Submitted by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2016-04-08T19:40:07Z No. of bitstreams: 1 MARIA EDUARDA DE LIMA.pdf: 1668726 bytes, checksum: 655c909ebc2b571ed7a13299e5990961 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-08T19:40:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARIA EDUARDA DE LIMA.pdf: 1668726 bytes, checksum: 655c909ebc2b571ed7a13299e5990961 (MD5) Previous issue date: 2013-08-08 / A Ilex paraguariensis (Saint-Hilaire) popularmente denominada erva mate, trata-se de uma espécie arbórea que cresce naturalmente em florestas da América do Sul e é muito utilizada no preparo de uma bebida peculiar conhecida como chimarrão, mate ou teterê, dependendo de onde é consumida. Entre as substâncias conhecidas da erva mate estão os polifenóis, saponinas, xantinas, minerais e vitaminas e há um interesse em elucidar os efeitos desses componentes. Em decorrência disto, o presente estudo avaliou os efeitos da exposição aguda a extratos de diferentes ervas-mate (I. paraguariensis), provenientes da Argentina, Brasil e Uruguai em C. elegans. Objetivando a obtenção de extratos com composição similar aos ingeridos pela população, preparou-se a bebida da forma tradicional e empregou-se uma forma de extração que mimetiza seu consumo. A partir desses extratos (mates) foram realizados testes de sobrevivência, locomoção, reprodução, longevidade, resistência ao estresse e nível de espécies reativas utilizando a cepa Bristol N2 do C. elegans. Também verificamos a ativação do fator de transcrição DAF-16 e a regulação das enzimas SOD-3 e Catalase utilizando as cepas transgênicas que possuem a proteína verde fluorescente (GFP) fundida a estas vias, do III nematoide C. elegans. Foi possível verificar que os extratos não causaram letalidade e foram capazes de aumentar significativamente o tempo de vida deste organismo modelo. Apontamos a hipótese que esse resultado seja mediado pela ativação do fator de transcrição DAF-16, um gene homólogo ao FOXO (seres humanos), responsável por regular vários processos biológicos tais como longevidade, reprodução e resposta ao estresse. Esse fator, quando ativado transloca do citosol para o núcleo, e ativa a expressão de genes alvo que codificam enzimas antioxidantes, como a SOD-3. Embora os extratos que aumentaram significativamente a longevidade tenham também aumentado a translocação de DAF-16 para o núcleo, curiosamente não aumentaram a expressão das enzimas SOD-3 e Catalase, indicando que podem haver outras vias envolvidas neste efeito. O Caenorhabitis elegans é um nematoide de vida livre do solo que tem sido muito utilizado no âmbito da pesquisa científica atual e além de ser um ótimo e bem descrito modelo, pode ser utilizado para potencializar o Ensino de Ciências na Escola Básica através de uma proposta inovadora. Portanto, além da pesquisa científica, o presente trabalho apresentou uma proposta de trabalho diferenciada para o Ensino de Ciências e saúde nos anos iniciais da Escola Básica, utilizando o C. elegans como modelo alternativo. Este estudo sintetiza uma contribuição importante para futuras pesquisas, tanto porque pela primeira vez mostra os efeitos de extratos de diferentes nacionalidades obtidos na forma como a população habitualmente consome em C. elegans, sendo o ponto de partida para investigações de mecanismos envolvidos nos efeitos supracitados, quanto porque mostrou que métodos alternativos de experimentação científica podem potencializar o aprendizado de Ciências e melhorar a capacidade de entendimento dos alunos, através do despertar da curiosidade e estimulo de uma maior participação efetiva nas aulas, indicando que métodos inovadores devem ser mais explorados. / Ilex paraguariensis (St. Hilaire) popularly called yerba mate, it is a tree species that grows naturally in the forests of South America and is widely used in the preparation of a peculiar drink known as mate, or tererê, depending on where is consumed. Among the known substances of the mate are polyphenols, saponins, xanthines, vitamins and minerals and there is an interest in elucidating the effects of these components. Due to this, the present study evaluated the effects of acute exposure to extracts of different herbs mate (I. paraguariensis), from Argentina, Brazil and Uruguay in C. elegans. In order to obtain extracts with similar composition to ingested by the population, prepared to drink the traditional way and we used a form of extraction that mimics its consumption. From these extracts (mates) tests were performed for survival, locomotion, reproduction, longevity, stress resistance and level of reactive species using the Bristol N2 strain of C. elegans. We also found activation of the transcription factor DAF-16 and the regulation of the enzymes SOD and Catalase-3 using strains that have transgenic green fluorescent protein (GFP) fused to these pathways, the nematode C. elegans. It was possible that the extracts did not cause lethality and were able to significantly increase the II lifespan of this model organism. We point out the possibility that this result is mediated by activation of the transcription factor DAF-16, a gene homologous to the FOXO (humans), responsible for regulating various biological processes such as longevity, reproduction and stress response. This factor, when activated translocates from the cytosol to the nucleus and activates the expression of target genes encode enzymes that antioxidants, such as SOD-3. Although the extracts which have significantly increased the longevity also increased translocation of-16 to DAF core, interestingly not increased expression of SOD and Catalase-3, indicating that other pathways may be involved in this effect. The Caenorhabitis elegans is a free-living nematode soil that has long been used in the context of current scientific research and besides being a great and well-described model can be used to enhance the Teaching of Science in Primary School through an innovative. So in addition to scientific research, this paper proposed a differentiated work for Teaching Science and Health in the early years of the Basic School, using C. elegans as alternative model. This study summarizes an important contribution to future research, both because the first time shows the effects of extracts obtained from different nationalities in the way people usually consume in C. elegans, and the starting point for the investigation of mechanisms involved in the effects described above, as it has shown that alternative methods of scientific experimentation can enhance learning science and to improve understanding of the students, through the awakening of curiosity and stimulate greater effective participation in classes, indicating that innovative methods should be further explored.

Submitted by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2016-04-18T17:23:20Z No. of bitstreams: 1 Suzi Wollenhaupt.pdf: 1934742 bytes, checksum: 05b51e77aeefc91c2211fee9a7cd6131 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-18T17:23:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Suzi Wollenhaupt.pdf: 1934742 bytes, checksum: 05b51e77aeefc91c2211fee9a7cd6131 (MD5) Previous issue date: 2013-05-10 / Compostos orgânicos de selênio (Se) e telúrio (Te) apresentam propriedades antioxidantes em muitos modelos de estresse oxidativo. No entanto, devido à complexidade dos modelos de mamíferos, tem sido difícil de determinar as vias moleculares e proteínas específicas que são moduladas em resposta aos tratamentos com esses compostos. Neste contexto, o presente trabalho investigou os efeitos e possíveis mecanismos de ação de uma nova classe de compostos orgânicos de Se e Te chamados Xilofuranosídeos, utilizando como modelo experimental alternativo o nematóide Caenorhabditis elegans (C. elegans). Tal modelo permite fácil manipulação genética, marcação de diversas proteínas com proteína verde fluorescente e análise de toxicidade in vivo e ao vivo. Neste estudo, desafiamos os nematóides ao manganês (Mn), um agente pró-oxidante conhecido, uma vez que evidências apontam que o estresse oxidativo é consequência da sua toxicidade. Utilizando este agente pró-oxidante, investigamos a eficácia do Se e Te-xylofuranosídeos em reverter e/ou proteger os vermes da toxicidade induzida por Mn. Adicionalmente, investigamos um suposto mecanismo de ação. Primeiramente encontramos a dose letal 50% dos compostos, as quais foram de 0,73mM e 0,8mM para os compostos contendo Se e Te, respectivamente. Em concentrações subletais, encontramos que ambos Se e Te-xylofuranosídeo reverteram à mortalidade induzida por Mn, diminuíram a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) e aumentaram a expressão da superóxido dismutase (SOD-3::GFP), indicando que o aumento na sobrevivência está associado com a diminuição do estresse oxidativo. Além disso, observamos que os Se e Te-xylofuranosídeos induzem a translocação nuclear do fator de transcrição DAF-16/FOXO, que no viii verme é conhecido por regular a resposta ao estresse, envelhecimento e metabolismo e tem também como gene alvo a sod-3, corroborando com o aumento na expressão da proteína codificada por este gene. Esses achados sugerem que os Se e Te-xylofuranosídeos atenuam a geração de espécies reativas induzidas por Mn através da regulação da via de sinalização DAF-16/FOXO. / Organoselenium and organotellurium compounds have been reported as antioxidant in several models of oxidative stress. Nevertheless, because of the complexity of mammalian models, it has been difficult to determine the molecular pathways and specific proteins that are modulated in response to treatments with these compounds. In this context, the present study investigated the effects and action mechanisms of a novel class of organic compounds of selenium (Se) and tellurium (Te) called Xylofuranosides, utilizing as an alternative experimental model the nematode Caenorhabditis elegans (C. elegans), that affords easy genetic manipulations, green fluorescent protein tagging and in vivo live analysis of toxicity. In this study, we challenged worms to manganese (Mn), a known pro oxidizing agent, as there is abundant evidence pointing out to oxidative stress in mediating its toxicity. We investigated the efficacy of Se- and Te- xylofuranosides in reversing and/or protecting the worms from Mn-induced toxicity. In addition, we investigated their putative mechanism of action. First, we found the lethal dose 50% (LD50) for the compounds, which were 0.73mM and 0.8mM for Se and Te compound, respectively. This was followed by studies on the ability of the xylofuranosides to afford protection against Mn-induced toxicity. Both Se and Te-xylofuranosides reversed the Mn-lethality, decreased reactive oxygen species (ROS) production and increased the expression of superoxide dismutase (SOD-3), indicating that the increased survival was associated with decreased oxidative stress. Furthermore, we observed that the xylofuranosides induced nuclear translocation of the transcriptional factor DAF-16/FOXO, which in the worm is known to regulate stress responsiveness, aging, metabolism and the expression of SOD-3, as verified in this study. These findings x suggest that xylofuranosides attenuate Mn-induced ROS generation by regulating the DAF-16/FOXO signaling pathway.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Química. Ingeniera Civil en Biotecnología / La nutrición es un tema muy importante en la sociedad, ya que muchos alimentos consumidos por el ser humano difieren en su aporte nutricional, y se ve reflejado en aspectos físicos, fisiológicos y neurológicos. A partir de esto, se formuló la pregunta ¿cuáles son los efectos sistémicos de la dieta en C. elegans? Para responder a esta interrogante se utilizó como modelo de estudio biológico al nematodo bacterívoro Caenorhabditis elegans que, con una anatomía simple, posee 6 neuronas responsables de la respuesta al tacto. En el laboratorio, C elegans puede ser alimentado con una series de cepas y especies de bacterias. Alterando la dieta de C. elegans se puede afectar a un número de rasgos, incluyendo esperanza de vida, fecundidad y la tasa de bombeo faríngeo. El presente trabajo de investigación tuvo por objetivo evaluar la actividad in vivo de diferentes dietas bacterianas suplementadas con azúcares sobre el desarrollo, la fertilidad y la integridad neuronal del gusano. Para lograr lo anterior se utilizan dos mutantes de C. elegans: un modelo de degeneración neuronal (mec-4d), que corresponde a un gusano que lleva una mutación en el canal MEC-4, que se expresa sólo en las neuronas del tacto y es responsable de regular el ingreso de sodio. Esta mutación provoca que el canal se abra constitutivamente provocando la muerte progresiva en esas neuronas; y un modelo de C. elegans asociado a la vía de señalización de la insulina. En este mutante a 25°C se bloquea el receptor de insulina DAF-2/IGF-1 evitando las fosforilaciones y por tanto, permitiendo la entrada del factor de transcripción DAF-16/FOXO al núcleo incrementando la capacidad celular antioxidativa. Con los mutantes antes mencionados se hicieron ensayos de fecundidad, de crecimiento y para observar la morfología neuronal en presencia de bacterias con diferente calidad nutricional y de azúcares. Los resultados muestras que los azúcares no alteran los rasgos