Approximately 45% of men will develop cancer during their lifetime; some of which will be of reproductive age (Canadian Cancer Society, 2008). Current advances in treatment regimens such as radiotherapy have significantly lowered cancer-related mortality rates; however, one major quality-of-life issue in cancer survivors is the ability to produce healthy offspring. Exposure to ionizing radiation (IR) leads to genomic instability in the germline, and further to transgeneration genome instability in unexposed offspring of preconceptionally exposed parents. The results presented in this thesis define, in part, the molecular consequences of direct and indirect irradiation for the male germline. Direct exposure results in a significant accumulation of DNA damage, altered levels of global DNA methylation and microRNAome dysregulation of testis tissue. Localized cranial irradiation results in a significant accumulation of unrepaired DNA lesions and loss of global DNA methylation in the rodent (rat) germline. Biological consequences of the changes observed are discussed. / xii, 121 leaves : ill. ; 29 cm.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

In der vorliegenden Arbeit wurde die Wirkung von Valproinsäure (VPA) auf Keimzelltumoren des Hodens in vivo und in vitro untersucht. Keimzelltumoren des Hodens (TGCT) sind die häufigsten soliden malignen Tumoren des Mannes zwischen dem 15. und 34. Lebensjahr. Nach therapeutischen und histogenetischen Kriterien werden die TGCT in Seminome und Nicht-Seminome unterteilt. VPA gilt seit 2001 als weiterer Wirkstoff der Gruppe der Histondeacetylaseinhibitoren die über die Wirkung auf die Chromatinstruktur und epi-gentische Modifikation unterschiedliche Effekte in den Zellen erzielen können. VPA führt in unterschiedlichen malignen Tumoren zu einer Proliferationshemmung, Apoptoseinduktion und kann den Differenzierungsgrad in Tumorzellen beeinflussen. Im In-vivo-Mausmodell konnte gezeigt werden, dass VPA eine antitumoröse Potenz auch auf TGCT besitzt. Es zeigte sich in vitro eine Proliferationshemmung und Apoptoseinduktion sowie eine Differen-zierungsinduktion unter VPA-Behandlung. Konkordant zu anderen Tumor konnte eine verstärkte Histonacetylierung unter VPA gezeigt werden. In einer Mikroarray-expressionsanalyse zeigten sich für die Zelllinie TCam-2 als Modell eines seminomatösen Keimzelltumors eine differentielle Expression von 1810 Genen unter VPA-Behandlung und eine differentielle Expression von 1061 Genen für die Zelllinie NTERA-2 als Modell eines embryonalen Karzinoms (Nicht-Seminom). Hierunter fanden sich eine Reihe von differentiell exprimierten Kandidatengenen, deren Regulation Einfluss auf die o.g. Proliferations-hemmung und Apoptoseinduktion haben können. In beiden Zelllinien wurde das Stammzell-genmuster durch Behandlung mit VPA verändert und vermehrt Differenzierungsmarker exprimiert. Insbesondere supprimierte VPA die Expression von NANOG, OCT3/4 in beiden Zelllinien und in der Nicht-seminomatösen Zelllinie NTERA-2 zusätzlich SOX2 als Schlüsselgene zur Erhaltung der Pluripotenz. Beides konnte mittels Mikroarray und q-RT-PCR gezeigt werden.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Wirkung von Valproinsäure (VPA) auf Keimzelltumoren des Hodens in vivo und in vitro untersucht. Keimzelltumoren des Hodens (TGCT) sind die häufigsten soliden malignen Tumoren des Mannes zwischen dem 15. und 34. Lebensjahr. Nach therapeutischen und histogenetischen Kriterien werden die TGCT in Seminome und Nicht-Seminome unterteilt. VPA gilt seit 2001 als weiterer Wirkstoff der Gruppe der Histondeacetylaseinhibitoren die über die Wirkung auf die Chromatinstruktur und epi-gentische Modifikation unterschiedliche Effekte in den Zellen erzielen können. VPA führt in unterschiedlichen malignen Tumoren zu einer Proliferationshemmung, Apoptoseinduktion und kann den Differenzierungsgrad in Tumorzellen beeinflussen. Im In-vivo-Mausmodell konnte gezeigt werden, dass VPA eine antitumoröse Potenz auch auf TGCT besitzt. Es zeigte sich in vitro eine Proliferationshemmung und Apoptoseinduktion sowie eine Differen-zierungsinduktion unter VPA-Behandlung. Konkordant zu anderen Tumor konnte eine verstärkte Histonacetylierung unter VPA gezeigt werden. In einer Mikroarray-expressionsanalyse zeigten sich für die Zelllinie TCam-2 als Modell eines seminomatösen Keimzelltumors eine differentielle Expression von 1810 Genen unter VPA-Behandlung und eine differentielle Expression von 1061 Genen für die Zelllinie NTERA-2 als Modell eines embryonalen Karzinoms (Nicht-Seminom). Hierunter fanden sich eine Reihe von differentiell exprimierten Kandidatengenen, deren Regulation Einfluss auf die o.g. Proliferations-hemmung und Apoptoseinduktion haben können. In beiden Zelllinien wurde das Stammzell-genmuster durch Behandlung mit VPA verändert und vermehrt Differenzierungsmarker exprimiert. Insbesondere supprimierte VPA die Expression von NANOG, OCT3/4 in beiden Zelllinien und in der Nicht-seminomatösen Zelllinie NTERA-2 zusätzlich SOX2 als Schlüsselgene zur Erhaltung der Pluripotenz. Beides konnte mittels Mikroarray und q-RT-PCR gezeigt werden.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Wirkung von Valproinsäure (VPA) auf Keimzelltumoren des Hodens in vivo und in vitro untersucht. Keimzelltumoren des Hodens (TGCT) sind die häufigsten soliden malignen Tumoren des Mannes zwischen dem 15. und 34. Lebensjahr. Nach therapeutischen und histogenetischen Kriterien werden die TGCT in Seminome und Nicht-Seminome unterteilt. VPA gilt seit 2001 als weiterer Wirkstoff der Gruppe der Histondeacetylaseinhibitoren die über die Wirkung auf die Chromatinstruktur und epi-gentische Modifikation unterschiedliche Effekte in den Zellen erzielen können. VPA führt in unterschiedlichen malignen Tumoren zu einer Proliferationshemmung, Apoptoseinduktion und kann den Differenzierungsgrad in Tumorzellen beeinflussen. Im In-vivo-Mausmodell konnte gezeigt werden, dass VPA eine antitumoröse Potenz auch auf TGCT besitzt. Es zeigte sich in vitro eine Proliferationshemmung und Apoptoseinduktion sowie eine Differen-zierungsinduktion unter VPA-Behandlung. Konkordant zu anderen Tumor konnte eine verstärkte Histonacetylierung unter VPA gezeigt werden. In einer Mikroarray-expressionsanalyse zeigten sich für die Zelllinie TCam-2 als Modell eines seminomatösen Keimzelltumors eine differentielle Expression von 1810 Genen unter VPA-Behandlung und eine differentielle Expression von 1061 Genen für die Zelllinie NTERA-2 als Modell eines embryonalen Karzinoms (Nicht-Seminom). Hierunter fanden sich eine Reihe von differentiell exprimierten Kandidatengenen, deren Regulation Einfluss auf die o.g. Proliferations-hemmung und Apoptoseinduktion haben können. In beiden Zelllinien wurde das Stammzell-genmuster durch Behandlung mit VPA verändert und vermehrt Differenzierungsmarker exprimiert. Insbesondere supprimierte VPA die Expression von NANOG, OCT3/4 in beiden Zelllinien und in der Nicht-seminomatösen Zelllinie NTERA-2 zusätzlich SOX2 als Schlüsselgene zur Erhaltung der Pluripotenz. Beides konnte mittels Mikroarray und q-RT-PCR gezeigt werden.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Wirkung von Valproinsäure (VPA) auf Keimzelltumoren des Hodens in vivo und in vitro untersucht. Keimzelltumoren des Hodens (TGCT) sind die häufigsten soliden malignen Tumoren des Mannes zwischen dem 15. und 34. Lebensjahr. Nach therapeutischen und histogenetischen Kriterien werden die TGCT in Seminome und Nicht-Seminome unterteilt. VPA gilt seit 2001 als weiterer Wirkstoff der Gruppe der Histondeacetylaseinhibitoren die über die Wirkung auf die Chromatinstruktur und epi-gentische Modifikation unterschiedliche Effekte in den Zellen erzielen können. VPA führt in unterschiedlichen malignen Tumoren zu einer Proliferationshemmung, Apoptoseinduktion und kann den Differenzierungsgrad in Tumorzellen beeinflussen. Im In-vivo-Mausmodell konnte gezeigt werden, dass VPA eine antitumoröse Potenz auch auf TGCT besitzt. Es zeigte sich in vitro eine Proliferationshemmung und Apoptoseinduktion sowie eine Differen-zierungsinduktion unter VPA-Behandlung. Konkordant zu anderen Tumor konnte eine verstärkte Histonacetylierung unter VPA gezeigt werden. In einer Mikroarray-expressionsanalyse zeigten sich für die Zelllinie TCam-2 als Modell eines seminomatösen Keimzelltumors eine differentielle Expression von 1810 Genen unter VPA-Behandlung und eine differentielle Expression von 1061 Genen für die Zelllinie NTERA-2 als Modell eines embryonalen Karzinoms (Nicht-Seminom). Hierunter fanden sich eine Reihe von differentiell exprimierten Kandidatengenen, deren Regulation Einfluss auf die o.g. Proliferations-hemmung und Apoptoseinduktion haben können. In beiden Zelllinien wurde das Stammzell-genmuster durch Behandlung mit VPA verändert und vermehrt Differenzierungsmarker exprimiert. Insbesondere supprimierte VPA die Expression von NANOG, OCT3/4 in beiden Zelllinien und in der Nicht-seminomatösen Zelllinie NTERA-2 zusätzlich SOX2 als Schlüsselgene zur Erhaltung der Pluripotenz. Beides konnte mittels Mikroarray und q-RT-PCR gezeigt werden.

Two fundamental problems of developmental biology are the understanding of cell fate specification, and the integration of broader environmental contexts into developmental programs. While cell fate specification is largely achieved by differential gene expression programs, environmental integration relies on cellular receptors. A predominant mechanism to mediate both processes utilizes nuclear hormone receptors (NHRs). However, it remains unclear how diverse the NHR’s modes of action are in regulating gene expression. This thesis utilizes the development of the C. elegans germ line as a model system to study a novel link that integrates cell fate specification and the nutritional environment. In C. elegans, germ cell fate specification is chiefly controlled by posttranscriptional mechanisms. Furthermore, overall germline development is influenced by the animal’s nutritional status. However, it remains unknown whether germline posttranscriptional control mechanisms and germ cell fate decisions are linked to nutrition, and if so, how this link may operate in molecular terms. This thesis reports the characterization of the nuclear hormone receptor nhr-114 and its crucial functions for germline development and fertility. Depending on the tissue of expression, nhr-114 regulates overall germline organization, germ cell proliferation and oogenesis. Importantly, all aspects of nhr-114 function are linked to diet. Feeding nhr-114 mutants with a specific E. coli strain, or a tryptophan-supplemented diet significantly reduces germline development defects and sterility. Based on mutant analysis, nhr-114 was found to have overlapping functions with gld-4 cytoplasmic poly(A) polymerase (cytoPAP). This thesis provides evidence that nhr-114 may function in germ cells in a posttranscriptional manner linked to gld-4 cytoPAP. Further evidence shows that NHR-114 interacts with GLD-4 cytoPAP. Together these findings suggest that NHR-114 may control gene expression by transcriptional and posttranscriptional mechanisms in a tissue-specific manner. This thesis proposes that NHR-114 ensures the input of tryptophan to allow germline development; and that this function integrates nutritional information into the germline gene expression programs according to the environment of the worm. Therefore, NHR-114 potentially provides a direct molecular link to how a developmental program is coordinated with the nutritional status of an animal.

The antibody class switch is achieved by DNA recombination between the sequences called switch (S) regions located 5' to immunoglobulin (Ig) heavy chain constant (CH) region genes. This process can be induced in cultured B cells by polyclonal stimulation and switching can be directed to specific antibody classes by certain lymphokines. These stimuli may regulate the accessibility of CH genes and their S regions to a recombinase as indicated by hypomethylation and transcriptional activity. For example, RNAs transcribed from specific unrearranged (germ-line) CH genes are induced prior to switching under conditions that promote subsequent switching to these same CH genes. The function of transcription of these germ-line CH genes is unknown. How stimuli regulate the accessibility of CHgenes is also unclear. I report in this dissertation the structure of the RNA transcribed from the unrearranged Cγ1 gene in mouse spleen cells treated with LPS plus a HeLa cell supernatant containing recombinant interleukin 4 (rIL-4). I will also show that an 150-bp region upstream of the first initiation site of germ-line γ1 RNA contains promoter and enhancer elements responsible for basal level expression and inducibility by phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) and synergy with IL-4 in an IgM+ B cell line, L10A6.2, and an IgG2a+B cell line, A20.3. The germ-line γ1 RNA is initiated at multiple start sites 5' to the tandem repeats of the γ1 switch (Sγ1) region. As is true for analogous RNAs transcribed from other unrearranged genes, the germ-line γ1 RNA has an I exon transcribed from the region 5' to the Sγ1 region.. The Iγ1 exon is spliced at a unique site to the Cγ1 gene. The germ-line γ1 RNA has an open-reading frame (ORF) that potentially encodes a small protein 48 amino acids in length. Elements located within the 150 bp region 5' to the first initiation site of germ-line γ1 RNA are necessary and sufficient to confer inducibility by PMA and synergy with IL-4 to a minimal thymidine kinase (TK) promoter in L10A6.2 cells but are not sufficient to confer this inducibility in A20.3 cells. Linker-scanning mutations demonstrated that these multiple elements function in a mutually dependent manner as indicated by the fact that mutation of any single element will decrease constitutive expression and inducibility by PMA and PMA plus IL-4. This 150-bp region contains several consensus sequences that bind to known or putative transcription factors, including a C/EBP binding site/IL-4 response element (in the promoter for Ia Aαkgene), four CACCC boxes, a PU box, a TGFβ inhibitory element (TIE), an interferon-αβ response element (αβIRE), and an AP-3 site. My results begin to provide a description of the mechanism of regulation of the accessibility of unrearranged germ-line Sγ1-Cγ1 gene. By activating the germ-line γ1 promoter, IL-4 induces transcription of germ-line γ1 RNA, thereby inducing accessibility of the Sγ1-Cγ1 gene. By inhibiting expression of the germ-line γ1 promoter, IFNγ and TGFβ down-regulate transcription of germ-line γ1 RNA, thus reducing the accessibility of the Sγ1-Cγ1 gene. My results also suggest that signaling via the antigen receptor on B cells may be involved in induction of switch to IgG1. Furthermore, this is the first case reported in which multiple functionally interdependent elements are needed to respond to PMA.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:26:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:26:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Na região de Suzano, uma grande quantidade de resíduos industriais e domésticos é despejada no Rio Tietê. Essa região merece atenção especial devido a sua proximidade com a nascente do rio. O tratamento biológico de efluentes é realizado pela ETE Suzano (Estação de Tratamento de Esgotos de Suzano) da SABESP (Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo). O objetivo do trabalho foi avaliar o potencial impacto de efluentes lançados no Rio Tietê por meio da análise de toxicidade aguda e da mutagenicidade em caramujos de água doce Biomphalaria glabrata. Ensaios de toxicidade aguda foram realizados em espécimes adultos e embriões nos estádios de blástula, gástrula, trocófora e véliger. Os resultados obtidos no ensaio de toxicidade aguda foram utilizados para determinar a faixa de concentração para o teste do letal dominante, que foi empregado para a detecção de mutações em células germinativas. Caramujos selvagens adultos, após o final da exposição nas soluções, foram cruzados com albinos não expostos em diferentes intervalos para avaliar os efeitos nas células germinativas em diferentes estágios da espermatogênese – 10, 17, 24, 31, 38, 45, 52 e 59 dias, para isso foram analisadas as progênies heterozigotas dos albinos quanto à freqüência de malformações. As amostras foram coletadas e transportadas pela SABESP. Os seguintes pontos foram escolhidos: P0 - Barragem Ponte Nova, P1 – 200 metros a montante da estação, P2 – o afluente da estação, P3 – o efluente tratado da estação antes do lançamento no rio e P4 – 200 metros após o lançamento do efluente no rio. Foram realizadas quatro amostragens: duas campanhas no inverno (C1 – agosto de 2006 e C3 – agosto de 2007) e duas no verão (C2 – fevereiro de 2007 e C4 – março de 2008). Nas amostras de agosto de 2006 e agosto de 2007, o afluente foi tóxico para os embriões e adultos. Os resultados foram semelhantes, com valores de CL50 de 43,04%, 41,56%, 57,16% e 60,06% para os embriões nos estádios de blástula, gástrula, trocófora e véliger, respectivamente, e 100% para caramujos adultos na primeira amostra e 48,24%, 43,71%, 55,43% e 62,64% para os embriões nos estádios de 8 blástula, gástrula, trocófora e véliger, respectivamente, e 84,16% para caramujos adultos, em agosto de 2007. A amostra de fevereiro de 2007 foi tóxica apenas para caramujos adultos, com valor de CL50 de 41,25% e a amostra de março de 2008 não foi tóxica para os caramujos adultos e embriões. Em todas as amostragens, após a descarga no rio, os efluentes tratados não foram tóxicos para adultos e embriões de B. glabrata. Não houve mutagenicidade em todas as amostras. Neste trabalho, o potencial impacto de descargas de efluentes ao biota do Rio Tietê foi observado. Foram realizadas comparações entre os ensaios normatizados de toxicidade aguda com Daphnia similis e os ensaios de toxicidade aguda com B. glabrata. Os resultados mostraram que houve resposta similar entre B. glabrata e D. similis. As novas metodologias propostas para o monitoramento da qualidade das águas: o ensaio de toxicidade aguda em adultos e embriões e o teste do letal dominante em Biomphalaria glabrata para a avaliação da mutagenicidade in vivo – mostraram ser eficientes na avaliação de amostras de água e podem ser integrados na bateria de testes já validados e empregados para o controle de poluição ambiental. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP