Orientador: Silvia Regina Rogatto / Resumo: O carcinoma de células escamosas de laringe (CCEL) é um dos mais comuns que acometem a região da cabeça e pescoço, representando aproximadamente 25% dos tumores malignos desta localização anatômica. Os fatores de risco associados ao desenvolvimento deste tumor são o consumo de tabaco e álcool, história familiar e a infecção pelo vírus do papiloma humano (HPV) em uma parcela dos casos. A ocorrência de segundos tumores primários e metástases é frequentemente relatada nos CCEL. Entretanto, até o momento, não há marcadores moleculares úteis na prática clínica que sejam capazes de predizer a progressão e a evolução clínica da doença. Neste contexto, as plataformas de microarranjos de oligonucleotídeos (microarrays), têm possibilitado uma análise mais ampla na busca por marcadores de detecção precoce, progressão, resposta e risco de recorrência e metástase. Foram incluídos neste estudo 88amostras de CCEL de pacientes não tratados. O grupo teste foi composto por 35 CCEL avaliados previamente para expressão gênica global (8x60K, Agilent Technologies) e 33 para a expressão de miRNAs (plataforma Array 8x60K, Agilent Technologies). O grupo de validação foi formado por 33amostras fixadas em formalina e em blocos de parafina (FFPE) e 19 amostras de tumor a fresco. O grupo teste foi avaliado para genotipagem para o HPV (LINEAR ARRAY HPV Genotyping Test, Roche), resultando em dois casos positivos para HPV16. A análise de expressão de transcritos revelou 1.680 genes diferencialmente expressos comparados aos tecidos normais de laringe (necrópsias). A análise de expressão global de miRNAs revelou 89 miRNAs diferencialmente expressos na comparação entre tecido normal e tumoral. A integração entre os dados de transcritos codificadores e de miRNAs (correlação negativa r<0) revelou alterações recorrentes em um subgrupo de genes associados com a degradação de componentes da matriz extracelular... / Abstract: Laryngeal squamous cell carcinoma (LSCC) is one of the most common head and neck malignancies representing approximately 25% of the tumors located in this region. Risk factors associated to development of LSCCs include alcohol and tobacco consumption, family history of cancer and human papilloma virus (HPV) infection. Second primary tumors and metastasis are frequently observed in patients with LSCC. To date, no useful molecular markers have been described that can successfully predict disease progression and clinical outcome. In this context, large scale molecular studies enable a global analysis of tumor molecular alterations aiming to reveal biomarkers for early diagnosis, prognosis and response to therapy. LSCC samples were obtained from 88 untreated patients. Global gene (Array plataform 8x60K, Agilent Technologies) and miRNA expression (Array platform 8x60K, Agilent Technologies) profiles were evaluated in 35 and 33 samples, respectively (Test group, N=36). An independent group of samples (N=33, validation group) was included, being 33 formalin fixed and paraffin embedded tissue samples and 19 fresh frozen tissues. HPV genotyping using LINEAR ARRAY HPV Genotyping Test (Roche) was performed in tumor samples from test group. Only two cases were HPV16-positive. The expression analysis revealed 1,680 differentially expressed genes in tumors compared to normal tissue (pool of normal laryngeal samples from necropsies). The miRNA analysis revealed 89 miRNAs differentially expressed. Integrative transcriptome and miRNAs analysis data (negative correlation r<0) revealed a subset of altered genes associated with the degradation of extracellular matrix components (MMP3, MMP9, MMP10, MMP13, COL10A1 and COL3A1) and neoplastic processes (CAV1, ERBB4, HLF,HMGA2, HOXB6, KLF2, PDCD4, PPP1R3 and TOP2), as well as their putative miRNA regulators (hsa-miR-199b-5p, hsa-miR-218-5p, hsa-miR-29c-3p, hsa-miR-21-5p, hsa-miR-204-5p, hsa-miR-125b-5p, hsa-miR- ... / Mestre

Orientadores: Marcelo Menossi Teixeira, Renato Atílio Jorge / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-16T10:26:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mattiello_Lucia_D.pdf: 1855407 bytes, checksum: 309c252e258389c8f81e79e8fba49e74 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A presença do alumínio (Al) em solos ácidos é o principal fator limitante da produtividade agrícola no Brasil e no mundo. A resposta desenvolvida pelas plantas contra o Al é complexa e a identificação de genes responsivos após a exposição ao íon através de técnicas de análise em larga escala, como microarrays, pode facilitar a sua compreensão. Este projeto possui como objetivo ampliar o conhecimento sobre a fisiologia e a regulação gênica de raízes e folhas utilizando genótipos contrastantes de milho (Cat100-6 (Al-tolerante) e S1587-17 (Al-sensível)) cultivadas em solo ácido com concentração fitotóxica de Al. As linhagens de milho Cat100-6 e S1587-17 foram cultivadas por um ou três dias em solo ácido (pH 4,1) ou solo corrigido com Ca(OH)2 (pH 5,5). O genótipo S1587-17 apresentou uma maior inibição