estudiados, ya que los efectos de las dietas en sí y las mutaciones en C. elegans tiene un impacto mayor que no se ve alterado por la presencia de monosacáridos. Por otro lado, se observa que el mutante mec-4d en presencia de dietas bacterianas de mejor calidad, la protección contra la degeneración neuronal es mayor, la tasa de desarrollo se ve acelerada y la fertilidad se ve favorecida con el aumento en la deposición de huevos. En cuanto al mutante daf-2(ts);mec-4d, se observa que la degeneración neuronal es casi completamente evitada, independiente de la calidad de la alimentación. Pero, la tasa de desarrollo no se ve influenciada, y la fertilidad se ve disminuida con esta mutación. Finalmente, C. elegans permitió estudiar con éxito los rasgos de historia de vida del nematodo influenciados por dietas bacterianas de diferente calidad nutricional. Sin embargo, es necesaria la identificación de los compuestos que hacen la diferencia.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(生命科学) / 甲第20779号 / 生博第385号 / 新制||生||51(附属図書館) / 京都大学大学院生命科学研究科統合生命科学専攻 / (主査)教授 西田 栄介, 教授 米原 伸, 教授 松本 智裕 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy in Life Sciences / Kyoto University / DFAM

Les protéines 14-3-3 sont des protéines ubiquitaires conservées chez tous les eucaryotes. Elles interagissent avec de multiples partenaires, dont elles modulent la fonction et la localisation, et interviennent de ce fait dans de nombreux processus cellulaires. FTT-1 et FTT-2 sont les deux orthologues de 14-3-3 présents chez Caenorhabditis elegans. En utilisant l'approche de RNA interférence, nous avons montré que les protéines FTT sont impliquées dans la voie DAF-2/Insuline/IGF-1, régissant la longévité, la résistance au stress et le métabolisme chez C. elegans, et dont l'effecteur majeur est le facteur de transcription DAF-16, orthologue de Forkhead chez les mammifères. Ce travail de thèse a permis de caractériser les fonctions de chacune des protéines FTT dans la régulation des différents phénotypes engendrés par cette voie et de mettre en évidence le rôle prépondérant de FTT-2. D'autre part, nos données ont révélé la contribution supplémentaire de FTT-2 dans la régulation de la longévité et du métabolisme lipidique et de FTT-1 et FTT-2 dans la résistance au stress, à travers un mécanisme parallèle à la voie DAF-2/Ins/IGF-1 et ne mettant pas en jeu DAF-16. Les résultats de notre étude soulignent la complexité des fonctions des protéines FTT et démontrent leur participation à plusieurs processus importants pour la survie de C. elegans lors d'une exposition à un stress mais aussi lors du vieillissement physiologique du nématode.

To survive, animals must adapt to a complex and challenging world in a way that is flexible and responsive, while maintaining internal homeostasis. Neuromodulators provide a means to systemically alter behavioral or physiological state based on intrinsic or extrinsic cues, however dysregulated neuroendocrine signaling has negative consequences for fitness and survival. Here I examine neuroendocrine function and dysfunction using the escape response in Caenorhabditis elegans. The RFamide neuropeptide FLP-18 is a co-transmitter with the monoamine tyramine and functions both synergistically and antagonistically to tyramine in coordinating escape behavior. Using behavioral analysis and calcium imaging, I show that FLP-18 functions primarily through the G-protein coupled receptor (GPCR) NPR-5 to increase calcium levels in muscle, enhancing locomotion rate, bending and reversal behavior during the escape response. Furthermore, I examine the relationship between persistent acute stress and resilience using repeated activation of the escape response as a model of neuroendocrine dysregulation. Repeated activation of the escape response shortens lifespan and renders animals more susceptible to thermal, oxidative, and nutritional stress. Tyramine release is necessary and sufficient for this effect and activity of the tyraminergic RIM neurons is differentially regulated by acute versus long-term stressors. Impaired stress resistance requires both the GPCR TYRA-3 in the intestine and intestinal neuropeptide release. Activation of the insulin receptor DAF-2 is downstream of TYRA-3 and inhibits the transcription factors DAF-16/FOXO, SKN-1/Nrf2 and HSF-1, linking monoamine signaling in acute stress to the insulin signaling pathway and impaired resilience to long-term stressors.