Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2015-12-07T08:37:28Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 547915 bytes, checksum: 0d374c32918995aef952077ae2859d38 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-07T08:37:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 547915 bytes, checksum: 0d374c32918995aef952077ae2859d38 (MD5) Previous issue date: 2015-04-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo deste estudo foi avaliar padrão de expressão gênica das isoformas de cadeia pesada miosina em suínos de três diferentes grupos genéticos em quatro idades. 48 machos castrados dos grupos genético Piau, Comercial e Cruzado (Comercial x Piau), foram abatidos ao nascimento, 56, 112 e 156 dias. Amostras do músculo Longissimus dorsi foram retiradas para extração de RNA. A expressão de MyHC I, IIA MyHC, MyHC IIX e MyHC IIB foram analisadas por PCR quantitativo em tempo real (qPCR). Foram observadas interações entre grupos genéticos e idades para MyHC I, MyHC IIA e MyHCIIB. A expressão de MyHC I foi significativamente diferente entre o nascimento e 56 dias em Piau e Cruzado, principalmente no Piau, que mostrou queda de 81 vezes (P <0,0001). No nascimento, a expressão de MyHC I em Piau foi cerca de 23 e 9,6 vezes maior do que em Comercial (P = 0,0028) e Cruzado (P = 0,0258), respectivamente, o que explica a maior proporção de transcritos de MyHC I em Piau. A expressão de MyHC IIA foi significativamente maior ao nascimento em comparação com 56 dias para todos os grupos genéticos, especialmente em Comercial (P <0,001, Fold Change = 16,04). A expressão de MyHC IIA aos 56 dias em Comercial foi de 3,76 (P = 0,0346) e 5,4 vezes menor (P = 0,0082) do que Cruzudos e Piau, respectivamente. A diferença na expressão de MyHC I e MyHC IIA entre grupos genéticos ao nascimento pode ser explicado pelo desenvolvimento embrionário. A expressão de MyHC IIB em relação ao nascimento, ao contrário do MyHC I e MyHC IIA, teve um aumento significativo entre as idades com valor mais elevado aos 156 dias em Comercial (P <0,001, Fold Change = 110,22) e Cruzado (P = 0,014, Fold Change = 10,49), enquanto em Piau foi aos 112 dias (P= 0,012, Fold Change = 24,34). Houve uma reversão da proporção de MyHC oxidativas (MyHC I e MyHC IIX) para MyHC glicolíticas (MyHC IIX e MyHC IIB) em todos os grupos genéticos no entanto, as taxas dessa reversão foram diferentes. A inflexão precoce em Piau e Cruzado pode ser devida à diferença no particionamento de energia submetida a síntese de proteína e/ou de lipídios, e as respectivas eficiências de síntese. Comercial e Cruzado aos 56 dias demonstra maior proporção de isoformas oxidativas do que Piau (valor de P = 0,012, P = 0,023), enquanto que a 112 e 156 dias Piau mostra maior proporção destas isoformas comparado de Comercial. A diferença de proporção MyHC entre os grupos genéticos são causados pela diferença na expressão de MyHC oxidativo. / The objective of this study was to evaluate gene expression pattern of myosin heavy chain isoforms in pigs of three different genetic groups at four ages. 48 castrated males of Piau, Commercial and Crossbred (Piau X Commercial) genetic group, slaughtered at birth, 56, 112 and 156 days. Longissimus dorsi muscle samples were taken for RNA extraction. The expression of MyHC I, MyHC IIA, MyHC IIX and MyHC IIB were analyzed by quantitative PCR (qPCR). Interactions between genetic groups and slaughtered ages to MyHC I, MyHCII A and MyHC IIB relative transcript abundance were observed. The expression of MyHC I was significantly different between birth and 56 days in Piau and Crossbred, mainly in Piau, which showed 81-fold decrease (P < 0.0001). At birth the expression of MyHC I in Piau was nearly 23 and 9.6 times greater than Commercial (P = 0.0028) and Crossbred (P = 0.0258), respectively, explaining the higher proportion of MyHC I transcripts in Piau. The expression of MyHC IIA was significantly higher at birth in comparison to 56 days for all genetic groups, especially in Commercial (P < 0.001, FC=16.04). The expression of MyHC IIA at 56 days in Commercial was 3.76 (P = 0.0346) and 5.4 times lower (P = 0.0082) than Crossbred and Piau. The difference in expression of MyHC I and MyHC IIA across genetic groups at birth can be explained by embryonic development .The expression of MyHC IIB relative to birth, contrary to MyHC I and MyHC IIA, had a significant increase across the ages with highest value at 156 days in Commercial (P < 0.001, FC = 110.22) and Crossbred (P = 0.014, FC=10.49) while in Piau was at 112 days (P = 0.012, FC = 24.34). There was a reversion of proportion of oxidative MyHC (MyHC I and MyHC IIX) to glycolytic MyHC (MyHC IIX and MyHC IIB) in all genetic groups however the rates of this reversion were different. The earlier inflexion in Piau and Crossbred may be due to the difference in partitioning of energy undergoing to protein and/or lipid synthesis, and the respective efficiencies of synthesis. Commercial and Crossbred at 56 days shows higher proportion of oxidative isoforms than Piau (P-value=0.012, P-value=0.023) while at 112 and 156 days Piau shows higher proportion of these isoforms compared to Commercial. The difference of MyHC proportions across genetic groups are caused by difference in expression of oxidative MyHC.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-12-08T15:00:36Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1186772 bytes, checksum: e0f4566d7496f1e70c3befb3afd2df41 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-08T15:00:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1186772 bytes, checksum: e0f4566d7496f1e70c3befb3afd2df41 (MD5) Previous issue date: 2015-08-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A raça XXXIII de Hemileia vastatrix foi recentemente identificada no Brasil, infectando algumas cultivares resistentes à ferrugem do cafeeiro. Embora o processo infeccioso de H. vastatrix seja bem estudado, não existem informações acerca da interação de cafeeiros com esta raça do fungo. Diante disso, um dos objetivos deste trabalho foi avaliar o processo de colonização do fungo e as respostas de defesa da planta em genótipos de cafeeiro resistente (Híbrido de Timor – HDT CIFC 832/1) e suscetível (C. arabica cv. Caturra CIFC 19/1) infectados pela raça XXXIII. As primeiras respostas citológicas induzidas pelo fungo foram observadas particularmente nas células estomáticas de ambos os genótipos, às 17 horas após inoculação (hai), e corresponderam à morte celular e ao acúmulo de compostos fenólicos. No genótipo suscetível, o fungo foi capaz de colonizar os tecidos do hospedeiro e produziu um grande número de haustórios, culminando na esporulação cerca de 20 dias após a inoculação (dai). Ao contrário, no genótipo resistente, o crescimento do fungo foi impedido, com alta frequência no estádio pré-haustorial. Estas observações citológicas indicam que a resistência de HDT CIFC 832/1 à raça XXXIII de H. vastatrix é pré-haustorial, ao contrário da resistência pós-haustorial que é geralmente descrita para interações cafeeiro - H. vastatrix. Com base nesta análise, foram definidos os tempos mais adequados para o estudo de genes expressos ao longo do processo infeccioso. Embora o sequenciamento do transcriptoma tenha sido bastante utilizado em estudos de interação planta-patógeno, uma das maiores dificuldades consiste na separação dos transcritos provenientes da planta e do fungo, principalmente quando não existe genoma de referência. Por esta razão, foi realizado o sequenciamento e a montagem do transcriptoma de esporos hidratados e germinados da raça XXXIII de H. vastatrix. A montagem resultou em 32.882 contigs, a partir dos quais foi gerado um conjunto de 11.989 genes preditos. Plantas de C. arabica cv. Caturra Vermelho (CIFC 19/1) e Híbrido de Timor (CIFC 832/1) foram inoculadas com esporos frescos de H. vastatrix (raça XXXIII) para estabelecer uma interação compatível e incompatível, respectivamente. Como controle, foram utilizadas folhas não inoculadas. Nos tempos de coleta pré-definidos (12, 24, 96 horas e 17 dias após a inoculação), as folhas foram removidas e utilizadas para extração de RNA. O sequenciamento das dez bibliotecas de cDNA foi realizado na plataforma Illumina MiSeq, gerando um total de 206 milhões de reads. Após tratamento dos reads, foi realizado o mapeamento das bibliotecas da interação, utilizando como referência o transcriptoma de H. vastatrix previamente montado. Os dados obtidos mostraram que muitos genes de H. vastatrix são similares aos genes do cafeeiro, o que dificulta o estudo da expressão de genes na interação. Por outro lado, genes não conservados entre os dois organismos puderam ser avaliados quanto à sua expressão. Foi verificada a presença de muitos genes comuns às duas interações (compatível e incompatível), sendo que a grande maioria não apresentou expressão diferencial, principalmente nas fases iniciais do processo infeccioso. As maiores diferenças entre as interações foram encontradas aos 17 dai, consistindo principalmente de genes “no hit”, ou seja, genes que não apresentam similaridade com sequências dos bancos de dados de proteínas. Estas sequências podem corresponder a genes específicos de H. vastatrix. As informações geradas nesta pesquisa poderão auxiliar no melhor entendimento da interação entre H. vastatrix e o cafeeiro. O conhecimento dos genes expressos durante a infecção poderá auxiliar no entendimento dos mecanismos moleculares que levam à suplantação da resistência por novas raças do fungo. / The race XXXIII of Hemileia vastatrix was recently identified in Brazil, infecting some cultivars that had been released as resistant to coffee leaf rust. To gain new insights into the interaction between coffee plants and this race of the fungus, we evaluated the fungal growth and the plant defence responses in coffee genotypes resistant (Híbrido de Timor – HDT CIFC 832/1) and susceptible (C. arabica cv. Caturra CIFC 19/1) to race XXXIII. The first cytological responses induced by the fungus were observed particularly in stomatal cells of both coffee genotypes by 17 hours post-inoculation (hpi) and corresponded to hypersensitive-like response (HR) and accumulation of phenolic-like compounds. In the susceptible genotype, the fungus was able to colonize the host tissues, produced a large number of haustoria and sporulated around 20 days post-inoculation (dpi). Reversely, in the leaves of resistant genotype, the fungus stopped its growth with higher frequency at pre-haustorial stages. These cytological observations indicate that the resistance of HDT CIFC 832/1 to race XXXIII of H. vastatrix is pre-haustorial, contrary to the post-haustorial resistance that is generally described for coffee - H. vastatrix interactions. Based on this analysis, the most suitable key time points of the infection process were defined, aiming at the study of differentially expressed genes in the interaction. Although the transcriptome sequencing has been widely used in plant-pathogen interaction studies, a major challenge is to separate transcripts from the plant and the fungus, especially in the absence of reference genomic sequences. For this reason, we performed the transcriptome sequencing and assembly of H. vastatrix (race XXXIII) hydrated and germinated spores. A total of 32.882 contigs were assembled, from which 11.989 genes were predicted. Plants of C. arabica cv. Caturra (CIFC 19/1) and Híbrido de Timor (CIFC 832/1) were inoculated with fresh spores of H. vastatrix race XXXIII to establish a compatible and an incompatible interaction, respectively. No inoculated leaves were used as control. In each time point (12, 24, 96 hours and 17 days post- inoculation), the leaves were removed and used for RNA extraction. Illumina MiSeq sequencing of ten cDNA libraries generated 206,000,000 reads. High quality reads of the H. vastatrix and coffee interacting transcriptomes were mapped against the H. vastatrix (race XXXIII) hydrated and germinated spores transcriptome previously assembled. The data showed that many genes of H. vastatrix are similar to coffee genes, which makes difficult the study of gene expression in the interaction. On the other hand, genes not conserved between the organisms could be evaluated for their expression. The presence of many common genes to both interactions (compatible and incompatible) was verified, and the majority did not show differential expression, especially in the early stages of the infection process. The major differences between interactions were found at 17 dpi, consisting mainly of genes that showed no similarity to protein databases. Those sequences can correspond to H. vastatrix specific genes. This investigation provides new insights into the coffee-rust interaction. The knowledge of gene expression profiling during the infection process may contribute to understanding the molecular mechanisms that lead to the breakdown of resistance by new physiological races of the fungus.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-01-12T15:37:38Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 951571 bytes, checksum: 4dbc5e1f76cd2f929b03b81a421aa366 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-12T15:37:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 951571 bytes, checksum: 4dbc5e1f76cd2f929b03b81a421aa366 (MD5) Previous issue date: 2015-07-22 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A tecnologia RNA-Seq mostrou-se ser revolucionária para o estudo de expressão gênica. Porém, mais estudos na literatura sobre a análise de dados de RNA-Seq são necessários, até mesmo porque se trata de um método de elevado custo. Devido a este alto custo, é importante o aproveitamento das amostras disponíveis para concluir sobre mais fatores e suas interações. Este trabalho tem como objetivo realizar um comparativo do desempenho da análise de identificação de DEGs (genes diferencialmente expressos) em experimentos com diferentes números de fatores e repetições, mas todos com o mesmo número de amostras, ou seja, com o mesmo custo. Para as análises, foram simulados conjuntos de dados provenientes de experimentos com diferentes números de fatores e repetições. Para a realização dessas simulações foi utilizado o pacote TCC, desenvolvido para o software livre R, para a normalização dos dados também foi utilizado o TCC, e para a identificação dos DEGs foi utilizado o pacote DESeq, também desenvolvido para o R. Por último, o desempenho das análises de cada experimento foi calculado utilizando-se curvas ROC (Receiver Operating Characteristics), usando-se o pacote ROCR, também disponível para o R. Após o cumprimento da metodologia, pôde-se observar que, na ausência de interação entre fatores, não ocorre perda de desempenho das análises ao adicionar mais fatores, e, quando existe interação entre fatores, ocorre essa perda. Portanto, o uso de mais fatores, ao custo de se ter menos repetições, pode ser vantajoso. / The RNA-Seq technology show to be revolutionary for gene expression studies. However, more studies in literature about the analysis of RNA-Seq data are necessary, even because it is a costly method. Because of that high cost, it is important to take the full advantage of the available samples to conclude about more factors and its interactions. The aim of this work is to perform a comparative of the performance of DEGs (differential expression genes) identification analysis in experiments with different numbers of factors and replicates, but all of them with the same number of samples, or, in other words, with the same cost. For the analysis, was simulated a dataset from experiments with different numbers of factors and replicates. The package TCC, developed to the free software R, was used to perform that simulation. For the normalization of the data, TCC was also used, and for the DEGs identification the package DESeq was used, also developed to R. Finally, the performance of the analysis of each experiment was calculated with the use of ROC (Receiver Operating Characteristics) Curves, using the package ROCR, also available for R. After the implementation of the methodology, it was possible to observe that, when absence of interactions between factors, do not occur loss of analysis's performance when more factors are added, and, when there are interactions of factors, that loss happens. Therefore, the use of more factors, to the cost of having less replicates, may be advantageous.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-01-20T08:05:24Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 603500 bytes, checksum: 433189cac3305d7e763e298611ad0d96 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-20T08:05:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 603500 bytes, checksum: 433189cac3305d7e763e298611ad0d96 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Um dos principais desafios da biologia molecular é medir e avaliar os perfis de expressão gênica em diferentes tecidos biológicos com o objetivo de entender os mecanismos de transformação molecular. O método RNA-Seq usa transcriptoma a partir de tecnologias de sequenciamentos de nova geração (SNG), utilizados para sequenciar cDNA que é derivado de uma amostra de RNA, e, assim, produzir milhões de sequenciamentos de leitura. Porém, apesar do custo dessas tecnologias vir diminuindo, é comum realizar experimentos com pouca ou nenhuma repetição. Assim, torna-se necessária a descoberta e o aprimoramento de metodologias estatísticas eficientes para a otimização das análises de dados gerados em plataformas de sequenciamento de genomas. O objetivo geral desse trabalho consistiu na comparação de metodologias estatísticas a fim de estudar o padrão de expressão gênica relacionado à quantificação desses genes conforme determinadas condições/tratamentos, em experimentos de RNA-Seq. Para a realização das análises utilizou-se um conjunto de dados simulados através do pacote TCC do R, com diferentes cenários, para comparar os métodos estatísticos DESeq e baySeq. Foram exploradas tecnologias de RNA-Seq do perfil de expressão gênica de um banco de dados contendo 1000 genes em duas condições, nos cenários com cinco repetições, três repetições, 2 repetições e sem repetição. Em um primeiro momento, tais dados foram analisados pelos dois métodos separadamente, comparando-se o efeito do número de repetições dentro de cada um. Em seguida, foi realizada a comparação entre os métodos, levando em conta também o número de repetições em cada cenário. De acordo com os resultados gerados nas análises não podemos afirmar que um método, entre os avaliados, é ótimo em todas as circunstâncias, pois o método de escolha para uma situação em particular depende das condições experimentais. No entanto, sob as condições utilizadas no desenvolver do experimento, o método abordado pelo baySeq foi o que apresentou um bom desempenho, nas combinações ocorridas entre os métodos e os tipos de genes analisados, ou seja, esse foi o método que obteve uma maior capacidade de identificação dos genes diferencialmente expressos. / One of the main challenges of molecular biology is to measure and assess the gene expression profiles in different biological tissues in order to understand the molecular mechanisms of transformation. The method uses RNA Seq transcriptome from Young generation sequencing technologies (NGS), used to sequence the cDNA which is derived from an RNA sample, and thus produce millions of reading sequencing. However, despite the cost of these technologies come decreasing, it is common experiment with little or no repetition. Thus, it becomes necessary discovery and improvement of efficient statistical methods to optimize the data analysis generated genome sequencing platforms. The aim of this study was to compare statistical methodologies to study the pattern of gene expression related to the quantification of these genes as certain conditions / treatments in RNA-Seq experiments. To carry out the analysis used a set of simulated data via the R TCC package with different scenarios to compare the statistical methods DESeq and baySeq. RNA-Seq technology of gene expression profile of a database containing 1000 genes were explored in two groups, in scenarios with five repetitions, three replicates, 2 repetitions and without repetition. At first, these data were analyzed by two methods separately, comparing the effect of the number of repetitions within each. Then, the comparison between the methods was carried out, taking into account also the number of repetitions in each scenario. According to the results generated in the analyzes can not be said that a method, among the evaluated, is great in all circumstances, as the method of choice for a particular situation depends on the experimental conditions. However, under the conditions used in developing the experiment, the method was approached by baySeq which performed well, in combinations that occurred between the methods and the types of genes analyzed, that is, that was the method that obtained a greater capacity Identification of differentially expressed genes.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-01-21T14:11:36Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 650581 bytes, checksum: f72229f0ca75c80155cf99f1becc67bc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-21T14:11:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 650581 bytes, checksum: f72229f0ca75c80155cf99f1becc67bc (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O cafeeiro possui baixa eficiência de uso de nitrato como fonte inorgânica de N, sendo que as causas fisiológicas e genéticas dessa reduzida resposta ainda não são totalmente conhecidas. Além do uso eficiente de fertilizantes, outro fato que vem que vem impactando a produção agrícola em geral e a cafeicultura é a seca. A escassez de água será um dos maiores problemas globais neste século. Portanto é fundamental entender os mecanismos moleculares e fisiológicos pelos quais plantas terrestres se adaptam a falta de água com o objetivo de desenvolver práticas agrícolas mais racionais de aproveitamento da água e nitrogênio. Assim sendo, este trabalho objetivou: a) a obtenção de parâmetros cinéticos de absorção de nitrato por mudas de café cultivadas em solução nutritiva na ausência e presença de déficit hídrico; b) avaliar o perfil transcricional de genes relacionados aos transportadores de nitrato (NRT3.2 e NRT1.2) e genes relacionados ao metabolismo do N (NIA2, GLN1.3 e GLT1) em condição de déficit hídrico e deficiência de N; c) avaliar as trocas gasosas e os parâmetros de fluorescência da clorofila a em condições de déficit hídrico e deficiência de nitrogênio. Para alcançar os objetivos propostos foram realizados quatro experimentos separadamente. No primeiro, oito cultivares de café foram submetidas a ensaio de exaustão para determinação dos parâmetros cinéticos de absorção de nitrato em solução nutritiva. No segundo e terceiro experimentos, as cultivares Catuaí Amarelo (alto Vmax) e Mundo Novo (baixo Vmax), selecionadas a partir dos resultados do primeiro experimento, foram submetidas aos seguintes tratamentos: N-suficiente (+N, 5,0 mmol L-1 N-NO3-) sem déficit hídrico, N-suficiente (+N, 5,0 mmol L-1 N-NO3-) com déficit hídrico (-1,5 MPa) e N-deficiente (-N, 0,0 mmol L-1 N-NO3-) sem déficit hídrico para avaliação de expressão diferencial de genes. No quarto experimento cinco cultivares de café foram submetidas aos seguintes tratamentos: N-suficiente (+N, 5,0 mmol L-1 N- NO3-) sem déficit hídrico, N-suficiente (+N, 5,0 mmol L-1 N-NO3-) com déficit hídrico (-1,5 MPa) e N-deficiente (-N, 0,0 mmol L-1 N-NO3-) sem déficit hídrico, para avaliar as características fisiológicas relacionadas com a fotossíntese e parâmetros da clorofila a. O déficit hídrico foi imposto pela aplicação de polietileno glicol 8000. Em todos experimentos utilizou-se o delineamento em blocos casualizados com três repetições. Os parâmetros cinéticos de absorção de nitrato variaram entre as cultivares em condições controle e sob déficit hídrico. As cultivares Catuaí Vermelho, Catuaí Amarelo, Catucaí Amarelo, Catiguá MG2, Acauã, Oeiras e Sachimor são as que possuem maior velocidade de absorção em condições de ausência de déficit hídrico. Em condições de déficit hídrico, a cultivar Catuaí Amarelo possui a maior velocidade de absorção. A cultivar Mundo Novo não apresentou alterações nos parâmetros cinéticos avaliados quando o déficit hídrico foi imposto. A cultivar Catuaí Amarelo apresentou melhor adaptação à condição de déficit hídrico. Essa cultivar possui também maior plasticidade, podendo se estabelecer mais facilmente em condições com altos ou baixos teores de NO3-, como também em baixa disponibilidade hídrica. Os genes estudados (NRT1.2, NRT3.2, NIA2, GLT e GLN1.3) aumentaram a sua expressão em plantas submetidas ao déficit hídrico e a deficiência de N. A cultivar Mundo Novo apresentou maior expressão relativa dos genes NRT1.2, NRT3.2 e GLT em tecidos radículas 96 h após a imposição do déficit hídrico. Na parte aérea das mudas de café os genes NRT1.2 e NRT3.2 foram os que exibiram maior expressão relativa, as 8 h e 96 h após imposição do déficit hídrico, respectivamente. Quando o déficit hídrico foi imposto, os genes NRT1.2, NRT3.2, NIA2 e GLT apresentaram maior transcrição diferencial no sistema radicular das plantas. Já o gene GLN1.3, em condições de reduzida disponibilidade de água apresentou maior expressão na parte aérea das plantas. O déficit hídrico provocou maiores alterações na expressão relativa dos genes estudados do que o tratamento com deficiência de N. A deficiência de N causou menores danos ao aparelho fotossintético das plantas que o déficit hídrico. O defícit hídrico afetou o potencial hídrico foliar, a fotossíntese líquida, condutância estomática, eficiência do uso da água, taxa de transporte de elétrons, eficiência quântica do FSII e eficiência fotoquímica máxima do FSII das mudas de café, reduzindo-os durante o período. Já para o tratamento com deficiência de nitrogênio, apenas as variáveis taxa de transporte de elétrons, eficiência quântica do FSII e eficiência fotoquímica máxima do FSII das mudas de café foram afetadas e também apresentaram redução. / The coffee has low nitrate use efficiency as a source of inorganic N, and the physiological and genetic causes of this reduced response are still not fully known. In addition to the requirement of large amounts of nitrogen fertilizers, another challenge to the food production in general, and for coffee production in particular, is drought. Water scarcity is one of the biggest global problems in this century. Therefore it is important to understand the molecular and physiological mechanisms by which plants adapt the lack of water in order to develop more rational farming practices use of water and nitrogen. Therefore, this study aimed to: a) obtaining kinetic parameters of nitrate uptake by coffee seedlings grown in nutrient solution in the absence and presence of water deficit; b) evaluate the transcriptional profile of genes related to nitrate transporters (NRT3.2 and NRT1.2) and genes related to metabolism of N (nia2, GLN1.3 and GLT1) in drought condition and deficiency of N; c) assess gas exchange and chlorophyll fluorescence parameters in conditions of drought and nitrogen deficiency. To achieve the proposed objectives were carried out four experiments separately. In the first eight coffee varieties were subjected to exhaustion assay for determining the kinetic parameters of the nitrate uptake in nutrient solution. In the second and third experiments, the Catuaí Amarelo cultivars (high Vmax) and Mundo Novo (low Vmax), selected from the results of the first experiment were submitted to the following treatments: N-sufficient (N +, 5.0 mmol L 1 N-NO3) without deficit, N-sufficient (N +, 5.0 mmol L-1 N-NO3) with water deficit (-1.5 MPa) and N deficient (N, 0.0 mmol L-1 N-NO3) without deficit to evaluate differential gene expression. In the fourth experiment, five coffee cultivars were submitted to the following treatments: N- sufficient (N +, 5.0 mmol L-1 N-NO3-) without water deficit, N-sufficient (N +, 5.0 mmol L-1 N-NO3-) with water stress (-1.5 MPa) and N-deficient (N, 0.0 mmol L-1 N- NO3-) without water deficit, to evaluate the physiological characteristics related to photosynthesis and parameters Chlorophyll a. The drought was imposed by applying polyethylene glycol 8000. In all experiments we used the randomized block design with three replications. The kinetic parameters of nitrate uptake varied among cultivars in control conditions and under water deficit. The cultivars Catuaí Vermelho, Catuaí Amarelo, Catucaí Amarelo, Catiguá MG2, Acauã, Oeiras and Sarchimor are those with higher rate of absorption in conditions of absence of water deficit. In drought conditions, Catuaí Amarelo has the highest rate of absorption. The cultivar Mundo Novo had no change in kinetic parameters evaluated when the drought was imposed. The Catuaí Amarelo showed better adaptation to drought condition. This cultivar also has higher plasticity, and can be established more easily in conditions with high or low levels of NO3-, but also in low water availability. The genes studied (NRT1.2, NRT3.2, nia2, GLT and GLN1.3) increased its expression in plants subjected to water stress and the deficiency of N. Mundo Novo presented higher relative expression of genes NRT1.2, NRT3.2 and GLT in root tissue 96 h after the imposition of water deficit. In shoots of coffee seedlings the NRT1.2 NRT3.2 genes were those that exhibited the highest relative expression, 8 h and 96 h after imposition of drought, respectively. When the drought was imposed, the NRT1.2 genes, NRT3.2, NIA2 and GLT had higher differential transcription in the root system of plants. Already GLN1.3 gene in reduced water availability conditions showed higher expression in the shoot. The drought has caused major changes in the relative expression of the genes studied than N deficiency. Nitrogen deficiency caused minor damage to the photosynthetic apparatus of plants that the water deficit. The drought affected the leaf water potential, net photosynthesis, stomatal conductance, water use efficiency, electron transport rate, quantum efficiency of PSII and photochemical efficiency of PSII of coffee seedlings, reducing them during the period. For the treatment with nitrogen deficiency, only the variables electron transport rate, quantum efficiency of PSII and photochemical efficiency of PSII of coffee seedlings were affected and also decreased.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-04-22T16:43:20Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1207548 bytes, checksum: 5a298bd331ceeda0b12f2ef674e84b48 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-22T16:43:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1207548 bytes, checksum: 5a298bd331ceeda0b12f2ef674e84b48 (MD5) Previous issue date: 2016-02-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A massa muscular de um animal é o grande determinante da quantidade de carne produzida por ele e a maior parte do potencial de deposição muscular é determinado durante a miogênese fetal. Neste estudo foram avaliadas a morfologia muscular e a expressão de genes e proteínas em fetos aos 21 dias pós cobertura (dpc) e no músculo Longissimus de fetos suínos aos 40, 70 e 90 dpc a fim de verificar a existência de diferenças na miogênese fetal de suínos de dois grupos genéticos fenotipicamente divergentes. Ao todo 12 matrizes gestantes de suínos de linhagem Comercial (LC) e 12 da raça Piau (RP) foram abatidas aos 21, 40, 70 e 90 dias pós cobertura (dpc), três fêmeas de cada grupo genético por fase. Fetos inteiros aos 21 dpc e músculo longissimus de fetos aos 40, 70 e 90 dpc foram coletados para avaliação de expressão gênica e proteica e para analise morfológica. Fetos RP aos 21 dpc apresentaram expressão dos genes DES (P= 0,035), CALM1 (P= 0,093) e RYR2 (P= 0,088) menor que os LC e não foram verificadas diferença na expressão das proteínas Troponina T (P= 1,000) Calpaína 3 (P= 0,689) e Desmina (P= 0,999). Aos 40 dpc, o gene RyR1 (P= 0,063) e as proteínas Desmina (P< 0,001) e Troponina T (P= 0,036) foram mais expressos em fetos RP. Aos 70 dpc o número (P= 0,0298) e porcentagem de miofibras primárias (P= 0,0072) foram maiores em fetos LC que em fetos RP, já aos 90 dpc esta relação se inverteu e o número (P< 0,001) e porcentagem (P< 0,001) de miofibras primárias foram maiores em fetos RP. Aos 90 dpc também foram observadas maior expressão dos genes ACTA2 (P= 0,024), CAPN3 (P= 0,061), HTR1D (P= 0,027) e TNNT1 (P= 0,069) em fetos LC e a expressão da Troponina T (P= 0,037) e do gene PPP3CA (P= 0,061) foram mais elevadas em fetos RP. Padrões na expressão gênica raça-específico ao longo do desenvolvimento muscular foram observados neste estudo. Embriões RP aos 21 dias apresentaram maior expressão do gene RyR1 que aos 40 (P= 0,026), 70 (P= 0,002) e 90 (P< 0,001) dpc e ainda, a expressão deste em fetos RP aos 40 dpc foi maior que aos 90 (P= 0,008) dpc. A expressão do gene RyR2 em embriões RP aos 21 dias menor que aos 70 (P= 0,003) e aos 90 (P= 0,044) dpc e também a expressão do gene TNNT1 aos 70 dias foi maior que aos 40 (P= 0,023) e 90 (P= 0,036) dpc. Em fetos LC foi verificada menor expressão do gene HTR1D aos 21 dias quando comparados aos 70 (P= 0,037) e aos 90 (P= 0,021) dpc e maior expressão do gene PPP3CA aos 21 dias comparando com 40 dpc (P= 0,026). As variações raça-especificas observadas neste estudo mostram que as diferenças no fenótipo muscular de animais Piau e Comercial existem desde a vida intrauterina e que genes diferentes podem estar envolvidos com o controle dos processos de desenvolvimento muscular em cada raça, fazendo com que o fenótipo do músculo seja diferente antes mesmo do nascimento. / Animal muscle mass is the major determinant of how much meat they can produce. The biggest part of muscle deposition potential is determined during fetal myogenesis. We evaluated muscle morphology, genes and proteins expression in swine fetuses at 21 days-post-coitus (dpc) and Longissimus muscle of swine fetuses at 40, 70 and 90 dpc. Our goal was evaluate differences in fetal myogenesis from two pig groups phenotypically divergent. Twelve pregnant sows of each Commercial line and Piau breed were slaughtered at 21, 40, 70 and 90 dpc. Complete fetuses at 21 dpc and Longissimus muscle of fetuses at 40, 70 and 90 dpc were used for gene and protein expressions and morphological analysis. Piau fetuses at 21 dpc showed less genes expression of DES (P= 0.035), CALM1 (P= 0.093) and RYR2 (P= 0.088) comparing with commercial fetuses at 21 dpc. At 40 dpc, the RyR1 (P= 0.063) gene and Desmin (P< 0.001) and Troponin T (P= 0.036) proteins were higher expressed in Piau fetuses than Commercial fetuses. At 70 dpc the number (P= 0.0298) and proportion (P= 0.0072) of primary myofibers were higher in Commercial fetuses than Piau fetuses, however at 90 dpc the number (P< 0.001) and proportion (P< 0.001) of primary myofibers were higher in Piau fetuses. At 90 dpc were also observed increased expression of ACTA2 (P= 0.024), CAPN3 (P= 0.061), HTR1D (P= 0.027) and TNNT1 (P= 0.069) genes in commercial fetuses and PPP3CA (P= 0.061) gene in Piau fetuses. However, at 90 dpc, Piau fetuses also showed higher Troponin T expression (P= 0.037) compared with commercial fetuses. Breed-specific patterns of gene expression in developing pig skeletal muscle were observed in this study. In Piau breed fetuses we observed higher RyR1 gene expression at 21 dpc comparing with at 40 (P= 0.026), 70 (P= 0.02) and 90 (P< 0.001) dpc while in 40 dpc fetuses this gene expression was higher than 90 dpc fetuses. At 21 dpc, Piau fetuses showed lower expression of RyR2 gene than Piau fetuses at 70 (P= 0.003) and 90 (P= 0.044) dpc. Moreover the TNNT1 gene expression at 70 dpc was higher than 40 (P= 0.023) and 90 (P= 0.036) dpc in Piau fetuses. Commercial line fetuses showed lower HTR1D gene expression at 21 dpc compared to 70 (P= 0.037) and 90 (P= 0.021) dpc. An increased expression of PPP3CA gene in Commercial fetuses at 21 days compared to commercial fetuses at 40 dpc (P= 0.026) was observed. The breed-specific changes observed in this study have shown that differences in muscle fibers between Piau and Commercial pigs are due different genes provided during intrauterine life as well as may be involved in the control of muscle development processes in each genetic group, causing the phenotype muscle differences even before birth.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-06-17T16:54:07Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1269695 bytes, checksum: f49b118e7b1dac5dc18d7437830e5087 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-17T16:54:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1269695 bytes, checksum: f49b118e7b1dac5dc18d7437830e5087 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este estudo foi dividido em 3 experimentos objetivando-se: 1) investigar os efeitos da supernutrição materna sobre o desenvolvimento gonadal e expressão gênica hipofisário- gonadal em fetos bovinos no terço final da gestação. Vinte e sete vacas secas multíparas foram alimentados ad libitum (E) ou em nível de mantença (M) de mesma dieta. Doze vacas de H (n = 6) e M (n = 6) gestantes de fetos do sexo feminino foram submetidos à eutanásia aos 199 e 268 dias de gestação (DG; n = 3 para H ou M em cada DG). Quinze vacas de H (n = 6) e M (n = 9) gestantes de fetos masculinos foram sacrificados aos 139, 199 e 241 DG (n = 2 para H e n = 3 para M em cada DG). 2) Avaliar os efeitos de diferentes planos nutricionais no desenvolvimento do parênquima mamário (PAR), na expressão de marcadores lipogênicos (CD36, ACCA, FASN, ADIPOR1), nas concentrações de hormônios no sangue e expressão hepática dos genes GHR, IGF1, IGFBP2 e IGFBP3 em novilhas pre-púberes. Dezoito novilhas foram alimentadas 1 de 3 planos nutricionais (n = 6 / tratamento) para sustentar um ganho médio diário (GMD), como segue: alto ganho (AG-1 kg/d), baixo ganho (BG- 0,5 kg/d) ou mantença (MA). 3) Elucidar se os padrões de expressão dos genes ESR1, GDF9, FSHR, LHR, BMPR2, TGFB1, TGFB2, BMP15, BMP6, BMP7, CYP19A1, HSD3B1, IGFR, IGF1 e IGF2 poderiam estar envolvido na modulação do início da puberdade em novilhas da raça Brahman. No primeiro experimento, os números de folículos primordiais e totais foram menores nos ovários dos fetos oriundos de vacas alimentadas E do que das vacas M. Estes resultados foram opostos para folículos pré-antrais e antrais. As proporções volumétricas e os diâmetros dos cordões seminíferos foram menores nos testículos dos fetos oriundos das vacas alimentadas E em comparação as vacas M. A expressão pituitária do gene FSH foi maior nos fetos fêmeas de vacas alimentadas E do que das vacas M, independentemente do DG, ao passo que a expressão do gene LHB não diferiu. As expressão ovarianas fetais dos genes P450 aromatase, StAR, BMPR2, TGFB1, GDF9, FSHR, Bax e CASP3 foram maiores dos fetos oriundos das vacas alimentadas E do que 5 das vacas M, independentemente do DG. As expressões testiculares fetais dos genes StAR, HSD17B3, IGF1, IGF2 e IGF1R foram maiores dos fetos oriundos das vacas alimentadas M do que das vacas E. De modo geral, a ingestão materna ad libitum parece afetar o crescimento folicular ovariano fetal e números de folículos, o qual pode influenciar o tamanho da reserva ovariana em sua prole. Nos fetos machos, a ingestão materna ad libitum parece perturbar o desenvolvimento testicular e pode ter implicações na produção de esperma. No segundo experimento, os pesos dos PAR mamário e relação PAR/GM foram menores nas novilhas de AG do que novilhas de MA e BG, visto que a gordura extraparenquimal mamária foi maior nas novilhas de AG do que em outros grupos. Novilhas alimentadas para AG apresentaram maior fração de lipídica e menor fração proteica no PAR. No entanto, o número de adipócitos intraparenquimais foi semelhante entre os grupos. Novilhas alimentadas para AG tiveram maior concentração sérica de IGF1 do que outros, e a concentração sérica de insulina foi menor nas novilhas de AG em comparação as novilhas de MA e BG. Os genes GHR, IGF1 e IGFBP3 foram up-regulados enquanto o gene IGFBP2 foi down-regulado no fígado das novilhas de HG relação aos outros grupos. Os genes CD36, ACCA, FASN e ADIPOR1 foram-se up- regulados pelo nível de ingestão de nutrientes. No geral, estes resultados demonstram que a elevada ingestão de nutrientes favoreceu ao acúmulo de gordura corporal e na glândula mamária. Estes resultados poderiam servir como preditores do comprometimento do desenvolvimento mamário. Finalmente, os dados qRT-PCR obtidos no terceiro experimento revelaram maior expressão dos genes FSHR, BMP7, CYP19A1, IGF1 e IGF1R em novilhas pre-púberes em comparação as novilhas pós- púberes. Além disso, a expressão do gene IGF1 foi positivamente correlacionada com a expressão do gene BMP7 (P = 0.07; r = 0.84) e a expressão do HSD3B1 foi negativamente correlacionada com a expressão do gene CY19A1 (P = 0.3; r = -0.90). Estes resultados sugerem que a expressão diferencial dos genes ovarianos pode estar associado com as alterações na dinâmica folicular e diferentes tipos de populações celulares, os quais surgiram como consequência da puberdade e a fase lútea. A hipótese que emerge é que dois reguladores-chave da atividade do ovário pré-puberdade, BMP7 e IGF1 modulam a expressão de FSHR, LHR, IGFR1 e CYP19A1. BMP7 parece regular LHR e up-regular FSHR e CYP19A1, que medeiam a dinâmica folicular ovariana dessas 6 novilhas. Portanto, BMP7 e IGF1 parecem desempenhar papéis reguladores sinérgicos e foram previstos interagir entre si. / This study was divided in three experiments that aimed to: 1) investigate effects of maternal overnutrition on gonadal development and pituitary-gonadal gene expression in cattle fetuses at mid and late gestation. Twenty-seven multiparous dry cows were fed either high (ad libitum, H) or moderate (M) intake of the same diet. Twelve cows from H (n=6) and M (n=6) intake carrying females fetuses were euthanized at 199 and 268 days of gestation (DG; n=3 for H or M on each DG). Fifteen cows from H (n=6) and M intake (n=9) carrying male fetuses were euthanized at 139, 199 and 241 DG (n=2 for H and n=3 for M on each DG). 2) To evaluate effects of different planes of nutrition on mammary parenchyma (PAR) development, expression of lipogenic marks (CD36, ACCA, FASN, ADIPOR1), concentrations of blood hormones and liver GHR, IGF1, IGFPB-2 and -3 mRNA expression in prepubertal heifers. Eighteen heifers were fed 1 of 3 nutrient intake levels (n = 6/treatment) designed to sustain an average daily gain (ADG), as follows: high gain (HG-1 kg/d), low gain (LG- 0.5 kg/d) or maintenance (MA). 3) To elucidated if the expression pattern of ESR1, GDF9, FSHR, LHR, BMPR2, TGFB1, TGFB2, BMP15, BMP6, BMP7, CYP19A1, HSD3B1, IGF1, IGFR1 and IGF2 genes could be involved in modulate the timing of puberty in Brahman heifers. In the first experiment, primordial and total follicle numbers were lower in fetal ovaries from H than in M intake cows. These results were reverse for preantral and antral follicles. Volumetric proportion and diameter of seminiferous cord were lower in fetal testis of H than M intake cows. The expression level of FSHB was greater in pituitary gland of female fetus from H compared to M intake cows, irrespective of DG, whereas LHB gene expression did not differ. In males, FSHB and LHB gene expression levels were similar between maternal intake groups. Fetal ovarian expression of P450 aromatase, StAR, BMPR2, TGFBR1, GDF9, FSHR, Bax and CASP3 genes were higher in H than in M intake cows, irrespective of DG. Fetal testicular expression of StAR, HSD17B3, IGF1, IGF2 and IGF1R genes were higher in M than in H intake cows. Overall, maternal H intake seems to affect fetal ovarian follicular growth and number of follicles, which may 8 affect size of ovarian reserve in their offspring. In male fetus, maternal H intake seems to disturb testicular development and may have implications on sperm production. In the second experiment, mammary PAR weight and MA to MG ratio was lower in HG than MA and LG heifers, whereas mammary extraparenchymal fat was greater in HG heifers than other groups. Heifers fed the HG had a greatest fraction of lipids in their PAR, and smallest fraction of protein in their PAR. However, the number of intraparenchymal adipocytes was similar between the groups. Heifers fed the HG had greater serum IGF1 than others, and serum insulin was lower in MA than HG and LG heifers. The liver GHR, IGF1 and IGFBP3 mRNA was higher whereas IGFBP2 mRNA was lower in HG heifers compared to others. The expression of CD36, ACCA, FASN and ADIPOR1 were up regulated by nutrient intake level. Overall, these results demonstrated that enhancing nutrient intake favored to fat accumulation on body and mammary gland, also resulted adipocyte hypertrophy in the PAR of HG heifers, which could be a predictor of impaired mammary development. Finally, qRT-PCR data from the third experiment revealed the expression of FSHR, BMP7, CYP19A1, IGF1 and IGFR1 mRNA was greater in PRE heifers, when contrasted to POST heifers. In addition, the expression of IGF1 mRNA was positively correlated with BMP7 mRNA (P = 0.07, r = 0.84) and the expression of HSD3B1 mRNA was negatively correlated with expression of CY19A1 mRNA (P = 0.03, r = -0.90). Taken together, these results suggest that the differential expression of ovarian genes could be associated with changes in follicular dynamics and different cell populations that have emerged as consequence of puberty and the luteal phase. The emerging hypothesis is that two key regulators of ovarian activity pre-puberty, BMP7 and IGF1 modulate the expression of FSHR, LHR, IGFR1 and CYP19A1. BMP7 seems to down-regulate LHR and up-regulate FSHR and CYP19A1, which mediates the follicular dynamics in heifer ovaries. Thus, BMP7 and IGF1 seem to play synergic regulatory roles and were predicted to interact.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-08-18T17:41:14Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 741942 bytes, checksum: 3fc8028ea0af6835834db6dfbdde4a16 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T17:41:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 741942 bytes, checksum: 3fc8028ea0af6835834db6dfbdde4a16 (MD5) Previous issue date: 2015-07-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Diversos mecanismos foram aprimorados durante a evolução das plantas de modo a se obter uma resposta adequada às variações ambientais, principalmente no que respeita os mecanismos relacionados ao controle dos movimentos estomáticos. Nesse contexto, o vacúolo parece exercer um papel preponderante na tolerância a vários estresses em função da sua plasticidade em acumular solutos para manutenção do turgor e integridade celular ou mesmo para estabilizar compostos tóxicos. Dada a relevância dos estômatos para a fixação de CO2, adicionada à atuação dos ácidos orgânicos no controle dos movimentos estomáticos e o papel do vacúolo como acumulador de solutos, este trabalho buscou investigar como a perda funcional do transportador vacuolar de malato (AttDT) impacta Arabidopsis thaliana, de modo a caracterizá-las e entender como o transportador, em conjunto com ácidos orgânicos, afetam o metabolismo primário e os movimentos estomáticos. Reduções nas taxas fotossintéticas associadas com menores condutâncias estomática e mesofílica foram observadas em mutantes attdt. Entretanto, incrementos nas taxas respiratórias, sem alteração nos níveis totais de clorofilas, açúcares, proteínas e aminoácidos foram observados. De modo a suprir a demanda energética e assim garantiar a manutenção do crescimento, como observado em plantas attdt, substratos alternativos parecem estar sendo utilizados, culminando com um funcionamento não cíclico do ciclo dos ácidos tricarboxilicos (TCA), visto que succinato, fumarato e malato foram reduzidos ao passo que incrementos nos níveis de citrato, simultaneamente à alterações no perfil de aminoácidos, especialmente aspartato e glutamina, foram evidentes. Embora o crescimento não tenha sido drasticamente afetado, cumpre mencionar que plantas com perda do transportador AttDT apresentam fenótipo metabólico que se assemelham grandemente ao de plantas sob estresse, principalmente por seca. Coletivamente, os resultados obtidos indicam que AttDT é um transportador de fundamental importância para manutenção dos níveis adequados de ácidos orgânicos entre os compartimentos celulares, e que a sua perda funcional ocasiona uma reprogramação metabólica e afeta diretamente o metabolismo primário, especialmente a respiração e o catabolismo de aminoácidos. / Several mechanisms were improved during the course of plant evolution to obtain an adequate response to environmental variations, particularly mechanisms related to the control of stomatal movements. Accordingly, the vacuole seems to play an important role in plant stress tolerance, due to its plasticity to accumulate solutes maintaining both cell integrity and turgor or further stabilizing toxic compounds. Given the pivotal importance of stomata to CO2 fixation, in addition to the role of organic acids in controlling stomatal movements coupled with the key role of vacuole in the accumulation of solutes, this study investigated the functional role of the vacuolar malate transporter, AttDT, in order to characterize and understand how the absence of this carrier, together with organic acids, affect both the primary metabolism and stomatal movements. Reductions of photosynthesis rates coupled with decrease on both mesophilic and stomatal conductance were observed in mutant attdt. However, enhanced respiratory rates without impacting the total levels of chlorophyll, sugars, proteins and amino acids were observed. In order to supply the energy demand to maintain growth that was not altered in attdt plants, it seems that alternative substrates are used. This is likely leading to a non-cyclic function of the TCA cycle, as succinate, malate and fumarate were reduced whereas increase of citrate levels was observed, simultaneously to changes in the amino acid profile, especially aspartate and glutamine. Interestingly, plants lacking AttDT display a metabolic phenotype that resembles that of plants under stress, mainly drought, although growth has not been affected. Taken together, the results obtained here indicates that AttDT is an important carrier allowing the maintainance of suitable levels of organic acids between cellular compartments, directly affecting the primary metabolism, especially respiration and amino acids.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2007 / Bibliografia: f. 62-76 / A metaciclogênese é provavelmente um processo regulado principalmente por alterações pós-transcricionais na expressão gênica. A proteólise mediada por ubiquitina pode ter um papel na reposição adaptativa das proteínas que levam o parasita às suas novas ca / Metacyclogenesis is a process driven mainly by post-transcriptional changes in gene expression. Ubiquitin-mediated proteolysis should play a role in the remarkable adaptative protein turnover which leads to new morphology, physiology and behavioral featur

Gliomas são os tumores cefálicos mais comuns na vida adulta, geralmente estão associados a um mau prognóstico. A forma mais agressiva, o Glioblastoma Multiforme (GBM) leva metade de seus pacientes a morte em 12 a 14 meses, e os tratamentos pouco ou nada melhoram esta expectativa. O desenvolvimento de terapias é bastante complexo, uma vez que se trata de um tumor com alta diversidade de células, devido a sua instabilidade genômica. Esta instabilidade interfere no equilíbrio “estequiométrico” da transcrição gênica, implicando alterações na proporção entre proteínas atuantes em um mesmo complexo. Analisando proteínas que participam de um mesmo processo sob uma perspectiva de redes (de interação proteica), pode-se analisar a probabilidade de fluxo de informação entre proteínas conectadas, ponderando pela correlação de expressão gênica, assumindo que altos valores de correlação (de expressão – entre duas proteínas) correspondem a uma maior a probabilidade de fluxo de informação entre elas. Utilizando-se de uma medida de entropia chamada entropia local de rede, é possível analisar a organização do fluxo de informação entre uma determinada proteína e as demais com quem esta se relaciona. O aumento nestes valores de entropia é proposto enquanto uma assinatura sistêmica de tumores, tendo sido primeiramente demonstrada em tumores gástricos, de pulmão, bexiga, pâncreas, fígado e do colo uterino. Compreender como a informação flui ao longo de redes de interação proteica em glioblastomas pode trazer novas perspectivas de tratamento deste tumor. Portanto, este trabalho visa avaliar: I se há aumento da entropia local de rede em glioblastomas quando comparados ao tecido sadio; II: quais os genes responderiam pelo maior aumento de entropia e qual o papel biológico destes genes (em que rotas ou processos biológicos estariam atuando), III: se estas rotas ou processos biológicos apresentam alterações de expressão gênica, e IV: se algum dos genes alterados em nível de transcrição possui associação com prognóstico. Foi verificado: I: que Glioblastomas apresentam um aumento significativo da entropia local de rede em comparação a condição fisiológica normal. II: que os genes de maior ganho de entropia atuam em (28) processos biológicos relacionados com a biologia tumoral; III que estes processos biológicos têm alterações transcricionais (quando comparados com a situação fisiológica normal) em alguns de seus genes; IV que dentre todos os genes diferencialmente expressos nos (28) processos biológicos indicados pelos genes de entropia alterada, os genes PAK6 e MYC tiveram correlação com sobrevida em ambas as coortes analisadas. No entanto ao estratificar por idade, verificamos que esta relação se mantinha apenas em pacientes com idade inferior a 50 anos, onde verificou-se que PLCB1, MAPK8, CDK6 e MYD88 também tinha correlação com sobrevida, enquanto a expressão de duas formas da cinase dependente de cálcio/calmodulina (CAMK2A e CAMK2B) associou-se a um prognóstico ruim. Um estudo ainda mais aprofundado destes genes, bem como de outras enzimas chave nos processos identificados são promissores no sentido do desenvolvimento de estratégias de combate a glioblastomas. / Gliomas are the most common form of brain tumor in adults, being generally associated with dismal prognosis. Glioblastoma Multiform (GBM) is the most aggressive glioma subtype and – despite the recent advances in therapy regimens and patient care – median survival remains between 12 and 14 months after diagnosis, and the treatment is basically palliative. The development of GBM therapy is a difficult task, given that GBM possesses high levels of genomic instability, which consequently promotes the formation of a variety of highly proliferative, invasive and chemoresistant cell phenotypes. Such a genomic instability in tumors potentially impact the “stoichiometric” balance between functionally related proteins, mostly due to changes in transcriptional activity with these entities. Analyzing protein relations under a protein interaction network perspective allow studying the informational flux probability between linked proteins. It means that linked proteins with positive correlation are more prone to information flux than negatively correlated links. The local network entropy is an index which measures the “disorder” of the informational flux between a protein and its neighbors. Increased local network entropy was recently shown as a systemic hallmark of diverse tumors. However, to best of our knowledge, there are no studies investigating the significance of local network entropy changes in brain tumors thus far. We believe that understanding the network informational flux, and the biological processes affect in this context, can bring new insights on the pathobiology and drugable pathways in GBM. In this study, we aimed to investigate; i) whether the local network entropy of GBM differs from normal brain tissues; ii) which genes displayed increases in entropy and what biological pathways or processes they are involved in; iii) if the identified biological processes/pathways carry differentially expressed genes and; iv) whether some of the differentially expressed belonging to highly entropic pathways are correlated with GBM patients survival. In view of such a aims, our results showed that: i) GBMs showed a significant increase in local network entropy values when compared to non-tumor brain tissues; ii) genes with high entropy played a role in 28 biological processes potentially related to GBM physiopathology; iii) Several genes with the identified pathways were found overexpressed or down-regulated in tumor versus normal brain tissues and; iv) amidst them, the expressions of PAK6, PLCB1, MAPK8, CDK6 e MYD88 predicted better prognosis, while overexpression of two Calcium/Calmodulin Kinase isoforms (CAMK2A e CAMK2B) were correlated to poor prognosis; an effect only observed in patients younger (<50 years-old) at the age of diagnosis. In summary, this study shows that local network entropy in combination with pathway enrichment analysis are a useful strategy to improve our knowledge on the biological alterations as well as genes relevant to prognosis in GBM under a systems biology perspective.