos a estarem envolvidos na manutenção da XCI. Esses candidatos deverão ser avaliados individualmente para confirmar seu papel no processo de controle epigenético do cromossomo X / Transcriptional dosage compensation between mammalian XX females and XY males is acquired through a complex epigenetic mechanism that leads to the inactivation of most part of one of the X chromosomes in the female cells. The X chromosome inactivation (XCI) process takes place early during embryogenesis and involves the acquisition of epigenetic modifications that are characteristic of the inactive X chromosome (Xi). Once silencing is established, the inactivation pattern is maintained in through all the subsequent mitosis and the same X chromosome remains stably silenced in all the descendant cells and throughout the life of the organism (except for the germ line cells that undergo X chromosome reactivation). The initiation of XCI has been studied extensively, especially in mice. Although some epigenetic features associated with the maintenance of XCI have already been described, the identity and specific mode of action of the factors involved in this phase of XCI are largely unknown. Moreover, the XCI process presents important differences between mice and humans, and studies directed to the identification of new players involved in the maintenance of human XCI are fundamentally important. Functional genome-wide screens using multiplex shRNA libraries are a powerful tool for the identification of genes involved in different cellular mechanisms and biochemical pathways. In order to screen for genes involved in the maintenance of XCI in humans, a population of HPRT+/-/HPRT- primary somatic female cells were transduced with a multiplex lentiviral shRNA library and subsequently treated in HAT medium to select for HPRT+ cells in which we expected that the Xi would undergo reactivation as a result of the knockdown of genes involved in the maintenance of XCI. As a result, we identified 20 new candidate genes that could potentially be involved in the maintenance of XCI. These candidates should be individually evaluated in order to confirm their role in the epigenetic control of the X chromosome

Estudos relacionando a síndrome de Turner com o estado nutricional relativo aos micronutrientes, em especial o zinco e selênio, são praticamente inexistentes. Portanto, o presente estudo teve como objetivo avaliar o estado nutricional relativo ao zinco e ao selênio dessa população, considerando as diferentes fases de vida. A avaliação antropométrica das crianças mostrou que 55,6% estavam eutróficas e 44,4% com sobrepeso, de acordo com o índice de peso/estatura. As adolescentes foram classificadas segundo o percentil de IMC ajustado para a idade, onde 73,7% estavam eutróficas e 26,3% com sobrepeso. Em relação ao grupo das adultas, 42,9% estavam com sobrepeso e 14,3% com obesidade, considerando o IMC (kg/(m)2). A avaliação do consumo alimentar foi realizada por meio do software Nutwin, mostrando que a ingestão de zinco dietético de 35,7% das participantes do estudo estava abaixo da EAR. Em relação à ingestão de selênio, observou-se que 100% das pacientes consumiram quantidades deste mineral acima da EAR. Na avaliação da concentração de zinco plasmático foi demonstrado que 22,2%, 68,4% e 14,3% das crianças, adolescentes e adultas estavam deficientes em zinco. A concentração de zinco eritrocitário apresentou-se deficiente em 66,7% das crianças, 57,9% das adolescentes e 28,6% das adultas. Na avaliação da excreção urinária de zinco observou-se que mais de 50% da população estudada estavam eliminando baixas concentrações desse mineral. Em relação ao estado nutricional de selênio, 77,8% das crianças, 78,9% das adolescentes e 85,7% das adultas encontravam-se deficientes em selênio plasmático e 55,6%, 52,6% e 57,1% das crianças, adolescentes e adultas, respectivamente, estavam deficientes em selênio eritrocitário. Opercentual de crianças, adolescentes e adultas com baixas concentrações de selênio na urina foi de 100%, 94,7% e 100%, respectivamente. A determinação da concentração de selênio nas unhas mostrou que 100% das crianças, 93,8% das adolescentes e 66,7% das adultas se encontravam com valores reduzidos neste compartimento. Os resultados da atividade da glutationa peroxidase se mostraram dentro dos limites de normalidade nas três fases de desenvolvimento. Assim, pode se concluir que o estado nutricional relativo ao zinco e ao selênio está deficiente para grande parte das pacientes, visto que as concentrações desses micronutrientes encontram-se reduzidos para a maioria dos parâmetros utilizados. / Studies relating to Turner Syndrome with the nutritional status on micronutrients, in particular zinc and selenium are practically