Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A chegada dos primeiros habitantes há cerca de 15.000 anos e de colonos portugueses e escravos africanos, desde o século 15, em sucessivas migrações na América do Sul, levaram à formação de populações miscigenadas com raízes consideravelmente diversificadas. É notável a heterogeneidade populacional decorrente dessas migrações e do processo de amalgamento de indígenas a partir dos contatos entre os diferentes grupos étnicos, iniciados com a colonização da América pelos europeus. A despeito da elevada miscigenação, ainda se pode encontrar no Brasil populações que, majoritariamente, mantém a identidade genética dos seus ancestrais mais remotos. O objetivo desse estudo foi caracterizar a ancestralidade da população de Santa Isabel do Rio Negro, Amazonas, com fortes traços fenotípicos ameríndios, e da tribo indígena Terena de Mato Grosso do Sul. Para isto, foram estudados marcadores uniparentais paternos ligados à região não recombinante do cromossomo Y e maternos presentes na região controle do DNA mitocondrial (mtDNA). Em relação à herança paterna, foram genotipados 31 indivíduos de Santa Isabel do Rio Negro, sendo que os Terena já haviam sido estudados sob este aspecto. Quanto ao mtDNA, foram estudados 76 indivíduos de ambos os sexos e 51 Indivíduos do sexo masculino de Santa Isabel do Rio Negro e dos Terena, respectivamente. A análise de marcadores Y-SNPs possibilitou a caracterização de 55% dos cromossomos Y dos indivíduos de Santa Isabel do Rio Negro como pertencentes ao haplogrupo Q1a3a*, característico de ameríndio. Através do mtDNA, foi verificado que o haplogrupo A é o mais frequente nas duas populações, com percentuais de 34% e 42% em Santa Isabel do Rio Negro e na tribo Terena, respectivamente, observando-se no tocante à ancestralidade materna a não ocorrência de diferenciação genética significativa entre as duas populações. Por outro lado, a análise do cromossomo Y revelou a ocorrência de distância genética significativa entre elas, o que pode ser resultante da diferença entre os tamanhos das amostras populacionais ou refletir diferenças entre rotas migratórias dos ameríndios anteriormente à colonização. Os resultados mostram ainda que os genomas mitocondriais autóctones foram melhor preservados, e que novos haplogrupos do cromossomo Y foram introduzidos recentemente na população ameríndia. É, portanto, possível concluir que a população de Santa Isabel do Rio Negro e a tribo indígena Terena apresentam um significativo grau de conservação da ancestralidade ameríndia, apesar do longo histórico de contato com europeus e africanos, os outros povos formadores da população brasileira. / The arrival of the first inhabitants approximately 15.000 years ago and Portuguese settlers and Africans slaves since the 15th century in successive migrations in South America, lead to the formation of a mixed population with considerable diverse background. It is remarkable that population heterogeneity derives from this migrations and from the indigenous amalgamation process after contacts between different ethnic groups, started with Americas colonization by Europeans. Despite of the high genetic heterogeneity, populations that majority keep the genetic identity from their most remote ancestors can still be found in Brazil. The purpose of this research was characterizing the ancestry of the population of Santa Isabel do Rio Negro, Amazonas, with strong Amerindian phenotypic features, and of the indigenous tribe Terena, from Mato Grosso do Sul. We studied paternal uniparental markers linked to no-recombinant region of Y chromosome and maternal markers present in the control region of mitochondrial DNA (mtDNA). Thirty one individuals from Santa Isabel do Rio Negro were genotyped for paternal inheritance. Genotype information of paternal markers from the Terena tribe was already available from a previously study. MtDNA markers were studied in 76 individuals from Santa Isabel do Rio Negro, both male and female, and in 51 male individuals from Terena tribe. Analysis of Y-SNPs markers allowed characterization of Q1a3a* haplogroup, typical of Amerindian, in 55% of Y chromosomes from individuals of Santa Isabel do Rio Negro . By mtDNA markers this study established that haplogroup A is the most common in both populations, occuring in 34% of individuals from Santa Isabel do Rio Negro and 42% of individuals from the Terena tribe. This observation suggests that regarding maternal ancestry, there is no occurrence of significant genetic differentiation among the two populations. On the other hand, Y chromosome analysis revealed occurrence of significant genetic distance between this populations, which can be a result of the difference among populations sample sizes, or can reflect differences between Amerindians migratory routes previously to colonization. The result also shows that autoctones mitochondrial genomes were better preserved, and new Y chromosome haplogroups were introduced recently in Amerindian population. Therefore, it is, possible to conclude that Santa Isabel do Rio Negro population and Terena indigenous tribe show significant degree of Amerindian ancestry conservation, despite of the long historic contact with European and African, the others people formers the Brazilian population.

