Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-08-18T11:32:50Z No. of bitstreams: 1 camilasiqueiraneves.pdf: 1794675 bytes, checksum: f6798de20bc50ab506f3f25f990c23c2 (MD5) / Rejected by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br), reason: on 2017-08-24T11:25:19Z (GMT) / Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-08-24T15:09:20Z No. of bitstreams: 0 / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-30T14:20:42Z (GMT) No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2017-08-30T14:20:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2017-03-24 / A indução de poliploidia é uma ferramenta muito empregada em programas de melhoramento de plantas, mas geralmente resulta em baixa eficiência e elevada taxa de indivíduos mixoploides ou aneuploides. Poliploides artificiais podem ser obtidos pela utilização de antimitóticos, que interferem na formação do fuso durante a divisão celular. Dentre eles, a colchicina é o mais empregado em estudos de poliploidia. No entanto, os mecanismos responsáveis por sua ação sobre as células ainda não foram totalmente elucidados. Solanum melongena L. (berinjela) apresenta tecidos com elevado potencial de regeneração in vitro, característica interessante para o desenvolvimento de estudos básicos e biotecnológicos. O presente trabalho teve como objetivo utilizar a berinjela como modelo para o estudo do processo de duplicação cromossômica em plantas. Foram empregadas técnicas de citogenética, citometria de fluxo e indução de poliploidia in vitro. O capítulo I destinou-se à caracterização citogenética da cultivar Embu de berinjela, que foi empregada em todos os experimentos. Esta cultivar apresentou 24 cromossomos, com tamanho variando entre 1,77 e 2,63 μm. O caritóripo mostrou-se simétrico e foram observadas duas constrições secundárias. Através do bandeamento com fluorocromos CMA3 e DAPI, foram observadas quatro bandas CMA positivas. A técnica de FISH permitiu a visualização de um par de sinais para a sonda DNAr 5S e dois pares para a sonda DNAr 45S. O capítulo II teve como objetivo avaliar os efeitos da colchicina (0,2% e 0,02%) sobre o ciclo celular de berinjela e a eficiência destas concentrações no processo de indução de poliploidia. De forma pioneira, a hidroxiureia foi utilizada como sincronizador do ciclo celular, com o intuito de aumentar a eficiência da poliploidização. A avaliação do ciclo celular foi conduzida em meristemas radiculares com e sem a sincronização e as análises foram realizadas por microscopia e citometria de fluxo. A indução de poliploides in vitro, por sua vez, foi realizada em sementes e segmentos nodais sincronizados e não sincronizados. Não foram observadas diferenças significativas em relação ao índice mitótico. Maiores percentuais de cmetáfases, metáfases duplicadas e núcleos poliploidizados (2xG2) foram observados em resposta à maior concentração de colchicina (0,2%). Os protocolos de indução de poliploidia testados mostraram-se eficientes, sendo regeneradas plantas poliploides após todos os tratamentos. Dos 480 explantes tratados com colchicina, 342 foram regenerados com sucesso, sendo 45 tetraploides e 90 mixoploides. / Polyploidy induction is an important tool in plant breeding, but usually results in low efficiency and high rates of mixoploid and aneuploid plants. Synthetic polyploids can be obtained by the exposure to antimitotic agents, which interfere with the spindle formation during cell division. Colchicine is the most widely used antimitotic in polyploidy induction studies. However, the underlying mechanisms of its action on cells are not completely clear. Solanum melongena L. (eggplant) has a great in vitro regeneration capacity, an interesting feature to the development of basic and biotechnological studies. This work aimed to use eggplant as a model to study the process of chromosome doubling in plants. Cytogenetic techniques, flow cytometry and in vitro polyploidy induction were performed. Chapter I focused on the cytogenetic characterization of the cultivar Embu of eggplant, which was used in all experiments. This cultivar presented 24 chromosomes with length ranging from 1.77 to 2.63 μm. The karyotype was symmetrical and two secondary constrictions were observed. The CMA3/DAPI banding showed four CMA positive bands. The FISH technique allowed the observation of one pair of sites of 5S rDNA and two pairs of 45S. The objective of chapter II was to evaluate the effects of colchicine (0.2% and 0.02%) on the eggplant cell cycle and the efficiency of these concentrations in the polyploidy induction. Innovatively, hydroxyurea was used as a cell cycle synchronizer, in an attempt to increase the efficiency of polyploidization. The cell cycle evaluation was conducted in root meristems with and without cell synchronization and the analysis were performed by light microscopy and flow cytometry. In vitro induction of polyploidy was performed on synchronized and non-synchronized seeds and nodal segments. No significant differences were detected in the mitotic index. Higher frequencies of c-metaphases, polyploid metaphases and polyploid nuclei (2xG2) were observed after the exposure to the higher treatment with colchicine (0.2%). The polyploidy induction protocols tested were efficient, with the regeneration of polyploid plants after all colchicine treatments. Of the 480 treated explants, 342 were successfully regenerated, being 45 tetraploids and 90 mixoploids.

A pesquisa de variações no número de cópias (CNVs; copy number variants) cromossômicas tem revelado o importante papel destas alterações genômicas na diversidade populacional e na etiologia de doenças humanas. O modelo de associação de CNVs a doenças envolve deleções e/ou duplicações individualmente raras, mas com segmentos cromossômicos de tamanhos relevantes. Os pacientes com baixa estatura de início pré-natal constituem um grupo heterogêneo com quadros clínicos complexos frequentemente resultantes de alterações genéticas, que, desde o período intrauterino, perturbam os mecanismos e vias de desenvolvimento e crescimento fetais. Assim sendo, aventamos a hipótese de que CNVs raras possam estar entre as causas genéticas de baixa estatura de início prénatal. Para tanto, nosso estudo visou avaliar a presença de deleções ou duplicações submicroscópicas em um grupo selecionado de pacientes nascidos pequenos para idade gestacional (PIG) com baixa estatura persistente sem causa definida. Foram avaliados 51 pacientes nascidos PIG com baixa estatura persistente após o 4º ano de vida que apresentavam dismorfismos, atraso de desenvolvimento neuropsicomotor (DNPM) ou deficiência intelectual, porém sem caracterizar síndromes conhecidas e com cariótipo normal. Amostras de DNA dos pacientes foram submetidas à hibridização genômica comparativa por microarray (aCGH; array comparative genomic hybridization) baseada em oligonucleotídeos na plataforma 60K. Os achados foram comparados com CNVs descritas em bancos de dados de controles normais. Foram identificadas 18 CNVs, ausentes em controles saudáveis, em 17 dos 51 pacientes (33%). As alterações foram avaliadas para classificação de sua patogenicidade de acordo com os seguintes critérios: 1) padrão de herança e segregação familiar; 2) sobreposição a coordenadas genômicas de síndromes conhecidas; 3) sobreposição a CNVs patogênicas descritas em banco de dados; 4) e conteúdo gênico. Quatro CNVs, encontradas em 3 pacientes, foram classificadas como patogênicas: 1) del 22q11.21; 2) dup 10q26.2-26.3 e del 10q26.3; e 3) del 4q28.2-q31.21. Cinco CNVs, encontradas em 5 pacientes, foram classificadas como provavelmente patogênicas: 4) del 3q27.1-q27.3; 5) del 20p13; 6) dup 14q11.2-q12; 7) dup 16q24.1-q24; e 8) dup Xq31.1-q13.2. Somando os grupos, encontramos CNVs patogênicas ou provavelmente patogênicas em 16% do total de pacientes. De acordo com a segregação familiar, 4 variações foram consideradas de significado clínico incerto, enquanto 5 foram benignas. Para estabelecer uma relação causal genótipo-fenótipo e identificar genes associados a baixa estatura de início pré-natal, foi realizada uma análise ampla do conteúdo gênico das variações classificadas como patogênicas, provavelmente patogênicas ou de significado clínico incerto, através do uso de efetivas ferramentas de bioinformática. Nossos resultados nos levam às seguintes conclusões: 1) a frequência de CNVs patogênicas e provavelmente patogênicas no estudo foi de 16%, evidenciando que CNVs raras provavelmente estão entre as causas genéticas de baixa estatura de início pré-natal; 2) o aCGH permitiu a elucidação do diagnóstico e das bases genéticas envolvidas no fenótipo em 8 pacientes selecionados; e 3) foram encontradas CNVs em diferentes regiões cromossômicas, com diferentes genes candidatos, que podem estar envolvidos nos mecanismos de regulação do crescimento e/ou nas vias regulatórias de desenvolvimento intrauterino / Analysis of chromosomic copy number variants (CNVs) have demonstrated the important role of these genomic imbalances in population diversity and human disease. The model of CNV disease association involves deletions and/or duplications that are individually rare but encompass chromosomal segments of relevant size. Prenatal onset short stature patients constitute a complex group characterized by clinical heterogeneity. The causes of prenatal growth impairment frequently involve genetic changes that disturb the mechanisms and the pathways of fetal growth and development. Thus, we hipothesized that rare CNVs might contribute to the genetic etiology of prenatal onset short stature. In order to evaluate this assumption, our study analyzed the presence of submicroscopic deletions and/or duplications in a selected group of patients born small for gestational age with persistent short stature but without a recognized cause. A total of 51 patients with prenatal and postnatal growth retardation associated with dysmorphic features, developmental delay and/or intellectual disability, but without criteria for known syndromes, were selected. All patients had normal G-banded karyotyping. Array-based comparative genomic hybridization (aCGH) in a whole-genome 60K platform was performed using DNA obtained from all patients. Detected CNVs were compared with CNV data from healthy controls individuals, excluding common copy number polymorphisms. In 17 of the 51 patients screened (33%), 18 rare CNVs were identified. The pathogenicity of CNVs was assessed by considering the following criteria: inheritance and familial segregation; overlap with genomic coordinates for a known genomic imbalance syndrome; overlap with CNVs previously identified in other patients with prenatal onset short stature; and gene content. Four distinct CNVs, found in three patients, were classified as pathogenic: 1) del 22q11.21; 2) dup 10q26.2-26.3 and del 10q26.3; and 3) del 4q28.2-q31.21. Five CNVs, found in five patients, were classified as probably pathogenic: 4) del 3q27.1-q27.3; 5) del 20p13; 6) dup 14q11.2-q12; 7) dup 16q24.1-q24; and 8) dup Xq31.1-q13.2. Taken both groups together, we found pathogenic or probably pathogenic CNVs in 16% of patients. According to familial segregation, four variants were considered as variants of uncertain clinical significance, while five variants were considered as benign. In an attempt to establish a causal genotype-phenotype correlation and to identify genes involved in growth impairment of prenatal onset, the gene content of the variants was analyzed using bioinformatics tools for gene prioritization. Based on our results, it is possible to make the following conclusions: 1) the frequency of pathogenic or probably pathogenic CNVs was at least 16%, indicating that rare CNVs are probably among the genetic causes of prenatal onset short stature; 2) aCGH clarified the diagnosis and the genetic etiology involved in the phenotype of 8 selected patients; and 3) we found CNVs in distinct chromosomal regions with several candidate genes that may be involved in the mechanisms of growth regulation and/or in the regulatory pathways of intrauterine development

A pesquisa de variações no número de cópias (CNVs; copy number variants) cromossômicas tem revelado o importante papel destas alterações genômicas na diversidade populacional e na etiologia de doenças humanas. O modelo de associação de CNVs a doenças envolve deleções e/ou duplicações individualmente raras, mas com segmentos cromossômicos de tamanhos relevantes. Os pacientes com baixa estatura de início pré-natal constituem um grupo heterogêneo com quadros clínicos complexos frequentemente resultantes de alterações genéticas, que, desde o período intrauterino, perturbam os mecanismos e vias de desenvolvimento e crescimento fetais. Assim sendo, aventamos a hipótese de que CNVs raras possam estar entre as causas genéticas de baixa estatura de início prénatal. Para tanto, nosso estudo visou avaliar a presença de deleções ou duplicações submicroscópicas em um grupo selecionado de pacientes nascidos pequenos para idade gestacional (PIG) com baixa estatura persistente sem causa definida. Foram avaliados 51 pacientes nascidos PIG com baixa estatura persistente após o 4º ano de vida que apresentavam dismorfismos, atraso de desenvolvimento neuropsicomotor (DNPM) ou deficiência intelectual, porém sem caracterizar síndromes conhecidas e com cariótipo normal. Amostras de DNA dos pacientes foram submetidas à hibridização genômica comparativa por microarray (aCGH; array comparative genomic hybridization) baseada em oligonucleotídeos na plataforma 60K. Os achados foram comparados com CNVs descritas em bancos de dados de controles normais. Foram identificadas 18 CNVs, ausentes em controles saudáveis, em 17 dos 51 pacientes (33%). As alterações foram avaliadas para classificação de sua patogenicidade de acordo com os seguintes critérios: 1) padrão de herança e segregação familiar; 2) sobreposição a coordenadas genômicas de síndromes conhecidas; 3) sobreposição a CNVs patogênicas descritas em banco de dados; 4) e conteúdo gênico. Quatro CNVs, encontradas em 3 pacientes, foram classificadas como patogênicas: 1) del 22q11.21; 2) dup 10q26.2-26.3 e del 10q26.3; e 3) del 4q28.2-q31.21. Cinco CNVs, encontradas em 5 pacientes, foram classificadas como provavelmente patogênicas: 4) del 3q27.1-q27.3; 5) del 