do crescimento radicular, resultado este altamente correlacionado com a acumulação de Al nos ápices radiculares e deposição de calose. Os dados fisiológicos confirmam a discriminação entre as duas linhagens em solo, abrindo perspectivas para entender pela primeira vez a base molecular das alterações das plantas em condições próximas à realidade de campo. O transcriptoma de raízes possibilitou a identificação possíveis candidatos a tolerância ao Al. Adicionalmente, com um experimento de hidroponia separamos as variáveis pH e presença de Al, ambas condições diferenciais do tratamento com solo. Identificamos, entre os candidatos, genes responsivos pela presença do Al e não pela acidez delimitando assim os genes com possíveis papéis na tolerância ao Al presente no solo ácido a apenas três: retinol desidrogenase, um fator de transcrição WRKY e uma proteína desconhecida. Esses resultados permitem concluir que o cultivo em solo é diferencial em relação à hidroponia, e outros fatores que apenas presentes no substrato solo podem provocar a indução de alguns genes. Diversas vias metabólicas são afetadas na linhagem sensível pelo tratamento em solo ácido e podem estar envolvidas na inibição radicular como a produção de lignina, celulose e calose e a síntese de etileno e auxina. O mapeamento nos cromossomos dos genes identificados pelo experimento de microarray das raízes de milho permitiu a identificação de genes localizados dentro de QTLs de milho previamente descritos na literatura como responsáveis pelo fenótipo tolerante. Diante esse resultado, podemos especular o papel de genes como uma proteína ligadora de RNA, uma inibidora de proteases e ciclinas na tolerância ao Al contido no solo ácido. Pela primeira vez na literatura, o transcriptoma de folhas coletadas após três dias de cultivo em solo ácido ou solo corrigido foi obtido com o uso de microarrays da Affymetrix. Essa análise indicou profundas alterações na Cat100-6, em contraposição à ausência de alteração significativa nas folhas na S1587-17. Genes referentes à fotossíntese e a fotorrespiração foram regulados negativamente pelo tratamento em solo ácido no genótipo tolerante. Contudo, o ciclo do ácido cítrico está ativado indicando uma putativa participação da produção de ácidos orgânicos nas folhas na resposta ao Al / Abstract: The presence of aluminum (Al) is the main factor limiting crops yield in Brazil and worldwide. The plant responses developed against this ion are complex and the identification of responsive genes after exposure to the ion with the use of a large scale technique, such as microarrays, can facilitate its comprehension. This project aimed to amplify the knowledge about physiology and gene expression regulation of roots and leaves associated towards Al resistance using contrasting maize genotypes (Cat100-6 (Al-tolerant) and S1587-17 (Al-sensitive) cultivated in acid soil containing phytotoxic concentrations of Al. Maize lines Cat100-6 and S1587-17 were cultivated for one or three days in acid soil (pH 4,1) or limed soil with Ca(OH)2 (pH 5,5). The genotype S1587-17 presented a higher root growth inhibition, which is highly correlated with Al accumulation in the root apexes and callose deposition. The physiological data confirms the discrimination of the two maize lines cultivated in soil, opening perspective to understand for the first time the molecular bases of alterations in plants on a closer condition to the field. Transcriptome from roots made possible the identification of possible tolerance candidates and genes constitutively expressed genes in the tolerant line. Additionally, throw a hydroponic experiment we splited the variables pH and Al presence, both differential conditions between soil treatments. It was possible to identify, among the candidates, genes responsive in the presence of Al in acid soil rather than acidity limiting genes with a possible roles in Al present in the acid soil tolerance to only three: retinol dehydrogenase, the transcription factor WRKY and an unknown protein. These results allow the conclusion that the soil culture is different in relation to hydropony, and other factors present only in soil substrate could provoke the induction of some genes. Several metabolic pathways were affected in the sensitive line after acid soil growth and could be involved on root growth inhibition such as lignin, cellulose and callose production and ethylene and auxin synthesis. The mapping of the identified genes through the microarray experiments into the chromosomes allowed the identification of genes localized into maize QTLs previously reported in the literature as responsible for the tolerant phenotype. Facing these results, we can speculate the role of these genes such as a RNA binding protein, a protease inhibitor, and cyclines in the Al present in the acid soil tolerance. For the first time in literature, the transcriptome of leaves collected after three days in culture with acid soil or limed soil with the Affymetrix microarrays. This analysis indicated great alterations in