O carcinoma renal de células claras é o tumor renal maligno mais frequentemente diagnosticado nos adultos. Uma série de defeitos genéticos tem sido observada no tecido tumoral renal e tais achados podem estar envolvidos na gênese ou progressão desses tumores. Alterações metabólicas e genéticas da mitocôndria são fatores que contribuem para muitas doenças humanas, incluindo o câncer. Objetivo: Estabelecer método para extração mitocondrial sem contaminação pelo DNA nuclear; verificar se existe contaminação por inserções nucleares de origem mitocondrial (NUMTs) no sequenciamento do genoma mitocondrial no carcinoma renal de células claras. Métodos: Para o estudo foram selecionados quatro pacientes portadores de carcinoma renal de células claras. Após a cirurgia obtivemos de cada paciente um fragmento de tumor e um fragmento de parênquima renal sem comprometimento neoplásico, as amostras de cada paciente foram extraídas de forma que ao final pudéssemos obter quatro amostras de DNA, sendo duas com isolamento da mitocôndria e duas sem o isolamento da mitocôndria. As amostras obtidas foram submetidas às seguintes análises genéticas: Sequenciamento completo do mtDNA; Reação em cadeia da polimerase para avaliação da contaminação do mtDNA obtido com isolamento da organela por DNA nuclear; avaliação do número de cópias do mtDNA (depleção) e patogenicidade das mutações. Resultados: Com os resultados obtidos neste estudo podemos afirmar que é possível a realização da extração do DNA mitocondrial sem a contaminação do genoma nuclear; e que o DNA mitocondrial extraído de maneira clássica do DNA total não apresentou contaminação por inserções nucleares de origem mitocondrial (NUMTs). / Clear cell renal carcinoma is the most frequently diagnosed malignant renal tumor in adults. A number of genetic defects have been observed in renal tumor tissue and such findings may be involved in the genesis or progression of these tumors. Metabolic and genetic changes in mitochondria are contributing factors to many human diseases, including cancer. Objective: To establish a method for mitochondrial extraction without nuclear DNA contamination; check for contamination by nuclear inserts of mitochondrial origin (NUMTs) in the sequencing of the mitochondrial genome in clear cell renal carcinoma. Methods: Four patients with clear cell renal carcinoma were selected for the study. After surgery, we obtained from each patient a tumor fragment and a renal parenchyma fragment without neoplastic involvement, the samples from each patient were extracted so that in the end we could obtain four DNA samples, two with mitochondrial isolation and two without the mitochondria isolation of mitochondria. The obtained samples were submitted to the following genetic analyzes: Complete sequencing of mtDNA; Polymerase chain reaction to evaluate the contamination of mtDNA obtained with organelle isolation by nuclear DNA; evaluation of mtDNA copy number (depletion) and pathogenicity of mutations. Results: With the results obtained in this study we can affirm that it is possible to perform mitochondrial DNA extraction without contamination of the nuclear genome; and that the mitochondrial DNA extracted from the classical DNA of the total DNA was not contaminated by nuclear inserts of mitochondrial origin (NUMTs).

Orientadores: Aníbal Eugênio Vercesi, Flávio Vieira Meirelles / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-16T13:18:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chiaratti_MarcosRoberto_D.pdf: 26150066 bytes, checksum: 12cccf5f865b2ef08f186cad0c922cb6 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O DNA mitocondrial (mtDNA) dos mamíferos é composto por cerca de 16.500 pares de bases, tem herança exclusivamente materna, e codifica 13 polipeptídios essenciais para a função mitocondrial. Centenas a milhares de cópias de mtDNA estão presentes nas células somáticas dependendo da necessidade energética do tecido. No entanto, oócitos contêm mais de 150.000 cópias, no mínimo uma ordem de magnitude maior que a quantidade presente na maioria das células somáticas. Além disso, uma vez que o mtDNA não é replicado durante o desenvolvimento inicial, a quantidade de mtDNA por célula diminui a cada ciclo celular. Portanto, o número de cópias presentes no oócito deve ser suficiente para atender às necessidade energéticas das células embrionárias até que a replicação do mtDNA seja restabelecida. Considerando que há uma grande variabilidade da quantidade de mtDNA entre oócitos e que alguns trabalhos têm relacionado infertilidade e cópias de mtDNA no oócito, a quantidade de mtDNA poderia ser utilizada para selecionar embriões mais competentes a se desenvolverem. Para testar esta hipótese utilizou-se como modelo experimental o bovino uma vez que o desenvolvimento embrionário desta espécie é muito mais similar ao do humano que o de camundongo. Para tanto, em um primeiro experimento foram utilizados oócitos bovinos provenientes de folículos de diferentes tamanhos. Oócitos oriundos de folículos pequenos, os quais são sabidamente menos competentes a se desenvolverem a blastocisto, continham menos mtDNA comparado com oócitos oriundos de folículos maiores. No entanto, devido a grande variabilidade do número de cópias, num segundo experimento embriões partenogenéticos no estádio de uma célula sofreram biópsia para se determinar o conteúdo de mtDNA antes de serem cultivados para acessar a capacidade de desenvolvimento. Em contraste com achados prévios, o número de cópias de mtDNA nas biópsias não diferiu entre embriões competentes e incompetentes, indicando que o conteúdo de mtDNA não está relacionado com a competência de desenvolvimento a blastocisto. Para confirmar este achado, embriões no estádio de uma célula foram depletados em mais de 60% do seu conteúdo de mtDNA por centrifugação seguido da remoção de parte da fração citoplasmática rica em mitocôndrias. Surpreendentemente, os embriões depletados desenvolveram-se normalmente a blastocisto, os quais continham número de cópias de mtDNA similar a controles não manipulados. O desenvolvimento dos embriões depletados foi acompanhado por um aumento na expressão de genes (TFAM e NRF1) que controlam a replicação e transcrição do mtDNA, indicando uma habilidade intrínseca do embrião bovino em restaurar o conteúdo de mtDNA no estádio de blastocisto. Em conclusão, embriões bovinos competentes são capazes de regular o conteúdo de mtDNA no estádio de blastocisto independentemente do número de cópias presente no oócito. Estes achados contrariam o que foi descrito em camundongos, ressaltando a necessidade de estudos com espécies mais semelhantes ao homem antes do uso clínico do mtDNA como ferramenta para o diagnóstico de fertilidade em mulheres. Além disso, este trabalho tem implicação na manipulação da herança mitocondrial e, portanto, na prevenção da transmissão de sérias patologias causadas por mutações no mtDNA / Abstract: The mammalian mitochondrial DNA (mtDNA) is composed by only about 16,500 base pairs, is exclusively inherited from the mother, and encodes 13 polypeptides essential for mitochondrial function. Hundreds to thousands mtDNA copies are found in somatic cells depending on the energetic requirement of the tissue. However, oocytes contain more than 150,000 copies, at least an order of magnitude greater than most somatic cells. Moreover, since replication of mtDNA is downregulated during early development, the mtDNA content per cell decreases after each cell cycle. Therefore, mtDNA copy number in oocytes should be enough to support