20p13; 6) dup 14q11.2-q12; 7) dup 16q24.1-q24; e 8) dup Xq31.1-q13.2. Somando os grupos, encontramos CNVs patogênicas ou provavelmente patogênicas em 16% do total de pacientes. De acordo com a segregação familiar, 4 variações foram consideradas de significado clínico incerto, enquanto 5 foram benignas. Para estabelecer uma relação causal genótipo-fenótipo e identificar genes associados a baixa estatura de início pré-natal, foi realizada uma análise ampla do conteúdo gênico das variações classificadas como patogênicas, provavelmente patogênicas ou de significado clínico incerto, através do uso de efetivas ferramentas de bioinformática. Nossos resultados nos levam às seguintes conclusões: 1) a frequência de CNVs patogênicas e provavelmente patogênicas no estudo foi de 16%, evidenciando que CNVs raras provavelmente estão entre as causas genéticas de baixa estatura de início pré-natal; 2) o aCGH permitiu a elucidação do diagnóstico e das bases genéticas envolvidas no fenótipo em 8 pacientes selecionados; e 3) foram encontradas CNVs em diferentes regiões cromossômicas, com diferentes genes candidatos, que podem estar envolvidos nos mecanismos de regulação do crescimento e/ou nas vias regulatórias de desenvolvimento intrauterino / Analysis of chromosomic copy number variants (CNVs) have demonstrated the important role of these genomic imbalances in population diversity and human disease. The model of CNV disease association involves deletions and/or duplications that are individually rare but encompass chromosomal segments of relevant size. Prenatal onset short stature patients constitute a complex group characterized by clinical heterogeneity. The causes of prenatal growth impairment frequently involve genetic changes that disturb the mechanisms and the pathways of fetal growth and development. Thus, we hipothesized that rare CNVs might contribute to the genetic etiology of prenatal onset short stature. In order to evaluate this assumption, our study analyzed the presence of submicroscopic deletions and/or duplications in a selected group of patients born small for gestational age with persistent short stature but without a recognized cause. A total of 51 patients with prenatal and postnatal growth retardation associated with dysmorphic features, developmental delay and/or intellectual disability, but without criteria for known syndromes, were selected. All patients had normal G-banded karyotyping. Array-based comparative genomic hybridization (aCGH) in a whole-genome 60K platform was performed using DNA obtained from all patients. Detected CNVs were compared with CNV data from healthy controls individuals, excluding common copy number polymorphisms. In 17 of the 51 patients screened (33%), 18 rare CNVs were identified. The pathogenicity of CNVs was assessed by considering the following criteria: inheritance and familial segregation; overlap with genomic coordinates for a known genomic imbalance syndrome; overlap with CNVs previously identified in other patients with prenatal onset short stature; and gene content. Four distinct CNVs, found in three patients, were classified as pathogenic: 1) del 22q11.21; 2) dup 10q26.2-26.3 and del 10q26.3; and 3) del 4q28.2-q31.21. Five CNVs, found in five patients, were classified as probably pathogenic: 4) del 3q27.1-q27.3; 5) del 20p13; 6) dup 14q11.2-q12; 7) dup 16q24.1-q24; and 8) dup Xq31.1-q13.2. Taken both groups together, we found pathogenic or probably pathogenic CNVs in 16% of patients. According to familial segregation, four variants were considered as variants of uncertain clinical significance, while five variants were considered as benign. In an attempt to establish a causal genotype-phenotype correlation and to identify genes involved in growth impairment of prenatal onset, the gene content of the variants was analyzed using bioinformatics tools for gene prioritization. Based on our results, it is possible to make the following conclusions: 1) the frequency of pathogenic or probably pathogenic CNVs was at least 16%, indicating that rare CNVs are probably among the genetic causes of prenatal onset short stature; 2) aCGH clarified the diagnosis and the genetic etiology involved in the phenotype of 8 selected patients; and 3) we found CNVs in distinct chromosomal regions with several candidate genes that may be involved in the mechanisms of growth regulation and/or in the regulatory pathways of intrauterine development