Cat100-6, meanwhile S1587-17 showed no significative alteration. Genes related to photosynthesis and photorespiration were down-regulated due acid soil treatment in the tolerant genotype. However, citric acid cycle was activated indicating the putative partitipation of organic acids produced in the leaves in thr Al response / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientador: Nilson Ivo Tonin Zanchin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-24T14:29:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lorencini_Marcio_D.pdf: 16348273 bytes, checksum: 4ed299b197892b0d3297e6e6a65d947c (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Com o aumento do tempo de vida da população humana muitas modalidades médicas, incluindo a dermatologia, deparam-se com uma revolução na forma de garantir saúde e qualidade de vida aos pacientes. Em contato com o ambiente externo, a pele representa um órgão no qual as mudanças com o envelhecimento causam danos funcionais, além de potencial impacto estético e psicossocial. A epiderme, camada mais externa da pele, constitui uma barreira seletiva com destacada capacidade de renovação e manutenção da homeostasia corporal. Entretanto, o entendimento de diversos mecanismos associados à fisiologia e envelhecimento da epiderme permanece como desafio para a comunidade científica. Com base nesse cenário, o objetivo do presente trabalho foi compreender o atual estado da arte no tema de envelhecimento da epiderme e realizar experimentos voltados para lacunas existentes, com foco na integração de aspectos clínicos, fisiológicos, morfológicos, celulares e moleculares. O capítulo de abertura descreve uma avaliação global de transcritos associados ao envelhecimento da epiderme humana, com a técnica de microarranjos de DNA e coleta não invasiva com fitas adesivas. O estudo indica características moleculares específicas do fotoenvelhecimento epidermal, com alterações relevantes e complementares a dados clínicos e morfológicos prévios, como modulação das vias de organização do citoesqueleto de actina e sinalização de cálcio, expressão gênica alterada de proteínas do envelope córneo, e avaliação de um painel segmentado por décadas de vida que sugere aspectos inéditos de regulação homeostática da epiderme, além de genes com modulação contínua ao longo das idades. O segundo capítulo compara o envelhecimento nas regiões folicular e interfolicular da epiderme. Como um sistema biológico de simples obtenção e fácil manuseio, os bulbos dos folículos pilosos representam uma fonte rica de material epidermal distinto, conforme evidencias na ampla modulação gênica diferenciada. O terceiro capítulo inclui uma avaliação in vitro do envelhecimento da epiderme, com queratinócitos de indivíduos de diferentes idades cultivados em monocamada e no modelo de pele equivalente. Os resultados evidenciam diferenças na expressão de marcadores moleculares de proliferação e diferenciação entre queratinócitos neonatais e adultos, mas não entre adultos de diferentes idades. Não houve diferença nas populações de células tronco, entretanto, observou-se aumento de células na fase proliferativa do ciclo celular em neonatos, assim como predominância de células na fase estacionária do ciclo celular em adultos mais velhos. Concluindo, os resultados obtidos no presente trabalho contribuem de forma significativa para o avanço do entendimento dos mecanismos moleculares afetados pelo avanço da idade da epiderme, possilitando a busca de novas alternativas no tratamento do envelhecimento cutâneo / Abstract: With the increase in lifetime of the human population many medical disciplines, including dermatology, are facing a revolution in the approaches to ensure healthcare and quality of life for patients. In contact with the external environment, the skin is an organ in which the changes of aging cause functional damage, in addition to potential aesthetic and psychosocial impact. Epidermis, the outermost skin layer, is a selective barrier with outstanding capacity for renewal and maintenance of the body homeostasis. However, the understanding of several mechanisms associated with skin physiology and aging remains a challenge for the scientific community. Considering this scenario, the objective of this work was to evaluate the state of the art knowledge on epidermal aging and to conduct experimental approaches to cover gaps that still exist on that theme, focusing on the integration of clinical, physiological, morphological, cellular and molecular aspects of epidermis aging. The opening chapter describes a study based on global transcriptional evaluation associated with aging of the human epidermis, using DNA microarrays and noninvasive tape stripping. This study reveals molecular characteristics specific of epidermal photoaging, with relevant findings complementary to previous clinical and morphological data, such as modulation of the actin cytoskeleton and calcium signaling pathways; altered gene expression of proteins of the cornified envelope; and evaluation of a segmented panel