the energetic requirement of embryonic cells until mtDNA replication to be restablished. Considering there is a wide variability of mtDNA copy number among oocytes and there are reports showing a link between infertility and oocyte mtDNA copy number, the content of mtDNA could be used to select embryos more competent to develop. To test this hypothesis we used the bovine as an experimental model since its embryonic development is more similar to human than the murine is. Therefore, in a first experiment bovine oocytes derived from follicles of different sizes were used. Oocytes obtained from small follicles, known to be less competent to develop into blastocysts, contained less mtDNA than those originated from larger follicles. However, due to the high variability in copy number, in a second experiment a more accurate approach was examined in which parthenogenetic one-cell embryos were biopsied to measure their mtDNA content and then cultured to assess development capacity. Contrasting with previous findings, mtDNA copy number in biopsies was not different between competent and incompetent embryos, indicating that mtDNA content is not related to early developmental competence. To further examine the importance of mtDNA on development, one-cell embryos were partially depleted of over than 60% of their mtDNA by centrifugation followed by the removal of the mitochondrial-enriched cytoplasmic fraction. Surprisingly, depleted embryos developed normally into blastocysts, which contained mtDNA copy numbers similar to non-manipulated controls. Development in depleted embryos was accompanied by an increase in the expression of genes (TFAM and NRF1) controlling mtDNA replication and transcription, indicating an intrinsic ability to restore the content of mtDNA at the blastocyst stage. In conclusion, competent bovine embryos are able to regulate their mtDNA content at the blastocyst stage regardless of the copy numbers present in oocytes. These findings are in disagreement with that reported for mice, highlighting the need for studies using species more similar to human before the clinical use of mtDNA as a diagnostic tool in woman fertility. Moreover, these findings are important to manipulate mitochondrial inheritance and, therefore, to prevent transmission of important disorders caused by mtDNA mutations / Doutorado / Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento / Doutor em Fisiopatologia Medica

Mourella caerulea, popularmente conhecida como mirim-de-chão ou bieira, e Plebeia nigriceps, comumente chamada mirim nigriceps, são meliponíneos ocorrentes no sul do Brasil, polinizadores de plantas nativas e cultivadas. M. caerulea está principalmente relacionada ao bioma Pampa e seu hábito de nidificação é subterrâneo. P. nigriceps nidifica em frestas de rochas e muros, sendo encontrada tanto no Pampa como em Mata Atlântica. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a variabilidade populacional destas duas espécies, através de três metodologias: a morfometria geométrica de asa, perfil de hidrocarbonetos cuticulares e sequenciamento de fragmentos de genes mitocondriais. Foram coletadas operárias de 24 colônias de M. caerulea em cinco localidades de sua distribuição natural e 53 colônias de P. nigriceps em oito localidades no estado do Rio Grande do Sul. Para análise do padrão de venação da asa, foram marcados 13 marcos anatômicos na asa anterior direita de cinco a 20 operárias por colônia. A análise genética foi realizada avaliando um fragmento do gene Citocromo Oxidase I em M. caerulea, e Citocromo B em P. nigriceps. A análise morfométrica demonstrou estruturação dos grupos com separação estatisticamente significativa (<0,0001) entre as localidades de M. caerulea. As distâncias morfométricas estão correlacionadas com a distância geográfica, e coerentes com regiões fisiográficas do bioma Pampa. A análise dos perfis de hidrocarbonetos distinguiu colônias de diferentes localidades, mas suas distâncias não apresentaram correlação com as distâncias geográficas. Foram encontrados seis haplótipos, todos exclusivos, com diversidade nucleotídica de 0,01631e uma diversidade haplotípica (Hd) de 0,74. Para P. nigriceps, as análises morfométricas apresentaram diferenças significativas entre localidades e correlação com as distâncias geográficas e biomas. A análise dos perfis de hidrocarbonetos distinguiu colônias de diferentes localidades, mas suas distâncias não apresentaram correlação com as distâncias geográficas. Foram encontrados 17 haplótipos, todos exclusivos, com diversidade nucleotídica de 0,0147 e diversidade haplotípica (Hd) de 0,94. A presença de diversos haplótipos exclusivos, perfis morfométricos e de hidrocarbonetos cuticulares em populações pertencentes a diferentes biomas indicam a necessidade de uma atenção especial para estas populações no momento da definição de estratégias de conservação das espécies. Uma especial atenção às abelhas da espécie Mourella caerulea, que além de ser uma espécie representante única de um gênero monoespecífico, apresenta grandes distâncias populacionais entre os indivíduos de todas as localidades amostradas. / Mourella caerulea and Plebeia nigriceps are two stingless bees with occurrence in the South region of Brazil. The first is commonly known as mirim-de-chão or bieira and the second is known as mirim nigriceps. Both species are important pollinators of native flora and crops. M. caerulea is related to Pampa biome and place nests on the ground. P. nigriceps occurs in both Pampa biome and Atlantic Rain Forest. This thesis had the objective of to evaluate the population variability of these species through three techniques: geometric morphometrics of wing, cuticular hydrocarbons (CHC) profiles and sequencing of fragments from mitochondrial DNA genes. We collected workers from 24 colonies for M. caerulea from five localities, and 53 colonies of P. nigriceps from eight localities in Rio Grande do Sul State. For the geometric morphometrics analysis, we used 13 landmarks plotted in the right forewing of five to 20 workers per nest. The fragments of mtDNA genes used for the molecular approach were from Cytochrome Oxidase I for M. caerulea and Cytochrome B for P. nigriceps. The morphometric approach discriminated the populations of M. caerulea from different localities (<0,0001). The morphometric distances are correlated to geographic distances and go along with the physiographic regions of Pampa biome. CHC profiles differentiated the colonies of M. caerulea from different localities, but chemical distances are not in agreement with geographic distances. We found six haplotypes (all exclusives) with a nucleotide diversity of 0.01631 and a haplotype diversity (Hd) of 0.74. For P. nigriceps, morphometric analysis was significant separating localities and in accordance with the geographic distances and biomes. CHC distinguished the colonies, but there was no significant correlation between this result and the geographic distances or biomes. mtDNA revealed 17 haplotypes (all exclusives) with a nucleotide diversity of 0.0147 and a haplotype diversity (Hd) of 0.94. The discovery of different exclusives haplotypes, the morphometric and CHC profiles when comparing population belonging to different biomes indicate that we need to give a particular attention for these species at the moment of create conservation strategies for both biomes from Rio Grande do Sul. M. caerulea deserves a special concern once it is the only species of the monospecific genera, and its populations are distant between themselves.

As abelhas sem ferrão estão entre os animais mais importantes para o equilíbrio do meio ambiente, isso devido a fatores como sua enorme diversidade e principalmente por serem importantes polinizadores tanto de ecossistemas naturais como de agroecossistemas. A necessidade de identificação dos animais amostrados por especialistas é fundamental para estudos ecológicos. Neste trabalho foram feitas análises interespecíficas e intra-populacionais sobre os indivíduos do gênero Schwarziana a fim de aperfeiçoar a utilização da técnica de morfometria geométrica, que nos permite identificações baseadas apenas nos padrões de venação das asas desses insetos. Não obstante, foram realizadas também análises de sequenciamento de dois genes do DNA mitocondrial, o COI e o 16S. O gênero estudado foi Schwarziana, com duas espécies válidas, S. quadripunctata e S. mourei. Nas análises morfométricas, os testes realizados por indivíduos os testes de validação cruzada identificaram de forma correta 70% das amostras de um total de 10 localidades diferentes. Esta acurácia aumenta ainda mais à medida que novos grupos são formados, alcançando próximo de 85% quando separadas por regiões. Em todos os ensaios realizados com a morfometria geométrica (partial warps e coordenadas alinhadas) atingiu-se uma taxa de 100% de identificação correta entre as duas espécies e nos ensaios feitos com as médias das colônias esta taxa também foi atingida para a identificação de todas as populações amostradas. Os testes feitos com os partial warps mostraram-se mais eficazes em relação às coordenadas alinhadas, já que nestes últimos a tolerância mínima para a separação dos grupos não foi atingida em alguns ensaios. As análises moleculares apontaram 53 sítios polimórficos para o gene COI, com um índice de diversidade nucleotídica de 0,02180 e de diversidade haplotípica de 0,8854, separando as amostras em 9 haplótipos, porém a rede de haplótipos não foi suficientemente conclusiva. A diferenciação genética total medida pelo parâmetro Fst somente para as populações de S. quadripunctata foi de 0.9453 (P<0,05). Já para o gene 16S foram encontrados 14 sítios polimórfico e um índice de diversidade nucleotídica de 0,00649 e de diversidade haplotípica de 0,8419, com 7 haplótipos gerados. O parâmetro Fst para todas amostras foi de 0.9552 (P<0,05) e somente para as de S. quadripunctata foi de 0.8736 (P<0,05). Para ambos os genes os testes Fst par-a-par mostraram uma maior variação entre as populações dos estados, mostrando que estas populações estão estruturadas. Os testes de Mantel correlacionaram positivamente os dados morfométricos, geográficos e moleculares. Das duas metodologias aplicadas em nossa pesquisa, podemos afirmar que a morfometria mostrou-se extremamente eficiente na diferenciação das populações amostradas. As análises moleculares indicaram que estas populações estão estruturadas mesmo analisando poucas amostras. No entanto ao unirmos estas duas metodologias, combinamos a simplicidade e a rapidez da morfometria geométrica com a capacidade sempre inovadora de estudos moleculares, obtendo desta forma ferramentas eficazes para acessar a biodiversidade em Meliponini, inclusive para rastrear geograficamente espécimes a partir de estudos com indivíduos de sua área de distibuição natural. / Stingless bees are among the most important animals to the environmental balance, that due to their diversity and mainly because they are important pollinators of both natural and agro-ecosystems. The need for identification of sampled animals by experts is essential for ecological studies. In this work, intra and interspecific population analysis was performed in order to improve the technique of geometric morphometry, which allows us to access this biodiversity through identifications based on patterns of wing venation of these insects. We also sequenced two mitochondrial genes, the COI and 16S. Schwarziana Lepeletier 1836 was the gender studied with two valid species, S. quadripunctata and S. mourei. In morphometric analysis, cross-validation tests carried out by individuals correctly identified 70% of samples from a total of 10 different locations. This accuracy increases further as new groups are formed, according to geographic proximity, reaching around 85% when separated by regions. In all tests with geometric morphometry (partial warps and aligned coordinates) reached a rate of 100% correct identification between the two species and the tests made with the averages of the colonies that rate achieved the perfect identification of all populations sampled. Partial warps tests were more effective in relation to aligned coordinates ones, as these last a minimum tolerance for the separation of the groups was not achieved in some tests. Molecular analysis showed 53 polymorphic sites for the COI gene, with nucleotide diversity of 0.02180 and haplotype diversity of 0.8854, separating the samples into 9 haplotypes, but their network of haplotypes was not sufficiently conclusive. The total genetic differentiation measured by Fst parameter only for the populations of S. quadripunctata was 0.9453 (P <0.05). As for the gene 16S, we found 14 polymorphic sites and a nucleotide diversity of 0.00649 and haplotype diversity of 0.8419, with seven haplotypes generated. The parameter Fst for all samples was 0.9552 (P <0.05) and only for S.quadripunctata was 0.8736 (P <0.05). For both genes Fst pairwise tests showed greater variation among populations of the states, showing these groups as a genetic structure. Mantel tests were positively correlated for morphometric, geographical and molecular data. Of the two methodologies in our research, we can affirm that the morphometry proved to be extremely efficient in the differentiation of populations. Molecular analysis showed that populations are consistent, even that a low sample size is available. However combining these two methodologies, we have joined the simplicity and speed of geometric morphometric with the always innovative ability of molecular studies, thus achieving effective tools for accessing biodiversity in Meliponini, including a geographically trace for specimens by studying individuals from their natural range.

As doenças cardiovasculares lideram as causas de morte em vários países, inclusive no Brasil, sendo a insuficiência cardíaca (IC) uma das enfermidades mais frequentes. Estudos epidemiológicos e de genética têm demonstrado associações entre a origem étnica dos indivíduos e o desenvolvimento de diversas doenças cardiovasculares. O presente estudo teve como objetivo avaliar a relação entre haplogrupos mitocondriais e ancestralidade genômica no desenvolvimento da IC. Foram avaliados 503 pacientes com IC e 188 controles saudáveis. Os haplogrupos mitocondriais foram obtidos pela análise da região controle do DNA mitocondrial (mtDNA) e o estudo de ancestralidade genômica foi realizado pela análise de 48 marcadores autossômicos informativos de ancestralidade (AIMs) tipo INDEL. As análises estatísticas foram realizadas com o uso de regressão logística, construção de curvas de Kaplan-Meier e utilizando o método estatístico de log-rank (Mantel-Cox). Os resultados dos AIMs evidenciaram contribuições semelhantes de ancestralidade genômica entre os grupos de pacientes e controles, evidenciando a não estratificação populacional da amostra. A comparação dos haplogrupos mitocondriais entre os dois grupos revelou uma associação dos haplogrupos africanos com risco aumentado (p=0,015; OR 1,56) para o desenvolvimento da IC, enquanto que os haplogrupos ameríndios foi associado a um menor risco (p=0,043; OR 0,71). As análises realizadas apenas dentro do grupo de pacientes revelaram que 74,6% dos indivíduos se autodeclararam como brancos. As etiologias encontradas com maior frequência na nossa amostra foram a hipertensiva (28,6%) e a isquêmica (28,4%). A análise de mtDNA evidenciou que pacientes pertencentes aos haplogrupos africano apresentaram risco aumentado para o desenvolvimento da IC nas etiologias chagásica (p=0,012; OR 2,32) e hipertensiva (p=0,003; OR 2,05). Evidenciou também que pacientes dos haplogrupos africanos, principalmente da etiologia isquêmica, desenvolveram IC mais cedo que os demais, e que os pacientes com esses haplogrupos da etiologia valvar apresentaram maior sobrevida no período avaliado. A análise dos AIMs demonstrou que, na etiologia hipertensiva, a maior contribuição da ancestralidade genômica africana conferiu risco aumentado (p=0,002; OR 6,07), enquanto que a maior contribuição de ancestralidade genômica europeia conferiu risco diminuído (p=0,001; OR 0,16) para o desenvolvimento da IC; os pacientes com maior contribuição de ancestralidade genômica ameríndia apresentaram maior sobrevida no período de 4 anos. O uso de marcadores autossômicos e do DNA mitocondrial fornece estimativas mais precisas da ancestralidade de um indivíduo e/ou população, enquanto que a autodeclaração de cor de pele fornece indiretamente informações importantes sobre aspectos socioeconômicos e culturais. Assim, seria interessante a utilização, especialmente em populações miscigenadas, de uma construção tridimensional de análise, que poderia fornecer dados mais informativos e complementares em estudos de associação entre etnia e fenótipos e/ou doenças complexas / Cardiovascular diseases are the leading cause of death in many countries, including Brazil, being the heart failure (HF) one of the most common diseases. Epidemiological and genetic studies have shown associations between the ethnic origin of individuals and the development of various cardiovascular diseases. The aim of this study was to evaluate the relationship between mitochondrial haplogroups and genomic ancestry in the development of HF. We evaluated 503 patients with HF and 188 healthy controls. The mitochondrial haplogroups were obtained by analysing the control region of mitochondrial DNA (mtDNA) and the study of genomic ancestry was conducted by the analysis of 48 autosomal ancestry informative markers (AIMs) INDEL type. Statistical analyzes were performed using logistic regression, construction of the Kaplan-Meier and using the log-rank test (Mantel-Cox). The results of AIMs showed similar contributions of genomic ancestry among the patients and controls groups, indicating no population stratification of the sample. Comparing mitochondrial haplogroups between the groups, we observed that african haplogroups show increased risk (p=0.015, OR 1.56) of development of the HF, while ameridian haplogroup was associated with a reduced risk (p=0.043, OR 0.71). The analysis carried out only within the group of patients showed that 74.6% of individuals self-declared as white. The etiologies found with greater frequency in our sample were hypertension (28.6%) and ischemic (28.4%). Analysis of mtDNA showed that patients belonging to african haplogroup have increased risk of the development of HF in chagasic (p=0.012, OR 2.32) and hypertensive etiologies (p=0.003, OR 2.05). It also showed that patients of african haplogroups, specially of ischemic etiology, developed HF earlier than others, and the patients with this haplogroup of valvular etiology had better survival in the study period. AIMs analysis showed that in hypertensive etiology, the major contribution of african genomic ancestry conferred increased risk (p=0.002, OR 6.07), while the major contribution of european genomic ancestry conferred decreased risk (p=0.001, OR 0 16) to the development of HF; patients with higher contribution of amerindian genomic ancestry had better survival within 4 years. The use of autosomal markers and mtDNA provides more accurate estimates of ancestry of an individual and/or population, while the self-declared ethnicity, indirectly provides important information about socioeconomic and cultural aspects. Thus, it would be interesting to use, especially in admixed populations, the construction of a three-dimensional analysis, which could provide more informative and complementary data in studies of association between ethnicity and phenotypes and/or complex diseases

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-24T17:32:03Z No. of bitstreams: 1 terciavargasdossantos.pdf: 1319000 bytes, checksum: b8f887e97d3fabf28d84847b01a29f04 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-06-28T13:18:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 terciavargasdossantos.pdf: 1319000 bytes, checksum: b8f887e97d3fabf28d84847b01a29f04 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-28T13:18:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 terciavargasdossantos.pdf: 1319000 bytes, checksum: b8f887e97d3fabf28d84847b01a29f04 (MD5) Previous issue date: 2012-02-28 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O conhecimento atual da diversidade de moluscos terrestres não leva em consideração a variabilidade intra e interespecífica, principalmente no que diz respeito a espécies de clima tropical, como é o caso de Subulina octona. A associação entre análises morfométricas e moleculares, ambas inéditas para estudos em S. octona, tem permitido a identificação de táxons e a compreensão de suas relações. No presente estudo, foi observada variabilidade na concha, no sistema reprodutor, na coloração corporal e na estrutura molecular com base na COI do DNA mitocondrial de populações de S. octona. A análise morfométrica ao longo do desenvolvimento demonstrou que a variabilidade intrapopulacional diminuiu ao longo do desenvolvimento dos moluscos e foi maior nas populações com dois fenótipos de coloração corporal. O componente que melhor explicou a variabilidade na maior parte da vida foi o comprimento da concha, seguido pela largura da abertura. Como a distância geográfica não explicou a variação na forma da concha, acredita-se que possa estar havendo um considerável fluxo gênico por ação antrópica e que a seleção esteja atuando modelando os padrões morfométricos na espécie. O fato de os padrões de crescimento e a forma final da concha na idade adulta terem variado entre populações mesmo em condições idênticas de criação, demonstra o importante papel da determinação genética. A anatomia do sistema reprodutor foi semelhante entre populações, mas a morfometria foi variável entre indivíduos e entre populações. Dentro das populações a porção masculina do sistema reprodutor foi mais variável que a feminina, conforme esperado para estruturas que sofrem seleção sexual. Já entre populações, a maior diferença foi observada na porção feminina. O sistema reprodutor foi mais variável que a concha, porém apresentando compatibilidade entre as populações quanto à forma das estruturas. A diferenciação morfométrica e fenotípica para coloração corporal não foram corroboradas pela variação molecular uma vez que indivíduos com mesmo haplótipo COI foram variáveis para concha e cor da massa cefalopodal. O modelo de evolução neutra das sequências foi aceito para as amostras analisadas apesar de nem todas as mutações serem silenciosas, destacando o papel da deriva na evolução da espécie. A baixa variabilidade de algumas populações pode ser reflexo da forte endogamia, devido à baixa capacidade de dispersão e capacidade de autofecundação da espécie, a despeito do fluxo gênico via dispersão passiva por ação antrópica. Foi observada estruturação genética para uma das populações, por apresentar um haplótipo exclusivo e formação de uma linhagem diferenciada no dendrograma de Máxima Verossimilhança. As diferentes linhagens apresentaram diferenças morfométricas para estruturas reprodutivas que evidenciam a evolução independente das linhagens. Tais observações devem ser investigadas com mais detalhes a fim de confirmar a existência de espécies crípticas. A análise da diversidade encontrada no presente estudo forneceu ainda subsídios para pesquisas posteriores que visem esclarecer sobre a origem de S. octona. / Current knowledge of the diversity of terrestrial molluscs does not take into account the intraand interspecific variability, particularly with regard to species from tropical climates, as is the case of Subulina octona. The association between morphometric and molecular analysis, which remain unpublished for studies in S. octona, has allowed the identification of taxa and understanding of their relationships. In the present study, we observed variability in the shell, reproductive system, body color and molecular structure based on COI of mitochondrial DNA between populations of S. octona. Morphometric analysis along development showed that within-population variability decreased during the development of molluscs and was higher in populations with two body color phenotypes. The best component to explain the variability in most of lifetime was the shell length, followed by the opening width. Because the geographic distance does not explain the variation in shell shape, we believe that there may be considerable gene flow favored by human activities and that the selection may be shaping the morphometric patterns in this species. The interpopulation variation in growth patterns and shell shape in adulthood, even under identical rearing conditions, shows the important role of genetic determination. The anatomy of reproductive system was similar between populations, but the morphology was variable between individuals and populations. Within populations, the male portion of the reproductive system was more variable than the female portion, as expected for structures that are under sexual selection. Among populations, the largest difference was observed in the female portion. The reproductive system was more variable than the shell, but showed interpopulation compatibility for the shape of structures. Morphometric and body color phenotypic differentiation were not corroborated by molecular variation since individuals with the same COI haplotype were variable to shell shape and color head-foot mass. The neutral evolution model of sequences has been accepted for the samples analyzed even though not all mutations are silent, highlighting the role of drift in the species evolution. The low variability of some populations may reflect the strong inbreeding due to low dispersal ability and capacity of selfing species, in spite of gene flow via passive dispersal by human activities. We observed a genetic structure of populations, because it presents a unique haplotype and form a distinct lineage in the maximum likelihood dendrograma. Different lineages showed morphometric differences in reproductive structures, which show their independent evolution. These observations must be investigated in more detail to confirm the existence of cryptic species. The analysis of the diversity found in this study also provided grants for further research aimed at shedding light on the origin of S. octona.

Lesão do DNA mitocondrial (mtDNA) promove disfunção desta organela, contribuindo para a gênese do envelhecimento e fisiopatologia de doenças como aterosclerose e diabetes. A mitocôndria é a principal fonte quantitativa de espécies reativas de oxigênio (ROS) em células, e o complexo NAD(P)H oxidase a principal fonte de ROS envolvidas na sinalização celular. A possível inter-relação entre estas duas importantes vias produtoras de ROS não está definida. O objetivo deste estudo foi investigar o perfil de alterações na expressão e atividade da NAD(P)H oxidase de células musculares lisas vasculares (VSMC) em resposta a perturbações mínimas da função mitocondrial análogas às esperadas em doenças crônico-degenerativas vasculares. Inicialmente, validamos modelo in vitro de disfunção mitocondrial induzida por incubação de VSMC com brometo de etídio (24 - 72 h). Lesões mínimas do mtDNA foram documentadas por alterações nos produtos de amplificação (PCR) da região repetitiva da D-loop e redução da taxa de consumo de oxigênio total em ~15% vs. basal (p<0,05). Este grau de lesão não foi suficiente para induzir alterações morfológicas evidentes ou apoptose, e foi associado ao retardo de 25 - 30% no aumento de população celular induzido por soro fetal bovino. Nestas condições, não se detectou aumento da produção basal de superóxido ou mudanças nos níveis de glutationa, óxidos de nitrogênio, ou da atividade superóxido dismutase. A produção basal de peróxido de hidrogênio aumentou ~15%. Após disfunção mitocondrial, houve significativo aumento (30 - 45%) na atividade basal do complexo NAD(P)H oxidase em fração de membrana de VSMC. Entretanto, a ativação da oxidase pela AII, conhecido agonista da oxidase vascular, foi essencialmente abolida, indicando dependência funcional da ativação da oxidase com a integridade da mitocôndria. Em sintonia com esses dados, na condição basal, ocorreu aumento de expressão da isoforma Nox4 da oxidase, enquanto o aumento do mRNA da Nox1 normalmente visto após AII foi minimizado. Por outro lado, o aumento da atividade da NADPH oxidase causado pelo estressor do RE tunicamicina (indutor de Nox4) foi também abolido pela disfunção mitocondrial, entretanto, ocorreu aumento do mRNA da Nox4, indicando que as alterações funcionais da oxidase nesta situação não decorrem apenas de mudanças da expressão. Dissociação semelhante entre expressão e atividade ocorreu após exposição de 72 horas ao EtBr (i.e., durante adaptação). Nesta, ocorreu maior expressão do mRNA de Nox1 e Nox4 com AII, sem aumento da atividade da oxidase em membranas. Incubação do EtBr por 24 horas não induziu per se aumento consistente nos índices de estresse do RE e induziu inversão do padrão do tráfego subcelular da dissulfeto isomerase protéica (PDI), uma chaperona redox descrita recentemente como reguladora da NADPH oxidase. Após 72 horas de incubação com EtBr, a expressão de chaperonas marcadoras de estresse do RE foi bastante diminuída e o tráfego da PDI teve o padrão restaurado. Demonstramos por microscopia confocal evidências preliminares de possível co-localização entre Nox1 e mitocôndria. Estes dados sugerem uma relevante inter-relação funcional entre mitocôndria e complexo NAD(P)H oxidase, associada pelo menos a alterações de expressão e/ou tráfego subcelular de subunidades catalíticas e reguladoras desse complexo. / Mitochondrial DNA (mtDNA) damage induces dysfunction of this organelle, contributing to the genesis of aging and to the pathophysiology of diseases such as atherosclerosis and diabetes. Mitochondria are the main quantitative source of reactive oxygen species (ROS) in cells, while NAD(P)H oxidase complex is a major source of cell signaling-associated ROS. The possible crosstalk between these two relevant sources of ROS is unclear. The aim of this study was to investigate changes in activity and/or expression of vascular smooth muscle cell (VSMC) NAD(P)H oxidase in response to minor perturbations of mitochondrial function similar to those expected to occur in chronic degenerative vascular diseases. Initially, we validated an in vitro model of mitochondrial dysfunction in VSMC, through incubation with ethidium bromide (24 - 72 h). Minimal mtDNA damage after EtBr was shown by distinct amplification patterns (at PCR) of D-loop repetitive region and by ~ 15% oxygen consumption decrease vs. basal (p<0.05). Such mtDNA damage was not sufficient to induce morphologic changes or apoptosis, whereas serum-stimulated increase in cell number was prevented by 25-30%. Under those conditions, baseline superoxide production, as well as levels of glutathione or nitrogen oxides or superoxide dismutase activity were unchanged. Baseline hydrogen peroxide production increased ~15%. VSMC membrane fraction NADPH oxidase activity was increased by 30-45% after mitochondrial dysfunction. However, oxidase activation due to AII (100 nM, 4h) was markedly abrogated, indicating that A-II-driven oxidase activation requires integrity of mitochondrial function. Accordingly, there were increases in baseline mRNA expression of Nox4 oxidase isoform, while the expected increase in Nox1 by AII was minimized. On the other hand, the NADPH oxidase activity induced by the endoplasmic reticulum stressor tunicamycin (Nox4 inducer) after mitochondrial dysfunction was abrogated, however simultaneously with increased Nox4 mRNA, thus indicating that the observed functional alterations in the oxidase complex in these conditions cannot be associated only to mRNA expression changes. After VSMC EtBr incubation for 72 h, similar dissociation between expression and activity was observed, with increase in Nox 1 and Nox4 mRNA by AII, without parallel increase in membrane fraction oxidase activity. Although there was little change in ER stress markers after 24h EtBr, protein disulfide isomerase (PDI), a redox chaperone recently described by us as a novel NAD(P)H oxidase regulator, exhibited a reversal of its subcellular traffic pattern. After 72 h EtBr, the expression of ER markers was strongly decreased and normal PDI traffic was restored. Confocal microscopy suggested possible co-localization between Nox1 and mitochondria. These results suggest a functionally relevant crosstalk between mitochondria and NADPH oxidase complex associated at least to changes in expression and/or subcellular traffic of catalytic or regulatory subunits of this complex.