non-existent. This study aimed to assess the nutritional status on zinc and selenium in this population, considering the different stages of life. Anthropometric evaluation of the children showed that 55.6% were eutrophic and 44.4% with overweight, according to the rate of weight/height. The adolescents were c1assified according to the percentile of BMI adjusted for age, where 73.7% were eutrophic and 26.3% with overweight. Regarding the group of adults, 42.9% were overweight and 14.3% with obesity, according BMI (kg/m2). The assessment of food consumption was made through the software Nutwin, demonstrating that the intake of dietary zinc, 35.7% of participants in the study were below the EAR. Regarding the intake of selenium, it was observed that 100% of patients consumed quantities of this mineral above the EAR. In assessing the plasma concentration of zinc has been shown that 22.2%, 68.4% e 14.3% of children, adolescents and adults were deficient in zinco The concentrations of zinc in erythrocyte were deficient 66.7% of children, 57.9% of adolescents and 28.6% of adults. In assessing the urinary excretion of zinc observed that 55.6%,57.9% and 66.7% of children, adolescents and adults, respectively, eliminate low concentrations of this mineral. The nutritional status of selenium, 77.8% of children, 78.9% of adolescents and 85.7% of adults were found deficient in plasmatic selenium and 55.6%, 52.6% and 57.1% of children, adolescents and adults, respectively, were deficient for selenium in erythrocyte. The percentage of children, adolescents and adults with low concentrations of selenium in urine was 100%, 94.7% and 100% respectively. The determination of the concentration of selenium Nail showed that 100% of children, adolescents and 93.8% from 66.7% of adults with values were reduced in this compartment. The results of the activity of glutathione peroxidase were within the limits of normality in the three stages of development. Thus, it can be concluded that the nutritional status on the zinc and selenium is deficient for most patients, because the concentrations of these micronutrients, are reduced for most of the parameters used.

As síndromes hipertensivas gestacionais estão entre as maiores causas de morte materna e fetal. Entre elas destaca-se a pré-eclâmpsia (PE), que caracteriza-se pelo aumento da pressão arterial e proteinúria, a partir da 20ª semana de gestação. Embora sua etiologia seja ainda discutida, o papel dos fatores genéticos é amplamente aceito. Alterações do padrão da inativação do cromossomo X, processo epigenético encontrado em mamíferos com placenta, têm sido encontradas em algumas doenças que ocorrem exclusivamente em mulheres. O XIST é um gene chave nesse processo. Por outro lado, muitos microRNAs (pequenos RNAs não codificantes) são expressos abundantemente na placenta humana e alguns estão mapeados no cromossomo X. O objetivo do presente trabalho foi a verificação do padrão de inativação do cromossomo X e da expressão dos genes XIST e dos microRNAs X-específicos miR-221, miR-222 e mir-223 em mulheres com PE. O ensaio de HUMARA (receptor de andrógeno humano) utilizando PCR convencional e digestão com a enzima sensível à metilação HpaII foi analisado de forma qualitativa (visualização em gel de poliacrilamida) e semi-quantitativa (sequenciamento), sendo realizado a partir de sangue periférico (todas as amostras) e de tecido placentário [apenas das placentas de fetos femininos (17 amostras)]. Para o estudo do padrão de expressão foi obtido cDNA por transcrição reversa, a partir de RNA total extraído do tecido placentário (30 amostras).. A análise foi realizada por meio de PCR em tempo real. Foram utilizados os testes de Qui-quadrado e de t-Student, além do modelo linear generalizado para a análise estatística. Não houve diferença estatisticamente significativa para o parâmetro de inativação do cromossomo X entre os grupos controle e de PE, independente do tipo de tecido estudado (sangue ou placenta) quando foram aplicados os ensaios de HUMARA qualitativo e semi-quantitativo. Para o gene XIST e o microRNA miR-221 não foi evidenciada diferença estatisticamente significativa entre os grupos controle e de PE. O microRNA miR-223 não apresentou transcritos detectáveis em nenhum dos grupos de estudo. Para o microRNA miR-222, houve diferença estatisticamente significativa, sendo que no grupo de PE a expressão foi mais elevada. Não foi encontrada associação entre o padrão de inativação do cromossomo X e a expressão do gene XIST e dos microRNAs estudados. Embora a inativação preferencial do cromossomo X tenha sido encontrada nos dois grupos, padrões de inativação preferencial extrema foram verificados em um número maior de casos com PE. Os resultados mostram que o