O Vírus Respiratório Sincicial Humano é um vírus envelopado de RNA negativo e considerado o patógeno mais importante do trato respiratório de bebês e crianças. As proteínas virais N e P foram expressas em bactérias, purificadas e usadas para a produção de anticorpos policlonais em camundongos. Estudos in silico permitiram a predição de regiões desordenadas da proteína P, as quais foram identificadas por espectrometria de massa como regiões hiper sensíveis a proteases. A otimização dos genes N e P permitiu uma forte e eficiente expressão das proteínas N e P em células humanas. Vacinas de DNA contendo os genes otimizados foram testadas em camundongos e geraram forte resposta imune humoral. As proteínas N e P expressas em células humanas foram imunoprecipitadas e analisadas quanto a interações com proteínas celulares, identificadas por espectrometria de massa. A proteína P mostrou ser capaz de interagir com a HSP70. Por fim, um sistema Minigenoma alternativo, usando o promotor da RNA polimerase II, foi construído para o HRSV mas pouca ou nula atividade foi detectada. / The Human Respiratory Syncytial Virus is a single stranded negative RNA enveloped virus and it is considered the most important pathogen of the respiratory tract of infants and neonates. The viral N and P proteins were expressed in bacteria, purified and used for the production of polyclonal antibodies in mice. In silico studies allowed the prediction of intrinsically disordered domains for P protein, which were identified by mass spectrometry as protease hyper sensible regions. The optimization of N and P genes allowed a robust expression of the N and P proteins in human cells. DNA vaccines containing the optimized genes were tested in mice and generated strong humoral imune response. The N and P proteins expressed in human cells were immunoprecipitated and their interactions with cellular proteins were identified by mass spectrometry. The P protein was able to interact with the HSP70 protein. Finally, an alternative Minigenome system, using an RNA polymerase II promoter, was developed for HRSV but low or no activity was detected.

A partir do sequenciamento do genoma da bactéria Xylella fastidiosa, agente causal da clorose variegada dos citros (CVC), estudos sobre os mecanismos de patogenicidade expressos durante a doença foram iniciados em projetos de genômica funcional, com o objetivo de confirmar a função das sequências gênicas identificadas no projeto Genoma de X. fastidiosa. Dentre esses mecanismos destacam-se as enzimas envolvidas no processo de ataque da bactéria. O presente trabalho teve como alvo de estudo a seqüência gênica denominada Xf-0818, clonada em Escherichia coli através da inserção em plasmídeo pET 28b(+), que presumivelmente codifica uma celulase de cerca de 60 kDa, possivelmente envolvida na degradação de fibras de celulose presentes nas membranas dos vasos pontuados do xilema de plantas de citros. A degradação desta membrana permitiria a movimentação de células bacterianas entre os vasos do xilema, o que é determinante para o desenvolvimento dos sintomas da CVC. A proteína foi superexpressada em E. coli por meio de indução com lactose e purificada através de ultrafiltração associada à cromatografia de afinidade a metal. A enzima apresentou alta atividade sobre a celulose carboximetilada 1%, avaliada através da quantificação de açúcares redutores. A obtenção de anticorpos foi realizada mediante injeção da enzima purificada em camundongos, os quais foram avaliados através de ELISA. A atividade da enzima sobre celulose carboximetilada foi reduzida após prévia incubação com os anticorpos. Esses anticorpos representam uma poderosa ferramenta em pesquisas visando à identificação das condições que favoreçam a expressão desta enzima "in vivo". A presença de partículas de ouro coloidal em seções de tecido provenientes de plantas infectadas com X. fastidiosa indica a atuação da celulase durante a infecção, porém fazse necessária a confirmação do papel da proteína Xf-0818, através de novas análises com imunolocalização, além de estudos utilizando linhagens mutantes de X. fastidiosa para o gene que codifica esta celulase. / From the genome sequencing of the bacteria Xylella fastidiosa, the agent responsible for the citrus variegated chlorosis (CVC), studies on the pathogenicity mechanisms expressed during the occurrence of the disease were started in genomic function projects, aiming to confirm the function of the genic sequences identified in the project X. fastidiosa Genome. Among these mechanisms, the enzymes involved in the bacterium attaching process are highlighted. The present study had, as a goal, the orf denominated Xf-0818, cloned in Escherichia coli by means of the insertion into pET 28b(+) plasmid, which codifies a cellulase of a size nearly 60 kDa, possibly involved in the degradation of cellulose fibers present in the membranes of the xylem vessels of citrus plants. The degradation of this membrane would allow for the movement of bacterial cells among the xylem vessels, which would be important for the development of CVC symptoms. The enzyme was over expressed into E. coli by means of their induction using lactose and purified using ultra-filtration associated to metal affinity chromatography. The enzyme presented high activity over 1%-carboximethyl cellulose (CMC), which was evaluated through quantification of released reduced sugars. The antibodies were obtained by injection of the purified enzyme into mice, which were evaluated by using the ELISA. The enzyme activity over CMC was reduced after previous incubation with the antibodies. These antibodies represent a tool for the researches aiming the identification of conditions that favor the expression of this enzyme in vivo. The presence of gold particles on the citrus diseased tissue samples indicate the participation of this cellulase on the disease, but other studies using immunocytochemistry and mutants of X. fastidiosa are necessary to confirm this hypothesis.