A malária é uma doença grave, cujos vetores são mosquitos do gênero Anopheles. Esse gênero é composto por cerca de 500 espécies e aproximadamente 45 são responsáveis pela transmissão do parasito em todo o mundo. Alguns destes vetores são componentes de complexo de espécies crípticas como Complexo Albitarsis e Complexo Triannulatus. O Complexo Albitarsis é formado por quatro espécies: An. albitarsis s.s, An. albitarsis B, An. marajoara e An. deaneorum. O Complexo Triannulatus é composto por três espécies: An. triannulatus, An. halophylus e An. triannulatus C. Algumas técnicas moleculares são utilizadas para auxiliar na distinção destas espécies crípticas. Dessa forma, DNA de An. albitarsis s.l e An. triannulatus s.l., capturados na Usina de Porto Primavera, foram amplificados para ITS2 e para o gene ND4 do DNAmt. Todas as amostras foram submetidas à técnica de RFLP. Algumas amostras foram seqüenciadas diretamente ou clonadas para posterior seqüenciamento a fim de se confirmar a espécie. Das amostras do Complexo Albitarsis, 62,85% foram identificadas como An. deaneorum para ITS2-RFLP. As restantes foram amplificadas para ND4-RFLP e foram identificadas como An. albitarsis s.s. Observou-se, no entanto, que as amostras do Complexo Albitarsis não exibiram similaridade total com as depositadas no GeneBank sendo que para ITS2-PCR estas foram identificadas como An. albitarsis s.s. e An. deaneorum, enquanto que para o gene ND4 todas foram identificadas como An. albitarsis B. O ITS2-RFLP para o An. triannulatus s.l demonstrou polimorfismos entre as espécies. No seqüenciamento, estas amostras foram similares àquelas depositadas no GeneBank. O emprego de marcadores moleculares podem, em parte, auxiliar na distinção de espécies crípticas, porém outros marcadores devem ser avaliados a fim de se elucidar a identificação do Complexo Albitarsis. / Malaria is a severe disease whose vectors are mosquitoes belonging to the genus Anopheles. This genus contains 500 species of which approximately 45 are responsible for the worldwide transmission of these parasites. Some of these vectors belong to cryptic species such as those of the Albitarsis and Triannulatus Complex. The Albitarsis Complex is composed of four species: An. albitarsis s.s., An. albitarsis B, An. marajoara and An. deaneorum. The Triannulatus Complex contains three species: An. triannulatus, An. halophylus and An. triannulatus C. We used molecular techniques to differentiate these cryptic species. Thus, DNA of An. albitarsis s.l and An. triannulatus s.l, captured at the Porto Primavera Dam had their ITS2 and their mtDNA, ND4 genes amplified. All samples were analyzed by the RFLP technique. Some samples were directly sequenced while others were cloned for subsequent sequencing for species confirmation. Within the Albitarsis Complex, 62.85% were identified as An. deaneorum by RFLP-ITS2. The remaining were amplified by RFLP-ND4 and identified as An. albitarsis s.s. However the results of sequencing of the samples of the Albitarsis Complex did not overlap entirely with those deposited in the GeneBank since those amplified by RFLP-ITS2 were identified as An. albitarsis s.s. and An. deaneorum while those obtained by RFLP-ND4 were identified as An. albitarsis B. Also RFLP-ITS2 of A. triannulatus s.l. contained polymorphic regions among different species. By sequencing, these samples were similar to those deposited in the GeneBank. The use of molecular markers did, in some instances help to distinguish species within cryptic complexes, however other markers need to be evaluated to elucidate further identification of the Albitarsis Complex.

Com o intuito de avaliar os polimorfismos de mtDNA e a diversidade genética na população brasileira, foram estudados 84 indivíduos não aparentados: 49 caucasóides e 35 negróides da região sudeste do Brasil. As amostras de sangue obtidas por punção da polpa digital foram colocadas em papel de filtro e o mtDNA extraído pelo método orgânico. Foram amplificadas as regiões hipervariáveis HV1 a partir do nucleotídeo 16.051 até 16.365 e HV2 entre os nucleotídeos 71 e 340. O fragmento foi purificado e após a reação de seqüenciamento, as fitas sense e anti-sense foram alinhadas com a seqüência de Anderson e sobrepostas para confirmação. Foram encontradas 108 posições contendo transições, 15 transversões, 11 deleções e 4 inserções. Nove regiões apresentaram duas variantes de seqüência polimórfica. A maioria das seqüências foi observada uma única vez e em 84 indivíduos foram observados 80 haplótipos distintos. O índice de diversidade genética e a probabilidade de semelhança entre duas seqüências escolhidas ao acaso foram respectivamente de 0,9714 e 0,0286 para os negróides e de 0,9788 e 0,0212 para os caucasóides. Ao realizar análise pareada dos haplótipos, a média de nucleotídeos diferentes entre as seqüências foi de 14,36 &#177; 5,68 bases em um total de 3.486 pares comparados, indicando uma alta diversidade entre haplótipos nesta população. Os resultados demonstraram que o mtDNA é informativo para identificação humana e o conhecimento da freqüência dos haplótipos na população de interesse tem utilidade significativa na aplicação Forense, principalmente para se avaliar estatisticamente os resultados, fornecendo maior precisão, exatidão e dados contundentes nas investigações. / In order to evaluate the mtDNA polymorphism and demonstrate the sequence diversity in Brazilians, we established a database of 84 unrelated individuals, 49 Caucasians and 35 negroids from the southeast of Brazil. The samples were collected on a whatman paper by finger punction, the mtDNA was extracted by organic method and hipervariable regions, HV1 from 16.051 to 16.365 bp and HV2 from 71 to 340 bp were amplified. Both sense and anti-sense strands were sequenced. When compared to Anderson sequence, 108 transitions, 15 transversions, 11 deletions and 4 insertions were found. Nine positions exhibited two variants of polymorphic sequence. The majority of the sequences were observed once, and in 84 sequences, 80 haplotypes were observed. The sequence diversity and the probability for two individuals randomly matching over two hypervariable regions were 0.9714 and 0.0286 for persons of color and 0.9788 and 0.0212 for Caucasians. In pair wise comparison, the mean sequence difference of 14,36 &#177; 5,68 nucleotides over 3,486 pairs compared, indicates a high diversity in this population. The data demonstrates that mtDNA sequencing can be informative in forensic cases, but it is of crucial importance to know the frequency of the mtDNA haplotypes to statistically evaluate the results.