miR-222 apresenta potencial para ser utilizado como marcador molecular da PE, sugerindo também que exista uma diminuição na expressão de seus genes-alvo que devem ser estudados como candidatos na patogênese da doença. / The gestational hypertensive syndromes are among the major causes of maternal and fetal death. The Preeclampsia (PE) is the most prevalent of those syndromes and it is characterized by the increase of blood pressure and proteinury, which start from to 20th week of gestation. Although its ethiology is argued actually the genetics factors have been accepted. Alterations in pattern of chromosome X inactivation, epigenetic process of mammals with placenta have been found in some diseases that occur exclusively in women. XIST is a key gene in this process. On the other hand very microRNAs (small RNAs no coding) are overexpressed in human placenta and someones are located at X choromosome. The subject of this research was verify the patterns of chromosome X inactivation and the expression of the XIST gene and X-specific microRNAs in women affected by PE. In the HUMARA (human androgen receptor) assay was carried out with peripheral blood (all samples) and placental tissue [only female fetuses placentas (17 samples)]. The conventional PCR and digestion methodology with HpaII enzyme were employed and the result was analysed to qualitative (polyacrilamide gel) and semi quantitative (sequencing) form. The cDNA was obtained to gene expression study by reverse transcription reaction from placenta total RNA (30 samples). Gene expression assay was carried out with real time PCR. To statistical analyze was used the Qui-square and t-Student tests besides the widespread lineal model. There was not statistical significant differences to chormosome X inactivation parameter among the groups control and PE independently of the tissue studied (blood or placenta) when the qualitative and semi quantitative HUMARA assay were applied. To XIST and miR-221 were not evidenced significant statistical differences among the groups control and of PE. The miR-223 did not show detectable transcripts to any group studied. The miR-222 expression was more elevated in the PE group than control group and this difference was significant statistically. In the present study was not found association among the chromosome X inactivation pattern and the gene expression of XIST and the microRNAs studied. Although the chromosome X inactivation have been found in the two groups the preferential chromosome X inactivation patterns were verified in a great number of cases in PE group. The results showed that miR-222 has a potential to be employed as molecular marker of PE also suggesting the existence of a decrease in expression of its target genes which have to be investigated like candidates to disease pathogenesis.

Orientador: Paulo Dalgalarrondo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-19T03:00:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pegoraro_LuizFernandoLonguim_M.pdf: 2266541 bytes, checksum: 79f7b25b4b175b872cd3d424776438f6 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: As síndromes genéticas de Williams (SW), do X-Frágil (SXF) e de Prader-Willi (SPW) apresentam déficit cognitivo geral que varia do grau leve ao moderado. Apesar de compartilharem rebaixamento da inteligência como um todo, prejuízos e potencialidades em habilidades cognitivas específicas dessas síndromes são amplamente descritos na literatura internacional, mas não tão enfaticamente no Brasil. Este estudo teve por objetivo investigar, descrever e comparar o perfil cognitivo de crianças e adolescentes com SW, SXF e SPW. Trinta e quatro crianças e adolescentes de seis a 16 anos, de ambos os sexos, com diagnóstico confirmado para a SW (n = 10), a SXF (n = 13) e a SPW (n = 11), pacientes dos ambulatórios de Psiquiatria da Criança ou Adolescente e/ou Genética Geral II do Hospital de Clínicas (HC) da Unicamp participaram deste estudo. Os sujeitos foram avaliados em suas funções cognitivas por meio da Escala de Inteligência Wechsler para Crianças (WISC-III). Dados sócio-culturais, exames citogenéticos e os sintomas e diagnósticos psiquiátricos associados aos participantes foram coletados nos prontuários médicos e também por meio de entrevistas com os responsáveis por cada criança ou adolescente. O QI total (QIT), o QI verbal (QIV), o QI de execução (QIE) e os escores ponderados de cada subteste da escala WISC-III, assim como os dados pessoais dos sujeitos de pesquisa, foram transpostos para o software estatístico SPSS, versão 17 para Windows. Não foram encontradas diferenças significativas em relação à idade, à classe social e ao tipo de escola que cada participante freqüenta entre as três síndromes. Por outro lado, houve