structured by decades of life, which suggests new aspects of homeostatic regulation in the epidermis and unvails genes with continuous modulation throughout different ages. The second chapter compares the gene expression patterns of the follicular and interfollicular regions of epidermis undergoing aging. As a biological system easily sampled and handled, the bulbs of plucked hair follicles represent a rich source of distinct epidermal material, as evidenced by the wide differential gene modulation that was detected. The third chapter includes an experimental in vitro evaluation of skin aging using keratinocytes isolated from individuals of different ages and cultured in monolayer and in skin equivalent models. Differences in the expression of proliferation and differentiation molecular markers between neonatal and adult keratinocytes were observed. No differences were found regarding the stem cell populations, however, neonates showed an increased percentage of cells in the proliferative phase of cell cycle, while older adults presented a predominance of cells in the stationary phase of cell cycle. The results herein presented provide novel insights on the molecular mechanisms affected by epidermal aging, enabling the search of new alternatives in the treatment of aging skin / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientador: Michel Georges Albert Vincentz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T15:00:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Baptista_JulianaCristina_D.pdf: 14259949 bytes, checksum: d33465f0d6490d2c792f6ee701daa4bd (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The abstract is available with the full electronic document / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutora em Genética e Biologia Molecular

Orientador: Joyce Maria Annichino Bizzacchi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-21T17:55:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bassora_FernandaDutraSantiago_D.pdf: 2667928 bytes, checksum: 612538a2c5c4e4e33577d2303de3a9c1 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A trombose venosa é definida como a oclusão de um vaso do sistema venoso. Três fatores básicos para a formação de um trombo no interior dos vasos são: alteração do fluxo sangüíneo, da parede vascular e/ou dos elementos sangüíneos. A trombose venosa e a embolia pulmonar, que ocorre como uma complicação subseqüente representa uma causa importante de morbidade e mortalidade em pacientes hospitalizados. A freqüência da trombose venosa foi estimada em aproximadamente 1/1000 na população em geral. Na maior parte dos casos existe uma tendência para trombose determinada pela presença de um fator causal herdado ou adquirida, ou pela interação desses fatores, bem como por variações genéticas que determinam alterações nos níveis das proteínas pró-coagulantes e anticoagulantes. Dados da literatura têm sugerido a associação de mecanismos inflamatórios com a fisiopatologia da trombose venosa profunda (TVP). Os monócitos, estimulados por citocinas ou endotoxinas, expressam fator tecidual, o maior indutor da coagulação sangüínea, e que também tem a função de sinalização para a mobilidade celular e vascular. Os leucócitos apresentam receptores capazes de ligar e ativar o fator X da coagulação, servindo como via alternativa para a formação de trombina. As plaquetas podem aderir ao endotélio intacto e através da liberação de mediadores e citocinas como interleucina (IL)-1 e Fator de necrose tumoral-a (TNF-a), induzindo a expressão de moléculas de adesão e fator tecidual pela célula endotelial. Com base nestes dados e considerando que a migração leucocitária é um dos principais eventos que caracterizam o processo inflamatório, justificamos a escolha de células mononucleares (monócitos e linfócitos) como células centrais do nosso estudo. Utilizando técnicas de separação de células mononucleares por centrifugação em gradiente de "Ficoll-Hypaque", extração do Ácido ribonucléico (RNA) total, hibridação em Ácido desoxiribonucléico complementar (cDNA) -Microarray, e validação usando a reação em cadeia da polimerase em tempo real quantitativo (qRT-PCR) avaliamos do perfil de expressão gênica de alguns mediadores inflamatórios nessas células e a possível relação com a trombose venosa. Neste trabalho, usando a tecnologia de Microarray encontramos 60 induzidos e 56 genes reprimidos diferencialmente expressos nos pacientes com TVP, estes genes que estavam relacionados à resposta imune, inflamação, proteólise e transcrição. Destes genes diferencialmente expressos, selecionamos nove relacionados com inflamação para validação usando a técnica de qRT-PCR. Destes, somente houve aumento de expressão do gene da caspase 4 (CASP4) nos pacientes com TVP, sendo que, esta diferença se manteve no subgrupo com TVP espontâneo. Neste mesmo subgrupo, também foi verificado o aumento da expressão no gene Elong factor 1, alpha 2(EEF1A2) / Abstract: Venous thrombosis is defined as a vessel occlusion of the venous system. Three basic factors for the formation of a thrombus inside the vessel are: changes in blood flow, vascular wall and / or blood elements. Venous thrombosis and pulmonary embolism, which occurs as a subsequent complication is a major cause of morbidity and mortality in hospitalized patients. The frequency of venous thrombosis was estimated to be approximately 1 / 1000 in the general population. In most cases there is a tendency for thrombosis determined by the presence of a causal factor inherited or acquired, or by the interaction of these factors, as well as genetic variations that determine changes in protein levels of procoagulants and anticoagulants. Literature data have suggested the association of inflammatory mechanisms in the pathophysiology of deep venous thrombosis (DVT). Monocytes, stimulated by cytokines or endotoxin, express tissue factor, the greater inducer of blood coagulation, and also have the function of signaling for cell motility and vascular. Leukocytes have receptors that can bind and activate coagulation factor X, serving as an alternative route for the formation of thrombin. Platelets can adhere to intact endothelium and through the release of mediators and cytokines such as interleukin (IL)-1 and Tumor necrosis factor-a (TNF-a), inducing expression of adhesion molecules and tissue factor by endothelial cells. Based on these data and considering that leukocyte migration is one of the main events that characterize the inflammatory process, we justify the choice of mononuclear cells (monocytes and lymphocytes) as the central cells of our study. Using techniques of separation of mononuclear cells by gradient centrifugation "Ficoll-Hypaque," extraction of total RNA, cDNA-Microarray hybridization, and validation using real time qPCR assessed the gene expression profile of some inflammatory mediators in these cells and the possible relationship with venous thrombosis. In this work using Microarray technology we found 60 genes upregulated and 56 downrelated differentially expressed in patients with DVT. Genes that were related to immune response, inflammation, proteolysis and transcription. Of these differentially expressed genes, we selected nine genes that were related with inflammation to validation using qRT- PCR technique. Just one of then, the caspase 4 (CASP4) genes was differentially increased in DVT patients, this increase kept in patients with spontaneous DVT and an increased of Elong factor 1, alpha 2 (EEF1A2) gene too / Doutorado / Ciencias Biomedicas / Doutora em Ciências Médicas

Abstract Cardiac hypertrophy provides an adaptive mechanism to maintain cardiac output in response to increased workload, and although initially beneficial, hypertrophy eventually leads to heart failure, a major cause of morbidity and mortality in Western countries. The hypertrophic response in cardiac myocytes is accompanied by e.g. activation of signal transduction pathways, such as mitogen-activated protein kinases (MAPKs), and complex changes in gene programming. The purpose of this study was to characterize gene expression patterns in experimental models of cardiac load by using high-throughput DNA microarray technologies. In the present study, changes in gene expression were evaluated in response to acute pressure overload and prolonged hypertension as well as during the development of left ventricular hypertrophy (LVH) and the transition to diastolic heart failure in an animal model of genetic hypertension, the spontaneously hypertensive rat (SHR). Increased expression of several immediate early genes was seen in response to acute hemodynamic overload in vivo. The transition from LVH to diastolic hypertensive heart failure was almost exclusively associated with changes in genes encoding extracellular matrix proteins and their regulatory processes showing the importance of progressive extracellular matrix remodeling. The effect of p38 MAPK activation on gene expression patterns in vivo was elucidated. Cardiac-specific overexpression of p38 MAPK resulted in upregulation of genes controlling cell division and inflammation as well as cell signaling and adhesion. Accordingly, the functional role of p38 MAPK was related to myocardial cell proliferation, inflammation and fibrosis. Finally, temporal analysis of mechanical stretch induced gene expression changes in neonatal rat cardiomyocyte cultures in vitro indicated that mechanical stretch induced complex gene expression profiles, demonstrating that both positive and negative regulators are involved in the hypertrophic process. Many novel stretch responsive genes were identified, and a subset of them may be putative downstream targets of p38 MAPK. In conclusion, in the present study a number of well-established gene expression changes of cardiac hypertrophy were observed and novel modulators associated with increased cardiac load, such as thrombospondin-4, were identified. The study provides a better understanding of molecular mechanisms associated with increased cardiac load, and may indicate potential targets for novel therapeutic interventions.

Transcription factors (TFs) are biologically important proteins that interact with transcription machinery and bind DNA regulatory sequences to regulate gene expression by modulating the synthesis of the messenger RNA. The regulatory sequences comprise of short conserved regions of a specific length called motifs . TFs have very diverse roles in different cells and play a very significant role in development. TFs have been associated with carcinogenesis in various tissue types, as well as developmental and hormone response disorders. They may be responsible for the regulation of oncogenes and can be oncogenic. Consequently, understanding TF binding and knowing the motifs to which they bind is worthy of attention and research focus. Various projects have made the study of TF binding their main focus; nevertheless, much about TF binding remains confounding. Chromatin immunoprecipitation in conjunction with deep sequencing (ChIP-seq) techniques are a popular method used to investigate DNA-TF interactions in vivo. This procedure is followed by motif discovery and motif enrichment analysis using relevant tools. Protein Binding Microarrays (PBMs) are an in vitro method for investigating DNA-TF interactions. We use a motif enrichment analysis tools (CentriMo and AME) and an empirical quality assessment tool (Area under the ROC curve) to investigate which method yields motifs that are a true representation of in vivo binding. Motif enrichment analysis: On average, ChIP-seq derived motifs from the JASPAR Core database outperformed PBM derived ones from the UniPROBE mouse database. However, the performance of motifs derived using these two methods is not much different from each other when using CentriMo and AME. The E-values from Motif enrichment analysis were not too different from each other or 0. CentriMo showed that in 35 cases JASPAR Core ChIP-seq derived motifs outperformed UniPROBE mouse PBM derived motifs, while it was only in 11 cases that PBM derived motifs outperformed ChIP-seq derived motifs. AME showed that in 18 cases JASPAR Core ChIP-seq derived motifs did better, while only it was only in 3 cases that UniPROBE motifs outperformed ChIP-seq derived motifs. We could not distinguish the performance in 25 cases. Empirical quality assessment: Area under the ROC curve values computations followed by a two-sided t-test showed that there is no significant difference in the average performances of the motifs from the two databases (with 95% confidence, mean of differences=0.0088125 p-value= 0.4874, DF=47) .

Neste trabalho realizamos um programa de seqüenciamento em larga escala de cDNAs obtidos de bibliotecas construídas a partir de mRNA de células de B. emersonii submetidas ao choque térmico e ao estresse por cádmio. Obtivemos 6350 seqüências expressas (ESTs) de alta qualidade, que representam 2326 seqüências únicas putativas (unigenes) do fungo. Destes unigenes putativos, 1282 genes foram classificados em pelo menos uma das categorias do Consórcio Gene Ontology (GO). A análise do transcriptoma parcial de B. emersonii determinado até o momento permitiu a identificação de 78 unigenes codificando chaperones moleculares de todas as famílias conhecidas. Para avaliarmos a expressão global dos genes em resposta a estresses ambientais, como o choque térmico e o cádmio, realizamos ensaios de microarranjos de DNA nestas condições de estresse. Observamos que em resposta ao choque térmico, B. emersonii induz a expressão de genes que codificam proteínas relacionadas com o enovelamento de proteínas e com a proteólise, o que seria esperado em condições de temperaturas elevadas, assim como genes que codificam proteínas com propriedades antioxidantes, além de proteínas envolvidas no metabolismo de nucleotídeos e no metabolismo de carboidratos. Em resposta ao estresse por cádmio, verificou-se a indução de genes que codificam principalmente proteínas com propriedades antioxidantes, proteínas envolvidas no metabolismo de aminoácidos, proteínas relacionadas com o transporte celular e proteínas envolvidas no enovelamento de proteínas e proteólise. Uma das conseqüências do estresse por cádmio é o aumento do estresse oxidativo e proteínas antioxidantes têm um papel fundamental na resposta a este tipo de estresse. Dentre os genes observados durante o seqüenciamento das ESTs de B. emersonii, observamos dez genes codificando proteínas distintas da família Hsp70. Nove genes hsp70 são expressos em pelo menos um dos estágios do desenvolvimento do fungo e sete apresentam uma indução significativa após o choque térmico. Estes dados sugerem que estes genes desempenham um papel importante durante o desenvolvimento e em resposta ao estresse térmico em B. emersonii. Outro dado interessante obtido neste trabalho foi o enriquecimento de ESTs que continham íntrons em sua seqüência nas bibliotecas de estresse. Portanto, o choque térmico e o estresse por cádmio em B. emersonii diminuem a eficiência de processamento dos íntrons permitindo sua caracterização. O cDNA da proteína Hsp17 foi o que apresentou o maior número de ESTs seqüenciadas nas bibliotecas de estresse. Experimentos de Northern blot indicaram que o gene hsp17 possui um nível de expressão muito baixo durante o ciclo de vida de B. emersonii, no entanto, como esperado sua expressão aumenta drasticamente quando as células de esporulação ou germinação são submetidas a choque térmico. Os níveis da proteína Hsp17 acompanham os níveis do seu mRNA, indicando que o controle da expressão do gene hsp17 deve ocorrer em nível de transcrição. / In this work we realized a large scale, sequencing program of cDNAs libraries obtained from mRNA of B. emersonii cells submitted to heat shock and cadmium stress. A total of 6350 high quality expressed sequence tags (ESTs) were obtained, representing 2326 unique putative genes (unigenes) of this fungus. From these putative unigenes, 1282 genes were classified at least in one of the three Gene Ontology Consortium (GO) categories. The analysis of the partial transcriptome of B. emersonii, determined until now, allowed the identification of 78 unigenes encoding molecular chaperones of all known protein families. To evaluate the global expression of the genes in response to environmental stresses, such as heat shock and cadmium, DNA microarray assays were performed. We observed that in response to heat shock B. emersonii induces the expreession of genes encoding proteins related to protein folding and proteolysis, as expected under high temperature conditions, as well as genes encoding proteins with antioxidant properties and proteins involved in nucleotide and carbohydrate metabolism. In response to cadmium stress, we mainly verified the induction of genes for proteins with antioxidant properties, proteins involved in amino acid metabolism, proteins related to cellular transport and proteins related to protein folding and proteolysis. One of the consequences of the exposure to cadmium is the increase of oxidative stress, and antioxidant proteins have a fundamental role in the response to this kind of injury. Amongst the genes observed during the B. emersonii EST sequencing program, ten genes encoding distinct proteins from the Hsp70 family were observed. Nine of them are expressed at least in one stage of the fungus development and seven genes presented a significant induction during heat shock treatment. These data suggest that the hsp70 genes perform an important role during development and in response to heat stress in B. emersonii. Another interesting result from this work was the enrichment of ESTs containing introns in the stress libraries. Thus, heat shock and cadmium stress decrease the efficiency of intron processing in B. emersonii, allowing for intron characterization. The cDNA for the Hsp17 protein presented the highest number of ESTs sequenced from the stress libraries. Northern blot experiments indicated that the hsp17 gene is expressed at very low levels throughout the life cycle of B. emersonii, however, as expected its expression increases drastically when sporulation or germination cells are submitted to heat shock. Hsp17 protein levels accompany its mRNA levels, indicating that the control of expression of the hsp17 gene occurs at a transcriptional level.

While development in flies is well understood, pattem formation and the evolution thereof in arachnids have yet to be clarified. Flies and other metazoans primarily use two families of genes called Hox genes and Pax genes to regulate embryogenesis. Because of the high evolutionary conservation of Hox and Pax proteins, I hypothesize that arachnids also use this system to organize their body pattern. To enable studies of the Westem black widow spider, Latrodectus hesperus, an embryonic eDNA library and a fixation protocol were developed for L. hesperus embryos. The generation of these tools will allow comprehensive analysis of black widow spider development and give insight into whether, and how, spiders use Hox and Pax genes to organize their bodies. Finally, it will provide a more thorough understanding of how different developmental mechanisms have evolved and ultimately how changes in gene expression can lead to a change in overall body plan.

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