A leptospirose é uma zoonose de importância mundial, e é causada por bactérias patogênicas do gênero Leptospira, pertencente à ordem Spirochaetales. Os seres humanos são hospedeiros acidentais e os surtos de leptospirose ocorrem em grandes centros urbanos após enchentes contaminadas por urina de ratos. Existem poucas informações a respeito de como Leptospira spp lida com situações de estresse induzidas pelo hospedeiro e pelo ambiente. O ferro é um íon essencial para a maioria dos seres vivos. A regulação de genes envolvidos por seu aporte e estoque na célula bacteriana é mediada por proteínas da família de reguladores transcricionais, Fur (ferric uptake regulator). L. interrogans sorovar Copenhageni possui quatro ortólogos para Fur, que foram alvo de estudo deste trabalho. A caracterização destes genes foi realizada através de estudos evolutivos, determinação do seu padrão de expressão em modelo animal e análise de modelagem estrutural. Durante o andamento do mestrado, ensaios paralelos revelaram resultados promissores na análise de expressão de genes relacionados ao sistema SOS, um mecanismo de resposta bacteriano a danos no material genético. Assim sendo, o estudo de caracterização de expressão em modelo animal suscetível e resistente à doença foi ampliado. Ensaios de qRT-PCR de cDNAs provenientes de pulmão, rim e fígado permitiram a identificação de dois genes que foram expressos quase que constitutivamente ao longo de toda a infecção em todos os órgãos e organismos estudados: fur979 e recA. Os demais foram requeridos em dias específicos da infecção. Quanto aos componentes do sistema SOS, observamos padrão de expressão específico para o rim, no quinto dia após a infecção. Para os estudos evolutivos de Fur foi gerada uma árvore filogenética que revelou o agrupamento de duas sequências da família Fur de Leptospira interrogans sorovar Copenhageni em ramos fechados com sequências muito similares a proteína Fur e Zur de Escherichia coli. Os outros dois ortólogos agruparam com as proteínas correspondentes nas demais espécies de Leptospira. Uma destas sequências apresentou padrão evolutivo específico dentre as espécies patogênicas. A modelagem da estrutura terciária, confirmou o padrão evolutivo obtido em nossa inferência filogenética. / Leptospirosis is a worldwide zoonosis caused by pathogenic bacteria from the genus Leptospira, order Spirochetales. Human beings are accidental hosts, and leptospirosis outbreaks occur in large urban centers after contact with contaminated waterby rodent urine. There are few informations concerning the mechanisms employed by Leptospira sppto deal with the stress induced by the host and the environment Iron is an essential ion to most of living beings. The regulation of genes involved in its uptake and maintenance in the bacterial cell is mediated by the transcriptional regulator family proteins, Fur (ferric uptake regulators). L. interrogans serovar Copenhageni possesses four orthologues for Fur, which were the focus of this work. The characterization of Leptospira Fur genes was done through evolutive studies, determination of their expression pattern on animal model and structural modeling analysis. In parallel, some experiments presented promising results for the expression analysis of genes related to the SOS system, a bacterial response mechanism to DNA damage. Therefore, the gene expression characterization on susceptible and resistant animal model was amplified. qRT-PCR experiments of cDNA from lung, kidney and liver allowed the identification of two genes expressed almost constitutively during the infection in all organs and organisms : fur979 and recA. The others were required in specific days of the infection. Curiously, the SOS system components showed specific expression pattern in the fifth day after inoculation, in kidney. For the Fur evolutive studies, a phylogenetic tree was inferred, revealing the clustering of two Fur family sequences from Leptospira interrogans serovar Copenhageni in closed branches with very similar sequences to Fur and Zur proteins from Escherichia coli. The other two orthologues clustered with corresponding proteins in the other Leptospira species. One of these sequences presented a specific evolutive pattern among pathogenic species. The tertiary structure modeling confirmed the evolutive pattern obtained in our phylogenetic inference.

Introdução: O sedentarismo e obesidade têm sido descritos como fatores de risco relevantes para o desenvolvimento de sintomas do trato urinário inferior (STUI). No presente estudo investigamos o papel da atividade física nas alterações vesicais funcionais e moleculares induzidas por dieta hiperlipídica em ratos. Material e método: Ratos machos Wistar com oito semanas de idade foram divididos aleatoriamente em quatro grupos: 1. atividade física (AF) e dieta padrão (DP); 2. AF e dieta rica em gorduras (DHL); 3. Sedentários (SED) com DP; 4. SED e DHL. Os ratos dos Grupos 1 e 2 foram submetidos a um protocolo de treinamento de natação por 10 semanas. Ao final do protocolo, realizamos estudo funcional vesical (urodinâmico) nos ratos anestesiados, e extraímos o tecido vesical para estudo molecular da via de sinalização da insulina (IRS1/IRS2/PI3K/AKT/eNOS) através do método de reação em cadeia da polimerase quantitativa em tempo real (qRT-PCR). Resultados: Após 10 semanas, os grupos 1 e 2 apresentaram respectivamente menor ganho de peso corporal quando comparados aos grupos 3 (213,89 vs 261,63 gramas, p=0,04) e 4 (209,84 vs 257,57 gramas, p=0,04), assim como menor peso da gordura epididimária quando comparados aos grupos 3 (14,06 vs 19,74 gramas, p=0,01) e 4 (15,26 vs 20,38, p=0,02). Na soma das intervenções (sedentarismo e dieta hiperlipidica), o grupo 4 apresentou maior nível de insulina sérica (6,05 vs 4,14 ng/ml, p=0,038) e índice HOMA-IR (1,95 vs 1,09, p=0,006) em comparação ao grupo 1, sugerindo padrão de resistencia à insulina. A análise urodinâmica, na comparação do grupo 4 vs grupo 1, demonstrou padrão de hiperatividade vesical naquele: maior numero de micções (13,6 vs 6,0, p=0,04), maior pressão pós miccional (8,06 vs 5,08 mmHg, p=0,04), menor capacidade (0,29 vs 0,91 ml, p=0,008) e complacência vesical (0,027 vs 0,091ml/mmHg, p=0,016). Quanto ao estudo molecular da via de sinalização da insulina no tecido vesical, o efeito da dieta hiperlipídica resultou em subexpressão de toda a via (IRS1, IRS2, PI3K, AKT e NOS3). Em contrapartida, o efeito da atividade física resultou em superexpressão da via, em especial quando comparamos ratos com ingesta de gordura (grupo 2 x 4), assim como na comparação dos grupos \"extremos\" (grupo 1 x 4). Conclusão: A exposição dos ratos a DHL resultou em subexpressão molecular da via de sinalização de insulina no tecido vesical, assim como a AF gerou superexpressão desta, em especial nos ratos expostos a DHL. A exposição dos animais a DHL em associação a hábitos sedentários resultou em obesidade, resistência à insulina e padrão sugestivo de hiperatividade vesical em comparação aos expostos a AF e DP / Introduction: Sedentary lifestyle and obesity have been described as relevant risk factors for the development of lower urinary tract symptoms. In the present study we investigate the role of physical activity in the functional and molecular bladder alterations resulting from obesity induced by hyperlipidic diet in rats. Material and methods: Wistar male rats at eight weeks of age were randomized into groups: 1. physical activity (AF) and standard diet (DP); 2. AF and high fat diet (DHL); 3. sedentary (SED) with DP; 4.SED and DHL. Group 1 and 2 rats were subjected to a 10-week swimming training protocol. Urodynamic study was performed and expression of genes in bladder tissue (IRS1 / IRS2 / PI3K / AKT / eNOS) was evaluated. Results: Results: Groups 1 and 2 presented lower body weight gain than groups 3 (213.89 vs 261.63 grams (g), p=0.04) and 4 (209.84 vs 257.57 g, p=0.04), respectively. Group 4 had higher insulin level (6.05±1.79 vs 4.14±1.14 ng/ml, p=0.038) and higher homeostasis model assessment of insulin resistance (HOMA-IR) index (1.95 vs 1.09, p=0.006) than group 1. Group 4 had greater number of micturitions (13.6 vs 6.0, p=0.04), higher post-void pressure (8.06 vs 5.08, p=0.04), lower capacity (0.29 vs 0.91 ml, p=0.008) and lower bladder compliance (0.027 vs 0.091 ml/mmHg, p=0.016) versus group 1. HFD resulted in underexpression throughout insulin signaling pathway. Physical activity resulted in overexpression of the pathway, especially in comparisons between the rats with fat intake (groups 2 and 4) and the extreme groups (groups 1 and 4). Conclusion: Exposure of rats to hyperlipidic diet in addition to a sedentary pattern resulted in obesity, insulin resistance, urodynamic pattern suggestive of bladder hyperactivity and molecular subexpression of the IRS2 / PI3K / AKT / eNOS pathway in comparison to rats exposed to physical activity and standard diet. Physical activity generated overexpression of this molecular pathway, especially in rats exposed to a hyperlipidic diet

Introdução: O sedentarismo e obesidade têm sido descritos como fatores de risco relevantes para o desenvolvimento de sintomas do trato urinário inferior (STUI). No presente estudo investigamos o papel da atividade física nas alterações vesicais funcionais e moleculares induzidas por dieta hiperlipídica em ratos. Material e método: Ratos machos Wistar com oito semanas de idade foram divididos aleatoriamente em quatro grupos: 1. atividade física (AF) e dieta padrão (DP); 2. AF e dieta rica em gorduras (DHL); 3. Sedentários (SED) com DP; 4. SED e DHL. Os ratos dos Grupos 1 e 2 foram submetidos a um protocolo de treinamento de natação por 10 semanas. Ao final do protocolo, realizamos estudo funcional vesical (urodinâmico) nos ratos anestesiados, e extraímos o tecido vesical para estudo molecular da via de sinalização da insulina (IRS1/IRS2/PI3K/AKT/eNOS) através do método de reação em cadeia da polimerase quantitativa em tempo real (qRT-PCR). Resultados: Após 10 semanas, os grupos 1 e 2 apresentaram respectivamente menor ganho de peso corporal quando comparados aos grupos 3 (213,89 vs 261,63 gramas, p=0,04) e 4 (209,84 vs 257,57 gramas, p=0,04), assim como menor peso da gordura epididimária quando comparados aos grupos 3 (14,06 vs 19,74 gramas, p=0,01) e 4 (15,26 vs 20,38, p=0,02). Na soma das intervenções (sedentarismo e dieta hiperlipidica), o grupo 4 apresentou maior nível de insulina sérica (6,05 vs 4,14 ng/ml, p=0,038) e índice HOMA-IR (1,95 vs 1,09, p=0,006) em comparação ao grupo 1, sugerindo padrão de resistencia à insulina. A análise urodinâmica, na comparação do grupo 4 vs grupo 1, demonstrou padrão de hiperatividade vesical naquele: maior numero de micções (13,6 vs 6,0, p=0,04), maior pressão pós miccional (8,06 vs 5,08 mmHg, p=0,04), menor capacidade (0,29 vs 0,91 ml, p=0,008) e complacência vesical (0,027 vs 0,091ml/mmHg, p=0,016). Quanto ao estudo molecular da via de sinalização da insulina no tecido vesical, o efeito da dieta hiperlipídica resultou em subexpressão de toda a via (IRS1, IRS2, PI3K, AKT e NOS3). Em contrapartida, o efeito da atividade física resultou em superexpressão da via, em especial quando comparamos ratos com ingesta de gordura (grupo 2 x 4), assim como na comparação dos grupos \"extremos\" (grupo 1 x 4). Conclusão: A exposição dos ratos a DHL resultou em subexpressão molecular da via de sinalização de insulina no tecido vesical, assim como a AF gerou superexpressão desta, em especial nos ratos expostos a DHL. A exposição dos animais a DHL em associação a hábitos sedentários resultou em obesidade, resistência à insulina e padrão sugestivo de hiperatividade vesical em comparação aos expostos a AF e DP / Introduction: Sedentary lifestyle and obesity have been described as relevant risk factors for the development of lower urinary tract symptoms. In the present study we investigate the role of physical activity in the functional and molecular bladder alterations resulting from obesity induced by hyperlipidic diet in rats. Material and methods: Wistar male rats at eight weeks of age were randomized into groups: 1. physical activity (AF) and standard diet (DP); 2. AF and high fat diet (DHL); 3. sedentary (SED) with DP; 4.SED and DHL. Group 1 and 2 rats were subjected to a 10-week swimming training protocol. Urodynamic study was performed and expression of genes in bladder tissue (IRS1 / IRS2 / PI3K / AKT / eNOS) was evaluated. Results: Results: Groups 1 and 2 presented lower body weight gain than groups 3 (213.89 vs 261.63 grams (g), p=0.04) and 4 (209.84 vs 257.57 g, p=0.04), respectively. Group 4 had higher insulin level (6.05±1.79 vs 4.14±1.14 ng/ml, p=0.038) and higher homeostasis model assessment of insulin resistance (HOMA-IR) index (1.95 vs 1.09, p=0.006) than group 1. Group 4 had greater number of micturitions (13.6 vs 6.0, p=0.04), higher post-void pressure (8.06 vs 5.08, p=0.04), lower capacity (0.29 vs 0.91 ml, p=0.008) and lower bladder compliance (0.027 vs 0.091 ml/mmHg, p=0.016) versus group 1. HFD resulted in underexpression throughout insulin signaling pathway. Physical activity resulted in overexpression of the pathway, especially in comparisons between the rats with fat intake (groups 2 and 4) and the extreme groups (groups 1 and 4). Conclusion: Exposure of rats to hyperlipidic diet in addition to a sedentary pattern resulted in obesity, insulin resistance, urodynamic pattern suggestive of bladder hyperactivity and molecular subexpression of the IRS2 / PI3K / AKT / eNOS pathway in comparison to rats exposed to physical activity and standard diet. Physical activity generated overexpression of this molecular pathway, especially in rats exposed to a hyperlipidic diet

A partir do sequenciamento do genoma da bactéria Xylella fastidiosa, agente causal da clorose variegada dos citros (CVC), estudos sobre os mecanismos de patogenicidade expressos durante a doença foram iniciados em projetos de genômica funcional, com o objetivo de confirmar a função das sequências gênicas identificadas no projeto Genoma de X. fastidiosa. Dentre esses mecanismos destacam-se as enzimas envolvidas no processo de ataque da bactéria. O presente trabalho teve como alvo de estudo a seqüência gênica denominada Xf-0818, clonada em Escherichia coli através da inserção em plasmídeo pET 28b(+), que presumivelmente codifica uma celulase de cerca de 60 kDa, possivelmente envolvida na degradação de fibras de celulose presentes nas membranas dos vasos pontuados do xilema de plantas de citros. A degradação desta membrana permitiria a movimentação de células bacterianas entre os vasos do xilema, o que é determinante para o desenvolvimento dos sintomas da CVC. A proteína foi superexpressada em E. coli por meio de indução com lactose e purificada através de ultrafiltração associada à cromatografia de afinidade a metal. A enzima apresentou alta atividade sobre a celulose carboximetilada 1%, avaliada através da quantificação de açúcares redutores. A obtenção de anticorpos foi realizada mediante injeção da enzima purificada em camundongos, os quais foram avaliados através de ELISA. A atividade da enzima sobre celulose carboximetilada foi reduzida após prévia incubação com os anticorpos. Esses anticorpos representam uma poderosa ferramenta em pesquisas visando à identificação das condições que favoreçam a expressão desta enzima “in vivo”. A presença de partículas de ouro coloidal em seções de tecido provenientes de plantas infectadas com X. fastidiosa indica a atuação da celulase durante a infecção, porém fazse necessária a confirmação do papel da proteína Xf-0818, através de novas análises com imunolocalização, além de estudos utilizando linhagens mutantes de X. fastidiosa para o gene que codifica esta celulase. / From the genome sequencing of the bacteria Xylella fastidiosa, the agent responsible for the citrus variegated chlorosis (CVC), studies on the pathogenicity mechanisms expressed during the occurrence of the disease were started in genomic function projects, aiming to confirm the function of the genic sequences identified in the project X. fastidiosa Genome. Among these mechanisms, the enzymes involved in the bacterium attaching process are highlighted. The present study had, as a goal, the orf denominated Xf-0818, cloned in Escherichia coli by means of the insertion into pET 28b(+) plasmid, which codifies a cellulase of a size nearly 60 kDa, possibly involved in the degradation of cellulose fibers present in the membranes of the xylem vessels of citrus plants. The degradation of this membrane would allow for the movement of bacterial cells among the xylem vessels, which would be important for the development of CVC symptoms. The enzyme was over expressed into E. coli by means of their induction using lactose and purified using ultra-filtration associated to metal affinity chromatography. The enzyme presented high activity over 1%-carboximethyl cellulose (CMC), which was evaluated through quantification of released reduced sugars. The antibodies were obtained by injection of the purified enzyme into mice, which were evaluated by using the ELISA. The enzyme activity over CMC was reduced after previous incubation with the antibodies. These antibodies represent a tool for the researches aiming the identification of conditions that favor the expression of this enzyme in vivo. The presence of gold particles on the citrus diseased tissue samples indicate the participation of this cellulase on the disease, but other studies using immunocytochemistry and mutants of X. fastidiosa are necessary to confirm this hypothesis.

Mycobacterium ulcerans (MU), agent causatif de l'ulcère de Buruli (UB), une maladie infectieuse humaine émergente, est associé aux milieux aquatiques tropicaux, et en particulier ceux modifiés par les activités humaines. L’écologie de cette mycobactérie est encore peu informée, et des interrogations demeurent sur son cycle de transmission au sein des écosystèmes et à l’humain. La tendance observée aujourd’hui en recherche est de montrer l’existence d’une multitude de taxa porteurs du bacille au sein des écosystèmes aquatiques mais aussi terrestres, laissant donc imaginer qu’un ou quelques facteurs en commun puissent expliquer sa présence et son développement. Dans ce contexte, nous avons développé des approches expérimentales au laboratoire pour analyser les effets de paramètres environnementaux, sélectionnés comme être importants dans la définition de la niche écologique de MU, sur le maintien et le développement des populations bactériennes. En tenant compte de gammes de valeurs rencontrées dans des régions endémiques et non endémiques, où sévit, nous avons testé dans un premier temps l'effet de deux polysaccharides très largement présents dans les écosystèmes naturels (la chitine et l’amidon) ainsi que cinq composants chimiques (le fer, le calcium, le zinc, le phosphate et le sulfate), représentant des nutriments indispensables pour les bactéries, sur la croissance de MU. Notre travail montre que la chitine augmente de manière très significative la croissance de MU. A l’inverse, la présence d’amidon ne favorise pas son développement. Le calcium est le seul élément chimique à contribuer à l’augmentation de quantité de cellules de MU avec le temps, mais ce paramètre reste toutefois très marginal. L’absence d’effet joué par le fer, le zinc, le sulfate et le phosphate sur la croissance in vitro de MU tend à indiquer que les valeurs utilisées dans nos expériences correspondent à des valeurs limites pour expliquer la distribution géographique de MU dans les écosystèmes aquatiques tropicaux. Dans un deuxième temps, eu égard au peu d‘informations existant concernant le rôle joué par le pH sur la présence et le développement de MU, nous avons reproduit des environnements pour étudier la croissance de MU en fonction de différentes valeurs de pH rencontrées dans des régions du Cameroun et de Guyane française où la mycobactérie peut être présente ou absente. Nos résultats montrent que le pH présente un effet significatif sur la dynamique de croissance de MU avec un effet plus marqué pour des valeurs de pH proches de 6,0. De plus, il existe une forte interaction entre pH et chitine puisque pour des mêmes valeurs de pH, la croissance bactérienne est 10 fois plus importante en présence de milieu avec chitine. Ces résultats suggèrent aussi que des pH trop acides, inférieurs à 5,0, sont défavorables à la croissance de la mycobactérie.Finalement, nous nous sommes intéressés à l’expression génique de différents isolats de MU générés à partir de différents environnements expérimentaux. Pour ce faire, et en nous servant d’une nouvelle approche de séquençage des ARN, nous avons étudié l’expression de MU dans différents environnements ; Nous nous sommes notamment intéressés à l’expression des gènes impliqués dans les voies métaboliques de production de la mycolactone, le peptide responsable des ulcérations chez l’humain. Des contextes environnementaux spécifiques pourraient conduire à une sur-expression de toxine peptidique traduisant ainsi une écologie et une épidémiologie (micro-)contexte-dépendant ayant des incidences pathologiques et cliniques très particulières.Dans leur ensemble, nos résultats participent à une recherche permettant de mieux comprendre les paramètres clés de la niche écologique de M. ulcerans et au-delà contribue à l’identification des écosystèmes aquatiques favorables, ou non, au maintien et au développement de cette mycobactérie responsable de l’ulcère de Buruli. / Mycobacterium ulcerans (MU), the causative agent of Buruli ulcer (BU), an emerging human infectious disease, is associated with tropical aquatic environments, particularly those modified by human activities. The ecology of this mycobacterium is still poorly understood, and questions remain about its transmission cycle within ecosystems and from nature to humans. Nowadays the research orientation is to show the existence of a multitude of host taxa carrying the bacillus in both aquatic and riparian ecosystems. Thus, it is likely to think that one or a few common factors might contribute and explain the presence and development of this bacillus across distinct localities and regions.In this context, we have developed experimental approaches in the laboratory to analyze the effects of several environmental parameters, selected as being important in the definition of the MU ecological niche and in its growth and persistence in natural ecosystems. Considering ranges of values encountered in endemic and non-endemic regions where BU occurs, we first tested the effect on MU growth of two polysaccharides widely present in nature (chitin and starch) and five chemical components (iron, calcium, zinc, phosphate and sulfate) representing essential nutrients for bacteria. Our work shows that chitin increases significantly the growth of MU. Conversely, the presence of starch does not favor its development with time. Calcium is the only chemical element contributing to increase MU cell number over time, but this effect remains very marginal. The lack of effect exerted by iron, zinc, sulfate and phosphate on the in vitro growth of MU suggests that values used in our experiments correspond to the limit values to explain the geographical distribution of MU in tropical aquatic ecosystems.Secondly, given the few existing information about the role of pH on the presence and development of MU in natural settings, we have reproduced in the lab some environments to study the growth of MU depending on different pH values encountered in regions of Cameroon and French Guiana where the mycobacterium can be present or absent. Our results show that pH has a significant effect on MU growth with a greater effect at pH values close to 6.0. In addition, there is a strong interaction between pH and chitin as to the same pH bacterial growth is 10 times greater in the presence of medium with chitin. These results also suggest that pH too acidic, lower than 5.0 are unfavorable for MU growth.Finally, we looked at gene expression of different MU cultures from different experimental frameworks. Here, and by making use of a new RNA sequencing approach, we studied the genetic expression of MU in differents environments. We are especially interested in the expression of genes implicated in the metabolic pathways of mycolactone production, the peptide toxin responsible of ulcerations in human. Specific environmental contexts could lead to an over-expression of these genes by MU populations, thus pinpointing the fact that MU ecology and epidemiology could be (micro-) context-dependent having some pathological and clinical implications. Taken together, our results participate in a research allowing to better understand the key parameters of the ecological niche of MU, and beyond helping to identify the aquatic ecosystems favorable or not to the maintenance and development of this mycobacterium responsible for Buruli ulcer.

A leptospirose é uma zoonose de importância mundial, e é causada por bactérias patogênicas do gênero Leptospira, pertencente à ordem Spirochaetales. Os seres humanos são hospedeiros acidentais e os surtos de leptospirose ocorrem em grandes centros urbanos após enchentes contaminadas por urina de ratos. Existem poucas informações a respeito de como Leptospira spp lida com situações de estresse induzidas pelo hospedeiro e pelo ambiente. O ferro é um íon essencial para a maioria dos seres vivos. A regulação de genes envolvidos por seu aporte e estoque na célula bacteriana é mediada por proteínas da família de reguladores transcricionais, Fur (ferric uptake regulator). L. interrogans sorovar Copenhageni possui quatro ortólogos para Fur, que foram alvo de estudo deste trabalho. A caracterização destes genes foi realizada através de estudos evolutivos, determinação do seu padrão de expressão em modelo animal e análise de modelagem estrutural. Durante o andamento do mestrado, ensaios paralelos revelaram resultados promissores na análise de expressão de genes relacionados ao sistema SOS, um mecanismo de resposta bacteriano a danos no material genético. Assim sendo, o estudo de caracterização de expressão em modelo animal suscetível e resistente à doença foi ampliado. Ensaios de qRT-PCR de cDNAs provenientes de pulmão, rim e fígado permitiram a identificação de dois genes que foram expressos quase que constitutivamente ao longo de toda a infecção em todos os órgãos e organismos estudados: fur979 e recA. Os demais foram requeridos em dias específicos da infecção. Quanto aos componentes do sistema SOS, observamos padrão de expressão específico para o rim, no quinto dia após a infecção. Para os estudos evolutivos de Fur foi gerada uma árvore filogenética que revelou o agrupamento de duas sequências da família Fur de Leptospira interrogans sorovar Copenhageni em ramos fechados com sequências muito similares a proteína Fur e Zur de Escherichia coli. Os outros dois ortólogos agruparam com as proteínas correspondentes nas demais espécies de Leptospira. Uma destas sequências apresentou padrão evolutivo específico dentre as espécies patogênicas. A modelagem da estrutura terciária, confirmou o padrão evolutivo obtido em nossa inferência filogenética. / Leptospirosis is a worldwide zoonosis caused by pathogenic bacteria from the genus Leptospira, order Spirochetales. Human beings are accidental hosts, and leptospirosis outbreaks occur in large urban centers after contact with contaminated waterby rodent urine. There are few informations concerning the mechanisms employed by Leptospira sppto deal with the stress induced by the host and the environment Iron is an essential ion to most of living beings. The regulation of genes involved in its uptake and maintenance in the bacterial cell is mediated by the transcriptional regulator family proteins, Fur (ferric uptake regulators). L. interrogans serovar Copenhageni possesses four orthologues for Fur, which were the focus of this work. The characterization of Leptospira Fur genes was done through evolutive studies, determination of their expression pattern on animal model and structural modeling analysis. In parallel, some experiments presented promising results for the expression analysis of genes related to the SOS system, a bacterial response mechanism to DNA damage. Therefore, the gene expression characterization on susceptible and resistant animal model was amplified. qRT-PCR experiments of cDNA from lung, kidney and liver allowed the identification of two genes expressed almost constitutively during the infection in all organs and organisms : fur979 and recA. The others were required in specific days of the infection. Curiously, the SOS system components showed specific expression pattern in the fifth day after inoculation, in kidney. For the Fur evolutive studies, a phylogenetic tree was inferred, revealing the clustering of two Fur family sequences from Leptospira interrogans serovar Copenhageni in closed branches with very similar sequences to Fur and Zur proteins from Escherichia coli. The other two orthologues clustered with corresponding proteins in the other Leptospira species. One of these sequences presented a specific evolutive pattern among pathogenic species. The tertiary structure modeling confirmed the evolutive pattern obtained in our phylogenetic inference.

Tesis por compendio / [ES] Actualmente, hay un progresivo interés por una dieta equilibrada y saludable, rica en frutas y verduras con un efecto positivo en la salud y, particularmente, con alto contenido en antioxidantes. Paralelamente existe una demanda, por parte del consumidor, de fruta de alta calidad que tenga un sabor equilibrado y que recuerde a las variedades tradicionales. Todo ello ha propiciado que los programas de mejora genética también tengan como objetivo la mejora de la calidad de la fruta, tanto en propiedades fisicoquímicas del fruto como de su perfil nutricional. Desde este punto de vista, el albaricoque es un fruto muy completo ya que es una fuente extraordinaria de fibra, vitaminas, compuestos fenólicos y ácidos orgánicos. Sus propiedades hacen posible su consumo tanto en fresco o como procesado, lo que es aprovechado por las industrias agroalimentaria, farmacéutica y cosmética para la elaboración de una amplia variedad de productos. En el Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA) se está llevando a cabo un programa de mejora para la obtención de nuevas variedades de albaricoquero que, además de solucionar factores que afectan directamente a la producción, como son la autocompatibilidad o resistencia a Sharka, también tiene por objetivo la mejora de la calidad de la fruta. Como primer paso en todo programa de mejora, en este trabajo se han identificado fuentes de variación entre la colección de accesiones del banco de germoplasma del IVIA, quedando detallada la composición del perfil para los principales azúcares, ácidos orgánicos, compuestos fenólicos y de vitamina C. Además, se ha identificado una mayor concentración de compuestos en la piel del fruto que en su pulpa, lo que hace de este tejido una fuente de compuestos de interés para la industria. Por otro lado, para un mejor conocimiento del control genético del metabolismo de azúcares, se estudió la expresión de los genes clave implicados en esta ruta (SUS, SPS y FK), relacionados con QTLs previamente descritos en materia de sólidos solubles. Además, también se reforzó el estudio con el correspondiente análisis filogenético entre diferentes especies, observándose el grado de conservación entre las mismas y confirmándose el alto grado de sintenia en el género Prunus. Con relación a los compuestos fenólicos, se ha analizado la expresión de genes implicados en puntos críticos de la ruta metabólica (DRF, PAL y FLS). Nuestros resultados revelaron que las variedades más rojizas se asocian a una mayor expresión de ParDFR y ParPAL2, así como también que las diferencias de expresión entre parálogos podría deberse a la presencia de un BOXCOREDLPAL, relacionado también con los genes implicados en la síntesis de antocianinas (ParDFR, ParFLS2 y ParPAL2). Paralelamente, también se estudió el efecto genético que ejerce sobre su descendencia la variedad 'Goldrich', uno de los principales genitores empleados en el programa de mejora para la introgresión de la resistencia a Sharka, concluyendo que favorece la concentración de neoclorogénico y clorogénico, así como en la expresión génica de ParPAL1. / [CA] Actualment, hi ha un progressiu interés per una dieta equilibrada i saludable, rica en fruites i verdures amb un efecte positiu en la salut i, particularment, amb alt contingut en antioxidants. Paral·lelament existeix una demanda, per part del consumidor, de fruita d'alta qualitat que tinga un sabor equilibrat i que recorde a les varietats tradicionals. Tot això, ha propiciat que els programes de millora genètica també tinguen com a objectiu la millora de la qualitat de la fruita, tant en propietats fisicoquímiques del fruit com del seu perfil nutricional. Des d'aquest punt de vista, l'albercoc és un fruit molt complet ja que és una font extraordinària de fibra, vitamines, compostos fenòlics i àcids orgànics. Les seues propietats fan possible el seu consum tant en fresc com processat, sent també aprofitat per les indústries agroalimentària, farmacèutica i cosmètica per a l'elaboració d'una àmplia varietat de productes. A l'Institut Valencià d'Investigacions Agràries (IVIA) s'està duent a terme un programa de millora per a l'obtenció de noves varietats d'albercoquer que, a més de solucionar factors que afecten directament la producció, com són l'autocompatibilitat o resistència a Sharka, també té per objectiu la millora de la qualitat de la fruita. Com a primer pas en qualsevol programa de millora, en aquest treball s'han identificat fonts de variació entre la col·lecció d'accessions del banc de germoplasma de l'IVIA, quedant detallada la composició del perfil per als principals sucres, àcids orgànics, compostos fenòlics i de vitamina C. A més, s'ha identificat una major concentració de compostos en la pell del fruit que en la seua polpa, convertint aquest teixit en una font de compostos d'interés per a la indústria. D'altra banda, per a un millor coneixement del control genètic del metabolisme de sucres, es va estudiar l'expressió dels gens clau implicats en aquesta ruta (SUS, SPS i FK), relacionats amb QTLs prèviament descrits en matèria de sòlids solubles. A més, també es va reforçar l'estudi amb la corresponent anàlisi filogenètica entre diferents espècies, observant-se el grau de conservació entre les mateixes i confirmant-se l'alt grau de sintenia al gènere Prunus. En relació amb els compostos fenòlics, s'ha analitzat l'expressió de gens implicats en punts crítics de la ruta metabòlica (DRF, PAL i FLS). Els nostres resultats van revelar que les varietats més vermelles s'associen a una major expressió de ParDFR i ParPAL2, així com també que les diferències d'expressió entre paràlogs podria deure's a la presència d'un BOXCOREDLPAL, relacionat també amb els gens implicats en la síntesi de antocianines (ParDFR, ParFLS2 i ParPAL2). Paral·lelament, també es va estudiar l'efecte genètic que exerceix sobre la seua descendència la varietat 'Goldrich', un dels principals genitors empleats al programa de millora per a la introgressió de la resistència a Sharka, concloent que afavoreix la concentració de neoclorogènic i clorogènic, així com en l'expressió gènica de ParPAL1. / [EN] Nowadays, there is a growing interest in a balanced and healthy diet, rich in fruit and vegetables with a positive effect on health and, particularly, with high antioxidant content. Simultaneously exists a consumer demand for high quality fruit with a balanced flavour and reminiscent of traditional varieties. As a result, breeding programmes are also aimed at improving the quality of the fruit, both in terms of the physicochemical properties of the fruit and its nutritional profile. From this point of view, the apricot is a complete fruit as far it is an extraordinary source of fibre, vitamins, phenolic compounds, and organic acids. Apricot properties make it possible to consume fruits both fresh and processed, which is exploited by the agri-food, pharmaceutical and cosmetic industries for the production of a wide variety of products. At the Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA) a breeding program is carrying out to obtain new apricot varieties but also to solve factors that directly affect production, such as self-compatibility or resistance to Sharka, but also is aimed to improve fruit quality. As the first step in any breeding program, this work has identified sources of variation among the collection of accessions in the IVIA's apricot collection, detailing the composition profiles for the main sugars, organic acids, phenolic compounds, and vitamin C. In addition, a higher concentration of compounds has been identified in the peel than in the flesh, which makes this tissue a source of compounds of interest for the industry. On the other hand, for a better knowledge of the genetic control of sugar metabolism, the expression of the key genes involved in this pathway (SUS, SPS and FK), related to QTLs previously described in soluble solids, was studied. In addition, the study was also supported with the corresponding phylogenetic analysis among different species, revealing the level of conservation among them and confirming the high level of synteny in the genus Prunus. Regarding phenolic compounds, the expression of genes involved in critical points of the metabolic pathway (DRF, PAL and FLS) was analysed. Our results revealed that the red-blushed accessions are associated with a higher expression of ParDFR and ParPAL2, and the expression differences among paralogues could be due to the presence of a BOXCOREDLPAL, also related to genes involved in anthocyanin biosynthesis (ParDFR, ParFLS2 and ParPAL2). Simultaneously, the genetic effect in the offspring of 'Goldrich', one of the main genitors used at the breeding program for the introgression of Sharka resistance, was also studied. Results revealed that it improves the concentration of neochlorogenic and chlorogenic acids, as well as the genetic expression of ParPAL1. / Este trabajo ha sido posible gracias a la ayuda predoctoral FPI-INIA-2015, del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA), bajo el proyecto FPI2015-0042 con la denominación ‘CPD2015-0245 Mejora sostenible de albaricoquero y melocotonero’ y desarrollado en el Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA), dependiente de la Generalitat Valenciana. / Gómez Martínez, H. (2021). Variation of Fruit Quality Traits in Apricot as Sources for Nutraceutical Breeding [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/178973 / TESIS / Compendio

Current studies of the highly complex pathobiology and molecular signatures of human disease require the analysis of large sets of high-throughput data, from clinical to genetic expression experiments, containing a wide range of information types. A number of computational techniques are used to analyse such high-dimensional bioinformatics data. In this thesis we focus on the development of a novel soft clustering technique, DifFUZZY, a fuzzy clustering algorithm applicable to a larger class of problems than other soft clustering approaches. This method is better at handling datasets that contain clusters that are curved, elongated or are of different dispersion. We show how DifFUZZY outperforms a number of frequently used clustering algorithms using a number of examples of synthetic and real datasets. Furthermore, a quality measure based on the diffusion distance developed for DifFUZZY is presented, which is employed to automate the choice of its main parameter. We later apply DifFUZZY and other techniques to data from a clinical study of children from The Gambia with different types of severe malaria. The first step was to identify the most informative features in the dataset which allowed us to separate the different groups of patients. This led to us reproducing the World Health Organisation classification for severe malaria syndromes and obtaining a reduced dataset for further analysis. In order to validate these features as relevant for malaria across the continent and not only in The Gambia, we used a larger dataset for children from different sites in Sub-Saharan Africa. With the use of a novel network visualisation algorithm, we identified pathobiological clusters from which we made and subsequently verified clinical hypotheses. We finish by presenting conclusions and future directions, including image segmentation and clustering time-series data. We also suggest how we could bridge data modelling with bioinformatics by embedding microarray data into cell models. Towards this end we take as a case study a multiscale model of the intestinal crypt using a cell-vertex model.