diferença significativa quanto ao gênero dos participantes (p < 0,05). Foram encontradas diferenças significativas em relação ao QIV, aos subtestes verbais Informação, Vocabulário, Compreensão e em relação aos subtestes de execução Cubos e Armar Objetos. O teste post hoc de comparações múltiplas de Dunn (? = 0,05) apontou um escore significativamente superior nos subtestes de linguagem verbal e no QIV para o grupo com SW e um escore significativamente superior nos subtestes visuo-espaciais para o grupo com SPW. Estes resultados dão suporte à noção do perfil cognitivo específico para estas síndromes genéticas, constituído por "picos e vales" de rendimento, apesar do déficit intelectual geral destas condições, contrariando a concepção do fator g em crianças e adolescentes com SW, SXF e SPW / Abstract: Genetic syndromes such as Williams (WS), Fragile X (FXS) and Prader-Willi syndrome (PWS) present general cognitive impairment ranging from mild to moderate. Despite sharing a diminishment of intelligence as a whole, strengths and weakness in specific cognitive abilities of each syndrome are well described in international literature, but not so emphatically in Brazil. This study aimed to investigate, describe and compare the cognitive profile of children and adolescents with WS, FXS and PWS. Thirty-four children and adolescents, aged between 6 and 16, of both genders, with a confirmed diagnosis of either WS (n = 10), FXS (n = 13) or PWS (n = 11), from the outpatient clinics of Child and Adolescent Psychiatry or from the General Genetics II clinic, located at the Hospital das Clinicas (HC), participated in this study. The subjects cognitive functions were evaluated using the Wechsler Intelligence Scale for Children (WISC-III). Socio-cultural, cytogenetic tests and associated psychiatric symptoms and diagnoses were collected from the participants medical records and through interviews with those responsible for each child or adolescent. The Full-Scale IQ (FSIQ), Verbal IQ (VIQ), Performance IQ of (PIQ) and the standard scores of each subtest in the WISC-III scale, as well as the personal data of research subjects, were entered in version 17 of the SPSS statistical software for Windows. No significant differences were found between the three syndromes regarding age, social class or the type of school (private or public) each participant attends. On the other hand, there were significant differences in gender of the participants (p <0.05). Significant differences were found with respect to VIQ, and the verbal subtests Information, Vocabulary and Comprehension, and also in relation to the performance subtests Block Design and Object Assembly. The Dunn's multiple comparison test showed a significantly higher score on the verbal subtests and VIQ for the group with WS and a significantly higher score on the visuospatial subtests for the group with PWS. These results support the notion that there are specific cognitive profiles for these genetic syndromes, consisting of "peaks and valleys" in performance, despite the general intellectual deficit of these conditions, contrary to the g factor concept in children and adolescents with WS, FXS and PWS / Mestrado / Saude da Criança e do Adolescente / Mestre em Ciências

Submitted by Fernanda Silva Polverari (ferpolverari@gmail.com) on 2018-05-30T18:12:26Z No. of bitstreams: 1 Tese doutorado Fernanda Polverari_versão para repositório.pdf: 3157136 bytes, checksum: 063c77919abe771187d66897c9de20a2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Carolina Gonçalves Bet null (abet@iq.unesp.br) on 2018-06-04T18:59:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 polverari_fs_dr_araiq_int.pdf: 3019599 bytes, checksum: cac87174a4589a63a284c7075604c847 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-04T18:59:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 polverari_fs_dr_araiq_int.pdf: 3019599 bytes, checksum: cac87174a4589a63a284c7075604c847 (MD5) Previous issue date: 2018-04-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A análise dos polimorfismos do DNA é a melhor ferramenta encontrada para resolução de casos de identificação humana, sendo os marcadores STRs (short tandem repeat) localizados em regiões autossômicas os principais e mais utilizados para esta finalidade. Apesar da indiscutível reprodutibilidade destes marcadores, quando são analisados em amostras degradadas podem não apresentar bons resultados, o que dificulta a resolução dos casos. Assim, há a necessidade de uma alternativa e, atualmente, a mais indicada é a utilização dos polimorfismos bialélicos. A análise do cromossomo sexual X também vem ganhando importância significativa no contexto forense, devido ao seu padrão de transmissão entre os genitores. Neste trabalho, caracterizamos as populações brasileiras do estado do Mato Grosso e do Distrito Federal pela análise de 32 polimorfismos de inserção/deleção no cromossomo X (X-InDels), tendo em vista que os dados destes polimorfismos nestas populações são ainda inéditos, e para que esses marcadores também possam no futuro auxiliar a resolução de casos forenses em nosso país. Para identificar a diversidade genética foram analisados os perfis genotípicos de 303 indivíduos não aparentados nascidos no estado do Mato Grosso e 179 indivíduos não aparentados e residentes em Brasília. Os resultados indicam que o painel dos 32 X-Indels é bastante eficiente para a sua finalidade, sendo que praticamente todos os marcadores se mostraram altamente informativos para as populações estudadas. O teste de equilíbrio de HardyWeinberg foi realizado nas amostras femininas de ambas as populações e não foram verificados desvios significativos. O painel demonstrou alta eficiência forense, confirmado pelo alto poder de discriminação para Mato Grosso (PDF=0,999999999997 e PDM=0,99999997) e para Brasília ((PDF=0,999999999998 e PDM=0,99999998), e pelo elevado poder de exclusão observado em trios: suposto pai/mãe/filha (0,999998/Mato Grosso e 0,999997/Brasília) e duos: suposto pai/filha (0,9996/Mato Grosso e 0,9995/Brasília). No estudo comparativo com outras populações, Mato Grosso e Brasília estão mais próximos ao estado de São Paulo, à três departamentos colombianos e às populações europeias. A proporção de ancestralidade confirmou a miscigenação das populações estudadas, sendo identificado uma contribuição praticamente equilibrada para europeus, africanos e nativo-americanos. Conclui-se que o conhecimento acerca dos marcadores de inserção/deleção no cromossomo X pode ser ampliado, uma vez que na literatura ainda há pouco material disponível sobre o assunto; entretanto os dados deste trabalho já demonstram seu potencial como método complementar para a análise de amostras forenses, pois foram identificados elevados valores de poder de discriminação e exclusão / The analysis of DNA polymorphisms is the best tool found for solving cases of human identification, and the Short Tandem Repeat (STR) markers used in the autosomal regions are the main and most marker used for this purpose. Despite the undeniable reproducibility of these markers, when analyzed in degraded samples they may not present good results, which makes it difficult to solve the cases. Because of this, there is a need for an alternative tool and currently the most indicated is the use of the biallelic polymorphisms. In this way, the analysis of the sex chromosome X has gained significant importance in the forensic context, due to its pattern of transmission between the parents. In this work, we characterize the Brazilian populations of the state of Mato Grosso and the Federal District by the analysis of 32 insertion/deletion polymorphisms on the X chromosome (X-InDels), considering that the data of this polymorphism in these populations are still unpublished, and for that these markers may also in the future help the resolution of forensic cases in our country. To identify the genetic diversity, the genotypic profiles of 303 unrelated individuals born in the state of Mato Grosso and 179 unrelated individuals living in Brasília were analyzed. The results shows that the 32 X-Indels panel is very efficient to its purpose, being almost all markers highly informative for the studied populations. The Hardy-Weinberg equilibrium test was performed on the female samples from both populations and no significant deviations were observed. The panel demonstrated high forensic efficiency, confirmed by the high discriminatory power for Mato Grosso (PDF= 0.9999999999997 and PDM=0.999999997) and Brasília (PDF=0.9999999999998 and PDM=0.999999998), and by the high exclusion power observed in trios: supposed father/mother/daughter (0.999998/Mato Grosso and 0,999997/Brasília) and duos: supposed father/daughter (0.9996/Mato Grosso and 0,9995/Brasília). In the comparative study with other populations, Mato Grosso and Brasília are closer to the state of São Paulo, to three departments in Colombia and to European populations. The proportion of ancestry confirmed the admixture of the populations studied, with a practically balanced contribution being identified for Europeans, Africans and American natives. We could concluded that knowledge about insertion/deletion markers on the X chromosome can be amplified, since in the literature there is still fewer available material on the subject, however the data of this work already demonstrates its potential as a complementary method for the analysis of forensic samples, since were identified high values of power of discrimination and exclusion.

Submitted by JULIANA MARTINEZ null (jumrtz@hotmail.com) on 2018-01-30T20:15:12Z No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado - Juliana Martinez_versaofinal.pdf: 5281561 bytes, checksum: 3904c01cc47c8b76f9c22a3a88eeb574 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Irani Coito null (irani@fcfar.unesp.br) on 2018-02-02T16:30:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 martinez_j_dr_arafcf_int.pdf: 5281561 bytes, checksum: 3904c01cc47c8b76f9c22a3a88eeb574 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-02T16:30:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 martinez_j_dr_arafcf_int.pdf: 5281561 bytes, checksum: 3904c01cc47c8b76f9c22a3a88eeb574 (MD5) Previous issue date: 2017-11-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Na rotina da genética forense, o uso exclusivo dos marcadores STRs (Short Tandem Repeats) em situações que a amostra biológica apresenta-se degradada pode gerar um resultado final estatístico inconclusivo, tornando fundamental a análise de marcadores adicionais para a resolução do caso. Utilizado como método complementar, os polimorfismos InDels (inserção/deleção) têm mostrado grande potencial para superar as limitações dos marcadores tradicionais. A análise de regiões do cromossomo X também vem ganhando significativa importância nesses estudos, especialmente nos casos em que a análise dos autossômicos não é suficiente. Nessa perspectiva, este trabalho teve por objetivo geral caracterizar a população do estado de São Paulo para 32 polimorfismos de inserção/deleção no cromossomo X (32 X-InDels) e avaliar a utilidade desse multiplex na resolução de casos forenses. Para tanto, buscou-se identificar a diversidade genética desses polimorfismos nessa população, a segregação dos alelos entre os genitores (pai e mãe) para as suas respectivas filhas e a eficiência desse painel na amplificação de DNA extraído de amostras ósseas. Para identificar a diversidade genética, foram analisados os perfis genotípicos de 500 indivíduos não aparentados nascidos no estado de São Paulo. Todos os marcadores mostraram-se polimórficos para a população, sendo MID3701 o que apresentou maior diversidade e somente MID2637 se mostrou pouco informativo. O marcador MID1361 apresentou-se em desequilíbrio de Hardy-Weinberg e uma variante alélica foi identificada em seu alelo curto. O painel demonstrou alta eficiência forense, confirmado pelo poder acumulado de discriminação (0,999999999993 em mulheres e 0,99999993 em homens) e pelo valor acumulado da chance média de exclusão (0,999996 em trios e 0,9995 em duos). No comparativo com outras populações, valores significativos da distancia genética foram obtidos, verificando-se que São Paulo está mais próximo à três departamentos colombianos e às populações européias. A proporção de ancestralidade identificada foi 41,8% para europeus, 31,6% para africanos e 26,6% para nativo-americanos. Na análise de segregação realizada em 101 trios, o padrão de transmissão esperado entre pai-mãe/filha foi o observado, o que confirma a baixa taxa de mutação desses marcadores. Por fim, os 32 X-InDels apresentaram as características necessárias para a análise de amostras biológicas em baixa concentração e/ou degradadas, mas algumas dificuldades na amplificação podem ser encontradas a depender das condições ambientais a que as amostras foram expostas. Conclui-se que o conhecimento acerca dos marcadores de inserção/deleção no cromossomo X pode ser ampliado, uma vez que na literatura ainda há pouco material disponível sobre o assunto; entretanto os dados deste trabalho já demonstram seu potencial como método alternativo para a análise de amostras forenses, pois foram identificados elevados valores de poder de discriminação e exclusão, baixa taxa de mutação e um elevado potencial de amplificação de amostras biológicas degradadas. / In forensic genetics routine, the exclusive use of STRs (Short Tandem Repeats) markers when the biological sample is degraded can generate an inconclusive final statistical result, making essential the analysis of additional markers for case resolution. Used as a complementary method, InDels (insertion/deletion) polymorphisms have shown great potential to overcome the limitations of traditional markers. Polymorphisms in the X chromosome is also gaining significant importance in these studies, especially in those cases in which the analysis of the autosomal markers is not enough. In this perspective, this study aimed to characterize the São Paulo state population for 32 X chromosome insertion/deletion polymorphisms (32 X-InDels) and to evaluate the utility of this multiplex in the resolution of forensic cases. Therefore, it was analyzed the genetic diversity of this population, the alleles segregation between the parents and their respective daughters, and the amplification efficiency of this panel in DNA extracted from human bones. To identify genetic diversity, the genotypic profiles of 500 unrelated individuals born in São Paulo state was analysed. All markers were polymorphic for the population, with MID3701 being the most diverse, and MID2637 the less informative. The MID1361 marker was in Hardy-Weinberg disequilibrium and an allelic variant was identified in its short allele. The panel showed high forensic efficiency, confirmed by the accumulated power of discrimination (0.9999999999993 in females and 0.99999993 in males) and by the accumulated mean exclusion chance (0.999996 in trios and 0.99995 in duos). Comparing with other populations, significant values of genetic distance were obtained and São Paulo is closer to three Colombian departments and to European populations. The ethnic contributions identified 41.8% of Europeans, 31.6% of Africans and 26.6% of Native Americans admixture. In segregation analysis performed in 101 trios, the expected transmission pattern between parent/daughter was observed, which confirms the low mutation rate of these markers. Finally, the 32 X-InDels presented the necessary characteristics for the analysis of degraded biological samples, but some amplification difficulties can be found depending on the environmental conditions in which the samples were exposed. It can be concluded that knowledge about the X chromosome insertion/deletion markers can be expanded, because there is still little information available in the literature; meanwhile data from this work demonstrate its potential as an alternative method for the analysis of forensic samples.

Orientador: Regina Maria Barreto Cicarelli / Resumo: Na rotina forense, há casos em que a amostra biológica se encontra degradada ou com baixa concentração de DNA, o uso exclusivo dos marcadores STRs pode gerar um resultado estatístico inconclusivo, tornando fundamental a análise de marcadores adicionais para a resolução do caso. Utilizado como método complementar, os polimorfismos de inserção e deleção (InDels) têm mostrado grande potencial para superar as limitações dos marcadores tradicionais. Adicionalmente, estudos de genética forense tem sido cada vez mais explorados no âmbito do cromossomo X, especialmente nos casos em que a análise dos autossômicos não é suficiente. Nessa perspectiva, este trabalho avaliou a utilidade de um conjunto de 32 polimorfismos de inserção/deleção do cromossomo X em amostras da população da região sudeste do Brasil. Afim de avaliar a diversidade genética destas populações, foram analisados os perfis genotípicos de 627 indivíduos sem relação genética pelo cromossomo X, residentes nos estados de Minas Gerais (90 mulheres e 116 homens), Espírito Santo (201 homens) e Rio de Janeiro (220 homens). Os resultados indicam que o painel dos 32 X-InDels é bastante eficiente para a sua finalidade, sendo que praticamente todos os marcadores se mostraram altamente informativos para as populações estudadas. O teste de equilíbrio de Hardy-Weinberg foi realizado nas amostras femininas de Minas Gerais e não foram verificados desvios significativos. Em todas populações analisadas o painel demonstrou alta eficiência... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the forensic routine, there are cases in which the biological sample is degraded or with a low concentration of DNA, the exclusive use of STR markers can generate an inconclusive statistical result, making the analysis of additional markers essential for the resolution of the case. Used as a complementary method, the insertion and deletion polymorphisms (InDels) have shown great potential to overcome the limitations of traditional markers. Additionally, the X chromosome has been increasing significant importance in forensic genetics studies, especially in cases where the analysis of autosomal is not enough. In this perspective, this work evaluated the usefulness of a set of 32 polymorphisms of insertion/deletion of the X chromosome in samples from the population of the southeastern region of Brazil. In order to evaluate the genetic diversity of these populations, the genotypic profiles of 627 individuals without genetic relationship were analyzed by the X chromosome, living in the states of Minas Gerais (90 females and 116 males), Espírito Santo (201 males) and Rio de Janeiro (220 males). The results indicate that the 32 X-InDels panel is enough efficient for its purpose, with practically all the markers proving to be highly informative for the studied populations. The Hardy-Weinberg equilibrium test was performed on female samples from Minas Gerais and no significant deviations were found. In all analyzed populations, the panel demonstrated high forensic efficiency, confi... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor