EL desarrollo de la investigación de la Tesis de “Base de Datos Distribuidos Usando Algoritmos Genéticos Para Optimización de Proceso Transacción en la Web”, ha sido posible llegar a las siguientes conclusiones: Hay deficiencia en el tiempo de procesos de transacción por el procesador del servidor; que actualmente trabajan con algoritmos tradicionales; como la lectura / escritura de datos en el disco magnético en el servidor Web, produciéndose por ejemplo, demora en la cola de espera, demora en tiempo de proceso de transacción, demora en tiempo de respuesta, que ocasionan los denominados cuellos de botella, falta memoria, etcétera. El problema central que se propone está orientado al crecimiento y, evolución del servidor web de una manera económica y escalable que lleva a un rendimiento óptimo. Por consiguiente, existe la necesidad de estudiar los procesos de transacciones del sistema, de tal manera que se aplique otra alternativa como algoritmos genéticos para optimizar el proceso de transacción en el servidor, a fin de así mejorar los procesos del servidor web y, mejorar la atención a los clientes / usuarios. El objetivo es implementar un simulador de transacciones orientando a la toma de decisiones del administrador de transacciones con la aplicación de algoritmos genéticos. Se usará los algoritmos genéticos para determinar que transacción se debe tomar para asignarlo en la cola de procesos. Se asumen ciertas restricciones que el simulador tomará como dadas. Por ejemplo, cada transacción tiene un número constante de recursos que solicitan. Cada recurso tiene una cola que administra y solo se pueden hacer 2 tipos de requerimiento: leer y escribir. La estructura de un cromosoma consta de un grupo de alelos y cada uno corresponde con un recurso solicitado. El administrador de transacciones tomará el requerimiento por el recurso para ponerlo en cola, el que tenga un máximo de cromosoma igual a 1, es decir, cuando encuentre entre el grupo de transacciones la transacción que tenga sus alelos en 1. Se tomará como cromosoma una cadena binaria que será convertida a números enteros. Se ha realizado un análisis de los modelos de transacciones que operan actualmente y se ha extraído tales mecanismos para llevarlo a un proceso de toma de decisiones en función de los algoritmos genéticos. Se ha implementado un simulador prototipo para un sistema de aplicación con algoritmos genéticos, para optimizar el proceso de transacción, antes de procesar los datos, se evaluarán los procesos de transacciones sobre: tiempo de simulación, número de transacciones, tiempo de la transacción, número de recursos, longitud de la cola del recurso, probabilidad de cruzamiento, probabilidad de mutación, transacciones en cola, atendidos, en lectura, en escritura, tiempo consumido, y se consigue los resultados de procesos óptimos; el tiempo de procesamiento de datos mediante el simulador es menor que el tiempo de procesamiento de datos que en el procesador convencional, mejor uso del recurso de la computadora. -- PALABRAS CLAVES: ALGORITMOS GENÉTICOS, BASE DE DATOS DISTRIBUIDOS, GENOMA, INTERCONEXIÓN DE SISTEMAS ABIERTOS, PROTOCOLO DE CONTROL DE TRANSMISIÓN, PROTOCOLO DE INTERNET, SERVIDOR WEB, SISTEMA OPERATIVO, TRANSACCIÓN / -- The development of the investigation of the Thesis of "Distributed Database Using Genetic Algorithms For Optimization of Process Transaction in the Web" that have been allowed to reach the following conclusions: There is deficiency in the time of transaction processes for processor of the server; that they are working with traditional algorithms; as the reading / writing of data in the magnetic disk in server web. For example, it delays in the wait line, it delays in time of transaction process, it delays in time of answer that you/they cause as neck of the bottle, it lacks memory, etc. The central problem that intends is guided to the growth and, evolution of the server web in an economic and scalable way that takes to a good yield. Consequently, the necessity exists of studying the processes transactions of the system, in such a way that another alternative is applied as genetic algorithms to optimize the process of transaction in servant, basing stops to improve processes of the server web and, to improve the attention to the clients / users. The objective is to implement a pretender of transactions guiding the taking of the administrator's of transactions decisions with the application of genetic algorithms. It was used the genetic algorithms to determine that transaction should take to assign it in the line of processes. Certain restrictions are assumed that the pretender took as given. For example, each transaction has a constant number of resources that you/they request. Each resource has a line that he/she administers and alone 2 requirement types can be made: to read and to write. The structure of a chromosome consists of an alelos group and each one corresponds with a requested resource. The administrator of transactions took the requirement for the resource to put it in line, the one that has a maximum of chromosome similar to 1, that is to say, when he finds among the group of transactions the transaction that has his alelos in 1. He took as chromosome a binary chain that will be converted to whole numbers. An analysis of the models of transactions has been made that they operate at the moment and it has been extracted such mechanisms to take it to a process of taking of decisions in function of the genetic algorithms. Pretender prototype has been implemented for system application with genetic algorithms, to optimize the process of transaction, before to process the data processes of transactions will be evaluated of: time of simulation, number of transactions, time of the transaction, number of resources, longitude of the line of the resource, crossover probability, mutation probability, in line, assisted, reading, notarizes, consumed time, and it is gotten the results of good processes; the time of prosecution of data is less than the time of prosecution of data that conventional in the processor, better use of the resource of the computer.-- KEY WORDS: GENETICS ALGORITHMS, BASE OF DISTRIBUTED DATA, GENOMA, INTERCONNECTION OF OPEN SYSTEMS, PROTOCOL OF CONTROL OF TRANSMISSION, PROTOCOL DE INTERNET, SERVER WEB, OPERATING SYSTEM, TRANSACTION,

Resumo: O búfalo de rio (Bubalus bubalis) é uma espécie de interesse econômico pertencente à família Bovidae, utilizado para a produção de carne e leite, além de força de trabalho no campo. Recentemente, a construção de um painel de linhagens celulares contendo fragmentos do genoma do búfalo de rio, incorporado ao genoma de hamster (BBURH5000), está permitindo o mapeamento de todos os cromossomos bubalinos, representando a única ferramenta genômica desta categoria para o estudo da espécie. A utilização deste painel de células associado a análises estatísticas está gerando mapas genômicos de alta resolução contendo diferentes tipos de marcadores moleculares. O presente trabalho teve por objetivo utilizar este painel de células para a construção de um mapa genômico preliminar do braço curto do cromossomo 4 bubalino. Para tal, foram testados com o DNA bubalino, seqüências de oligonucleotídeos para PCR de 39 marcadores moleculares previamente mapeados no cromossomo 28 bovino, o qual foi descrito na literatura como o homólogo ao braço curto do cromossomo 4 de búfalo. Do total de marcadores testados, 14 (8 genes e 6 microssatélites) geraram produtos de PCR adequados ao mapeamento utilizando o painel BBURH5000. A freqüência de retenção de cada marcador no painel variou de 34,4%, para os marcadores, ANXA8, PPYR1 e ZNF33A a 43,3% para o marcador BMC6020. Utilizando os 14 marcadores, acrescidos de outros 10 marcadores (1 EST, 5 STS e 4 microssatélites) genotipados por pesquisadores da Texas A&M University, um mapa genômico RH preliminar foi construído para o braço curto do cromossomo 4 bubalino. A comparação desse mapa com mapas do cromossomo 28 bovino (BTA28) evidenciou extensa conservação na ordem dos marcadores no mapa obtido. / Abstract: The river buffalo (Bubalus bubalis), a member of the Bovidae family, is an economically important livestock specie useful to produce milk, meat, as well as source of labor. Recently, a whole-genome 5000-rad radiation hybrid panel was constructed for the river buffalo genome (BBURH5000 panel), which has been used to generated RH maps of several chromosomes from the specie. The goal of this study was to construct a preliminary RH map of the river buffalo chromosome 4 (BBU4p), using the BBURH5000 panel. Previous studies identified bovine chromosome 28 (BTA28) as homologous to BBU4p. Cattle derived PCR primers from 39 markers previously mapped in cattle, were tested with buffalo DNA. A total of 14 (8 genes and 6 microsatellites) of the 39 markers amplified PCR products suitable for the RH mapping. Retention frequencies of individual markers ranged from 34.4% for ANXA8, PPYR1 and ZNF33A to 43.3% for BMC6020. The preliminary RH map for BBU4p was constructed with a total of 24 markers, 14 from this study combined with 10 markers (1 EST, 5 STS and 4 microsatellites) genotyped by researchers at Texas A&M University. Comparisons of the BBU4p RH map with BTA28 revealed extensive conservation in the order of the mapped markers. Keywords: Bubalus bubalis; genome; river buffalo; RH mapping / Orientador: Maria Elisabete Jorge Amaral / Coorientador: Claudia Regina Bonini-Domingos / Banca: Artur Luiz da Costa da Silva / Banca: Mary Massumi Itoyama / Mestre

Resumo: O Brasil é o país com o maior rebanho de búfalo de rio, Bubalus bubalis, no continente americano e também o maior produtor deste animal fora do continente asiático. A produção de leite e derivados vem aumentando devido à potencialidade dessa espécie em produzir leite com baixos custos e elevado rendimento industrial. Apesar das características economicamente importantes inerentes ao búfalo, as pesquisas científicas são limitadas em muitos países onde o búfalo é economicamente importante e como conseqüência a pesquisa genômica encontrase defasada quando comparado com outras espécies de interesse econômico. Marcadores moleculares são essenciais para avaliar informações qualitativas e quantitativas da diversidade molecular com o objetivo de aperfeiçoar a utilização e conservação da variabilidade genética e o relacionamento entre vários rebanhos. Microssatélites diferem dos outros tipos de seqüências de DNA por seu extenso polimorfismo dentro e entre populações, sendo considerados excelentes tipos de marcadores moleculares. O presente estudo teve como objetivos construir bibliotecas genômicas parciais enriquecidas com microssatélites, isolar e caracterizar os microssatélites obtidos, além de determinar as condições de amplificação por PCR para alguns dos locos isolados da biblioteca. Foram desenvolvidas 6 bibliotecas genômicas parciais - (CA)15 , (CT)15 , (AGG)8 , (GATA)8 , (GAAA)8, (AAAAC)8. O processo de clonagem gerou um total de 1.824 clones recombinantes, sendo que 954 foram seqüenciados para identificação de microssatélites. Cento e treze microssatélites foram encontrados. Desses, foram identificados 96 com unidade de repetição dinucleotídica (84,95%), 10 repetições trinucleotídicas (8,85%), 6 repetições tetranucleotídicas (5,3%) e 1 repetição pentanucleotídica (0,89%). As seqüências de microssatélites... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Brazil is the largest river buffalo (Bubalus bubalis) breeding center outside the Asian continent, the origin of the domestic buffalo. All buffalo breeds have a strong milk/meat attributes. Their extensive use in agriculture world wide, and especially in developing countries, begs for genetic resources to evaluate and improve traits important to local and regional economies. Among the different types of DNA markers, microsatellites are useful for studying genetic variability within and between populations due its high heterozygosity. The goal of this study was to construct partial genomic libraries enriched with repeated sequences to isolate and characterize microsatellites for river buffalo. The cloning process generated a total of 1824 recombinant clones, from which 954 were sequenced for the microsatellites search. One hundred and thirteen new microsatellites were isolated, containing the following type of repeats: dinucleotide repeats (96 sequences - 84.95%), trinucleotide repeats (10 sequences - 8.85%), tetranucleotide repeats (6 sequences - 5.3%) and pentanucleotide repeats (1 sequence - 0.89%). The new microsatellites were structurally categorized into 3 categories: pure repeats (90 sequences - 79.64%), pure interrupted (21 sequences - 18.59%) and compound interrupted repeats (2 sequence - 1.77%). PCR primer pairs were designed for ten microsatellites, from which four had the PCR conditions optimized. The microsatellites isolated in this study will be used to evaluate the genetic variability of Brazilian populations of river buffalo and to the gene mapping program established for this specie. / Orientador: Maria Elisabete Jorge Amaral / Coorientador: Artur Luiz da Costa da Silva / Banca: Vera Fernanda Martins Hossepian de Lima / Banca: Sandra Regina de Carvalho Marchesin / Mestre

Os marcadores microssatélites por serem de natureza codominante e multialélica tornam-se ideais para a caracterização, mapeamento e seleção assistida. Os locos microssatélites disponíveis têm sido utilizados efetivamente na caracterização de acessos de bananeira (Musa), porém muitos deles têm se mostrado com baixa eficiência de amplificação. Neste sentido, os objetivos deste trabalho foram: desenvolver novos locos de microssatélites, caracterizar 224 acessos de bananeira do banco de germoplasma da Embrapa em relação à ploidia e constituição genômica empregando abordagens moleculares e estabelecer relações genéticas entre eles. Foram desenvolvidos 50 novos locos de microssatélites dos quais 44 foram polimórficos entre os acessos analisados. Para a caracterização da ploidia dos acessos foi utilizado a citometria de fluxo, e para a definição da composição genômica foram empregados polimorfismo nos genes ribossomiais nucleares (rDNA) e 16 locos microssatélites, que também serviram para estabelecer as relações genéticas entre os acessos. Além disso, foram sequenciados regiões do rDNA de 17 acessos de bananeira para identificação de polimorfismo de base única (SNP) associados ao genoma A e B. A constituição genômica e/ou ploidia determinada por abordagens moleculares confirmou a classificação previamente estabelecida por descritores morfológicos, com exceção dos acessos Marmelo, Pitogo e Pisang Nangka. As regiões do rDNA sequenciadas permitiram identificar 17 SNPs específicos para M. balbisiana, que poderão ser utilizados para classificar acessos quanto a constituição genômica. A análise de agrupamento derivada da genotipagem dos acessos com 16 locos de microssatélites subdividiu os genótipos de acordo com a ploidia, constituição genômica e subgrupos de bananeira, enquanto que a abordagem empregando o modelo bayesiano corroborou de forma geral com essa categorização. Foi detectada uma ampla heterogeneidade nos acessos diplóides, onde poucos acessos triplóides tiveram sua ancestralidade definida nos grupos dos acessos diplóides. / Microsatellite markers are co-dominant and multiallelic, and the method of choice for genetic characterization, mapping, and assisted selection breeeding. Microsatellite loci have been effectively used to characterize banana (Musa) accessions, but in some cases they have shown low amplification efficiency. Thus, the objectives of this work were to develop new microsatellite loci; to characterize 224 accessions from the Embrapa germplasm collection of banana for ploidy and genomic constitution, as well as to establish genetic relationships among the accessions. Fifty new microsatellite loci were developed, from which 44 were polimorphic. Flow citometry was employed to characterize ploidy, while genomic constitution was determined by polymorphism at the nuclear ribosomal gene (rDNA) and 16 microsatellite loci, also used to establish the genetic relationship among the accessions. Additionally, rDNA regions were sequenced from 17 banana accessions to identify specific single nucleotide polymorphism (SNP) associated with the A or B genome. The genomic constitution and/or ploidy determined by various molecular approaches confirmed the previous classification established by morphological descriptors, except for Marmelo, Pitogo and Pisang Nangka. The sequenced rDNA regions allowed to identify 17 SNPs specific for M. balbisiana, which could be used to classify accessions according to genomic composition. Clustering analysis derived from accession genotyping using 16 microsatellite loci subdivided genotypes according to ploidy, genomic composition and banana subgroups, while the approach using a Bayesian model corroborated in general terms this categorization. A large heterogeneity of the diploid accessions was detected, which restrict the definition of ancestrality of triploid accessions in the diploid accession groups.

Os Influenzavirus podem ser classificados de acordo com suas glicoproteínas externas hemaglutinina (HA) e neuraminidase (NA), ambas apresentando alta variabilidade genética e antigênica. No presente estudo foi realizada análise molecular do gene HA, do vírus influenza A (IA) em amostras colhidas de crianças e lactentes com sintomatologia respiratória atendidas no Hospital Universitário da Universidade de São Paulo (USP), durante os anos de 1995 a 2006. Um total de 3.009 amostras foram analisadas por duplex RT-PCR e 4,38% (n=132) foram positivas, sendo 12,1% (n=16) Influenza B e 87,9% (n=116) IA, das quais 9% (n=9) eram H1N1, 91% (n=91) eram H3N2 e 13,8% (n=16) não foram subtipadas. A região HA1 do gene HA de 39 amostras foi sequenciada e as sequências comparadas com as cepas vacinais e circulantes dos respectivos anos. A região de ligação ao receptor foi conservada em todas as amostras e foram verificadas alterações de aminoácidos principalmente nos sítios antigênicos e arredores. No geral, as cepas vacinais foram compatíveis com as circulantes em São Paulo. / The Influenzavirus can be classified according to their external glycoproteins hemagglutinin (HA) and neuraminidase (NA), both showing high genetic and antigenic variability. In the present study was carried out molecular analysis of the HA gene of influenza A (IA) in samples harvested from children and infants, with respiratory symptoms attended at University Hospital, University of Sao Paulo (USP), during the years 1995 to 2006. A total of 3,009 samples were analyzed by duplex RT-PCR and 4.38% (n = 132) were positive, being 12.1% (n = 16) Influenza B and 87.9% (n = 116) IA, where which 9% (n = 9) were H1N1 and 91% (n = 91) were H3N2 and 13.8% (n = 16) did not subtyped. The HA1 region of HA gene of 39 samples were sequenced and the sequences compared with vaccine strains and circulating strains in those years. The receptor-binding region was conserved in all samples and aminoacid changes were observed mainly in the antigenic sites and surroundings. Overall, the vaccine strains were consistent with those circulating in Sao Paulo.

A tuberculose é uma doença infectocontagiosa causada por bactérias do complexo Mycobacterium tuberculosis (MTBC) que afeta humanos e/ou animais. Membros desse complexo evoluíram clonalmente e possuem grande similaridade genômica, diferenciando-se por polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) e regiões de diferença (RDs). Dentre os patógenos da tuberculose em animais, Mycobacterium bovis, causador da tuberculose bovina, é o membro do MTBC de maior importância global. Desta maneira, o presente estudo tem por objetivo o sequenciamento, a anotação e a análise da estirpe brasileira SP38 de M. bovis, seguido da genômica comparativa desse com outros genomas de M. bovis depositados no GenBank. Mycobacterium bovis SP38 apresenta um genoma tradicional de micobactéria tuberculosa, sendo esse único, circular com 4.347.646 pb, alto conteúdo de GC (65,6%) e 4.216 genes, incluindo 154 pseudogenes, 3 genes de rRNA (RNA ribossomal), 45 de tRNA (RNA transportador), 2 de ncRNA (RNA não codificante), 1 tmRNA (RNA transferência-mensageiro) e 4.011 sequências de DNA codificante (CDSs) (NZ_CP015773.1). Dentre as CDSs, a maioria (2.805 - 69,93%) foi anotado com função e 1.206 (30,07%) como hipotéticos. Para a genômica comparativa, os 31 genomas completos ou em drafts de M. bovis depositados no GenBank, 32 genomas de Mycobacterium bovis BCG e 23 genomas de Mycobacterium tuberculosis foram selecionados. Análises in silico dos padrões de RD resultaram na exclusão de três genomas anotados equivocadamente como M. bovis virulentos. A análise de genes ortólogos sugere que M. bovis está sob processo de decay genômico. A quantificação de sítios polimórficos indica uma maior variabilidade genética em números totais (8.335 em M. tuberculosis, 3.448 em M. bovis virulentos, e 1.088 em M. bovis BCGs) e comparações par-a-par (p ≤0,05) de M. tuberculosis em relação a M. bovis virulentos e BCGs, indicando uma maior pressão evolutiva sob M. tuberculosis, contrastando com o fato de que M. bovis é capaz de infectar um maior número de espécies hospedeiras que M. tuberculosis. A maioria desses sítios polimórficos estão localizados em CDSs hipotéticos (31,7% - 51,3%), sendo associados a família gênica PE/PPE, e apresentam uma proporção de mutações não sinônimas crescentes pela ordem M. bovis BCG, M. bovis virulentos e M. tuberculosis (48,90%, 51,92% e 59,52%, respectivamente). Essa menor proporção de mutações não sinônimas e a categorização funcional dissimilar entre CDSs contendo sítios polimórficos, indica que M. bovis BCG está sujeito a diferentes pressões seletivas quando comparado a M. bovis virulentos e M. tuberculosis. Por fim, a análise filogenética baseada em sítios polimórficos indica agrupamentos filogenéticos de M. bovis suportados pela classificação dos Complexos Clonais (CCs) e não por hospedeiros de origem dos isolados, confirmando que sítios polimórficos podem ser utilizados para classificação filogenética de linhagens genéticas desta espécie bacteriana. Além do mais, 2/28 (7,14%) genomas de M. bovis não puderam ser classificados nos CCs atualmente descritos, sugerindo a existência de complexos ainda não determinados. Este estudo representa o primeiro genoma de uma estirpe nacional de M. bovis a ser completamente sequenciado e a primeira análise de genômica comparativa de genomas desta espécie bacteriana. / Tuberculosis is an infectious disease caused by bacteria of the Mycobacterium tuberculosisComplex (MTBC) that affects human beings and/or animals. Members of this complex clonally evolved and have high genomic similarity, differentiated by single nucleotide polymorphisms (SNPs) and regions of difference (RDs). Among the animal tuberculosis pathogens, Mycobacterium bovis, the causative agent of bovine tuberculosis, is the MTBC member of greatest global importance. Therefore, the aim of the present study is to sequence, assemble and annotate the genome of the Brazilian strain SP38 of M. bovis, followed by the comparative genomics with other M. bovis genomes available in GenBank. Mycobacterium bovis SP38 has a traditional mycobacteria genome. It has a single and circular chromosome with 4,347,646 bp, high GC content (65.6%), and 4,216 genes, including 154 pseudogenes, 3 rRNA genes (ribosomal RNA), 45 tRNA (transfer RNA), 2 ncRNA (non-coding RNA), 1 tmRNA (transfer-messenger RNA), and 4,011 coding DNA sequences (CDSs) (NZ_CP015773.1). The majority of CDSs (2,805 - 69,93%) was annotated with function and 1,206 (30,07%) are hypothetical. For the comparative genomics analyses, the 31 genomes (complete and drafts) of M. bovis available in GenBank, 32 Mycobacterium bovis BCG and, 23 of Mycobacterium tuberculosis were chosen. In silico analysis of the RDs patterns resulted in the exclusion of three genomes, mistakenly annotated as virulent M. bovis. Orthologous gene analysis suggests that strains of M. bovis are under genomic decay. The quantification of polymorphic sites indicates the greater variability in absolute numbers (8,335 in M. tuberculosis, 3,448 in virulent M. bovis, and 1,088 in M. bovis BCG) and in pairwise comparisons (p≤0,05) of M. tuberculosis compared to virulent M. bovis and M. bovis BCG, suggesting that M. tuberculosis is under high evolutionary pressure. This is in contrast to the fact that M. bovis is capable of infecting a higher number of host species than M. tuberculosis. Most of these polymorphic sites are located in hypothetical CDSs (31.7% - 52.3%), being associated with PE/PPE family, and demonstrating a nonsynonymous mutations proportion of the following increasing order: M. bovis BCG, virulent M. bovis and M. tuberculosis (48.90%, 51.92% and 59.52%, respectively). This lower proportion of nonsynonymous mutations and the dissimilar functional categorization of CDSs with polymorphic sites indicates that M. bovis BCG is subjected to different selective pressure when compared to virulent M. bovis and M. tuberculosis. Finally, the phylogenetic analysis based on polymorphic sites indicates that the phylogenetic grouping of M. bovis is supported by Clonal Complexes (CCs), and not by the host of M. bovis isolates, confirming that polymorphic sites can be used for phylogenetic classification of genetic lineages of this bacterial species. Furthermore, 2/28 (7.14%) genomes of M. bovis could not be classified in the currently described CCs, suggesting the existence of complexes yet to be determined. This study represents the first genome of a Brazilian strain of M. bovis to be completely sequenced and the first comparative genomic analysis of the genomes of this bacterial species.

Apesar da grande melhora nos resultados de desenvolvimento embrionário in vitro, cerca de 40% dos oócitos bovinos fecundados não completam o desenvolvimento na fase de pré-implantação. Diversos fatores estão relacionados a este fenômeno, conhecido como bloqueio do desenvolvimento embrionário. Partindo da premissa que o bloqueio no desenvolvimento ocorre normalmente, durante a ativação do genoma embrionário, aproximadamente, no 4º ciclo celular em bovinos, formulou-se a hipótese de que os genes transcritos no momento da ativação do genoma embrionário estão relacionados ao bloqueio. Nesta tese, um sistema fluorescente de Differential Display PCR (DDPCR) foi desenvolvido para isolar e identificar fragmentos de mRNAs expressos diferencialmente entre embriões que se desenvolvem mais rápido e com melhor taxa de desenvolvimento e aqueles que apresentam desenvolvimento mais lento e com maior taxa de bloqueio. Dentre 176 fragmentos recuperados, 27 foram clonados, seqüenciados e 30 genes identificados. Dois genes, PI3K e ITM2B foram quantificados pela PCR em tempo real. Os resultados sugerem que duas diferentes ativações do genoma podem estar ocorrendo: o grupo de desenvolvimento rápido ativa genes ligados ao desenvolvimento embrionário e, o grupo lento ativa os genes ligados à sobrevivência ou morte celular. / The embryonic developmental block occurs at the 8-cell stage in bovine and is characterized for a lengthening of the cell cycle. At the same stage, also takes place the maternal-embryonic transition (i.e. the activation of the embryonic genome). These events are highly correlated and many genes are activated at the 4th cell cycle however, their functions are mostly unknown. The study of gene expression during this stage will help understand the mechanisms involved in the maternal-embryonic transition and ultimately lead to improvements of in vitro embryo production rates. The aim of this study was to identify genes differentially expressed between bovine embryos with or without developmental competence to reach the blastocyst stage, using Differential Display PCR methodology. Embryos with fast cleavage divisions showing 8 cells at 48 hpi and high potential of development (R8), and embryos with slow cleavage divisions showing 4 cells at 48hpi (L4) and 8 cells at 80 hpi (L8), both with reduced rates of development to blastocyst, were analyzed. We developed an alternative protocol for amplification and recovery of differentially expressed genes from extremely small initial amounts of RNA (10 to 25 pg of mRNA) from preimplantation bovine embryos without need of radio-isotopes. A total of 176 differentially expressed bands were recovered, 27 isolated-fragments were cloned and sequenced confirming the expected primer sequences and allowing the recognition identification of 30 gene transcripts related to bovine embryonic physiology. Two genes, PI3K and ITM2B were chosen for relative quantification of mRNA using Real-Time PCR. Results suggest two different embryonic genome activation mechanisms: fast-developing embryos activate genes related to embryonic development, and slow-developing embryos activate genes related to cellular survival and/or death.

INTRODUÇÃO: O câncer de próstata (CaP) é a neoplasia mais comum no homem depois do câncer de pele não-melanoma. É uma doença de comportamento heterogêneo e a hereditariedade é um dos principais fatores de risco. Recentes estudos do genoma humano revelaram numerosas regiões de susceptibilidade associada com a doença. Os Polimorfismos de Nucleotídeo Único (SNPs) são variantes de risco genéticos associados com uma série de doenças incluindo o câncer. Considerando que a história familiar constitui fator de risco para o desenvolvimento do CaP, acredita-se que a identificação de polimorfismos envolvidos nesse processo possa ter um papel relevante para auxiliar no desenvolvimento de ferramentas alternativas para a detecção precoce e para a definição do prognóstico desta neoplasia. OBJETIVOS: Análise dos polimorfismos genéticos relacionados ao desenvolvimento do câncer de próstata em indivíduos com história familiar para a doença. Além disso, correlacionar a frequência dos polimorfismos e os fatores prognósticos, tais como: nível do antígeno prostático específico (PSA), escore de Gleason, estadiamento patológico e recidiva bioquímica. MÉTODOS: Neste estudo foi analisado a frequência de 20 SNPs em 255 pacientes, sendo 185 pacientes portadores de câncer de próstata e 70 grupo controle. No grupo diagnosticado com CaP, tinham 97 casos esporádicos e 72 com histórico familiar (dois parentes de primeiro grau). O grupo controle foi composto por homens sem diagnóstico de CaP que estavam em prevenção com parâmetros como psa e toque retal normais. Todos foram submetidos a extração do DNA e o genótipo avaliado através da técnica de reação em cadeia da polimerase quantitativa em tempo real. A análise estatística foi realizada comparando a genotipagem e a frequência alélica entre os grupos, utilizando o teste de qui-quadrado com valor de significância menor ou igual a 0,05. RESULTADOS: Dois dos 20 polimorfismos apresentaram associação significativa com o CaP hereditário, o SNP rs7931342 (11q13.2) onde o genótipo homozigoto foi cinco vezes mais frequente (p=0,01) e o rs10090154 (8q24) onde o alelo polimórfico aumenta duas vezes e meia a chance de CaP hereditário (OR=2,67; p=0,04). O rs2660753 (3p12.1) mostrou relevância para o CaP esporádico onde a presença do alelo polimórfico tem um efeito protetor para o desenvolvimento da doença (OR=0,50; p=0,01). Com relação a associação dos fatores prognósticos, foram encontrados achados significativos para o SNP rs620861 (8q24) onde o genótipo homozigoto selvagem está associado com menor escore de Gleason (p=0,04). O polimorfismo rs1447295 (8q24) está relacionado a um melhor prognóstico, pois foi mais frequente nos pacientes com estadiamento localizado, sem recidiva bioquímica e com sobrevida livre de recidiva mais longa. CONCLUSÃO: Nosso estudo evidenciou dois SNP (rs7931342 e rs10090154) como fator de risco para o desenvolvimento de CaP hereditário. Com relação o CaP esporádico, a presença do alelo polimórfico do rs2660753 demonstra um efeito protetor. Por último, comparando os fatores prognósticos, tanto o genótipo homozigoto selvagem do rs620861 como o homozigoto polimórfico do rs1447295 conferem um bom prognóstico / INTRODUCTION: Prostate cancer (PCa) is the most common non-cutaneous malignancy among men. It is a heterogeneous disease and heredity is one of the strongest risk factors. Recent studies of the human genome revealed numerous susceptibility regions associated with the disease. Several single nucleotide polymorphisms (SNPs) have been implicated in the risk of developing the prostate cancer. Considering that the family history is a risk factor for PCa development, we believe that identification of polymorphisms involved in these processes may have an important role to help in the development of alternative tools for early detection and to define the prognosis of this neoplasm. OBJECTIVES: Analysis of genetic polymorphisms associated with the development of prostate cancer in patients with family history of prostate cancer. Moreover, correlate the frequency of polymorphisms and prognostic factors such as PSA level, Gleason score, pathological stage and biochemical recurrence. METHODS: In this study, the frequency of 20 genetic single nucleotide polymorphisms were analyzed in 255 patients, 185 patients with prostate cancer and 70 control. In the group diagnosed with PCa, they had 97 sporadic cases and 72 had a family history (two first-degree relatives). The control group consisted of men with no diagnosis of PCa who were on prevention with parameters such as normal psa and digital rectal exam. All were subjected to DNA extraction and genotype assessed by real-time polymerase chain reaction technique. Statistical analysis was performed by comparing the genotype and allele frequency between the groups using the chi-square test with significance or equal to 0.05. RESULTS: Two of the 20 polymorphisms were significantly associated with hereditary CaP, the rs7931342 (11q13.2) that the homozygote genotype was five times more common (p=0.01) and rs10090154 (8q24) that the polymorphic allele increase two times and a half the risk of hereditary PCa (OR = 0.5; p = 0.04). The rs2660753 (3p12.1) showed association with sporadic PCa where the presence of polymorphic allele has a protective effect on the PCa development (OR = 2,67, p = 0.01). Regarding the association of prognostic factors, we found significant findings to the SNP rs620861 (8q24) that the wild homozygote genotype is associated with lower Gleason score (p = 0.04). The rs1447295 polymorphism (8q24) is related to a better prognosis because it was more frequent in patients with localized stage, without biochemical recurrence and longer recurrence-free survival. CONCLUSIONS: Our study showed two SNPs (rs7931342 and rs10090154) as a risk factor for hereditary PCa development. Regarding the sporadic PCa, the polymorphic allele presence of rs2660753 demonstrated a protective effect. Finally, comparing the prognostic factors, both wild homozygote genotype of rs620861 and polymorphic homozygote of rs1447295 offer a good prognosis

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In the Chapter 2 of this thesis, the compound IQG-607 is presented, which is a metal complex that has been reported as a promising anti-TB molecule against isoniazid (INH)-resistant strains of M. tuberculosis. Previous studies suggested that the compound inhibits both the wild-type NADH-dependent trans-2-enoyl-[ACP] reductase (InhA) enzyme and some of its structural mutants in the absence of NAD+ or NADH and without requiring KatG enzyme. IQG-607 has also shown a favorable toxicological profile in vivo, with a considerable lesser toxicity compared to INH. However, there is still a gap regarding the activity of IQG-607 against strains carrying mutations in the katG gene, which are the most common genetic alterations in clinical isolates resistant to INH. Therefore, this study focused in elucidating the mechanism of resistance (MOR) of the Mycobacterium tuberculosis, the main causative agent of TB, to compound IQG-607. First the minimum inhibitory concentration (MIC) of IQG-607 was established against eight multi-drug resistant (MDR) clinical isolates, which were resistant to our compound. Then spontaneous mutants were selected using high concentrations of compound in 7H10 agar medium, and their whole genomes were sequenced; the results revealed alterations in the katG gene. A laboratory strain carrying the mutant katG(S315T) gene was developed to assess the effect of this single mutation in the compound activity both by MIC determination and by a macrophage infection model. Results showed that this mutation was indeed sufficient to confer resistance to IQG-607. Finally, the resistance observed for a strain expressing a mutant InhA(S94A) protein suggested that IQG-607 has this enzyme as its molecular target. In the Chapter 3, two new compounds, called Labio-16 and Labio-17, are presented, which were previously selected to interact and inhibit the InhA enzyme and that had already shown to be active against M. tuberculosis H37Rv strain. A set of experiments were conducted to elucidate their mechanism of action (MOA) and to understand the MOR of the M. tuberculosis against them, similar to those carried for studying IQG-607. So far, results suggested that the InhA is not the molecular target of these compounds. Other experiments are undergoing in our laboratory to evaluate in a murine model of TB infection their potential as anti-TB drug candidates. / Os dados epidemiol?gicos relacionados ? tuberculose (TB) indicam que ainda existe uma carga elevada desta doen?a no mundo todo. Al?m disso, o surgimento de cepas resistentes aos f?rmacos imp?e uma nova amea?a na preven??o da propaga??o da TB. Portanto, ? fundamental buscar continuamente novos candidatos para o desenvolvimento de medicamentos. No Cap?tulo 2 desta tese ? apresentado o composto IQG-607, que ? um complexo met?lico que tem sido reportado como uma mol?cula anti-TB promissora contra cepas de M. tuberculosis resistentes ? isoniazida (INH). Estudos pr?vios sugeriram que o composto inibe a enzima selvagem trans-2-enoil-[ACP] redutase dependente de NADH (InhA) e algumas das suas mutantes estruturais, na aus?ncia de NAD+ ou NADH e sem necessitar da enzima KatG. O IQG-607 tamb?m mostrou um perfil toxicol?gico favor?vel in vivo, com uma menor toxicidade em compara??o ? INH. No entanto, ainda existe uma lacuna em rela??o ? atividade do IQG-607 contra cepas que carregam muta??es no gene katG, as quais s?o as altera??es gen?ticas mais comuns em isolados cl?nicos resistentes ? INH. Sendo assim, este estudo focou em elucidar o mecanismo de resist?ncia (MOR) do Mycobacterium tuberculosis, o principal agente causador da TB, ao composto IQG-607. Primeiramente, a concentra??o inibit?ria m?nima (MIC) do IQG-607 foi estabelecida contra oito isolados cl?nicos multirresistentes a f?rmacos (MDR), os quais foram resistentes ao nosso composto. Ent?o, mutantes espont?neos foram selecionados, usando-se altas concentra??es do composto em meio ?gar 7H10, e seus genomas completos foram sequenciados; os resultados revelaram altera??es no gene katG. Uma cepa laboratorial, carregando o gene katG(S315T) mutante, foi desenvolvida para acessar o efeito desta ?nica muta??o na atividade do composto, atrav?s da determina??o de MIC e por meio de um modelo de infec??o de macr?fagos. Os resultados mostraram que essa muta??o de fato foi suficiente para conferir resist?ncia ao IQG-607. Finalmente, a resist?ncia observada para a cepa que expressa a prote?na InhA(S94A) mutante sugeriu que o IQG-607 tem esta enzima como seu alvo molecular. No Cap?tulo 3, dois novos compostos, denominados Labio-16 e Labio-17, s?o apresentados, os quais foram previamente selecionados para interagir e inibir a enzima InhA, e que j? tinham mostrado ser ativos contra a cepa H37Rv de M. tuberculosis. Um conjunto de experimentos foi conduzido para elucidar os seus mecanismos de a??o (MOA) e para compreender o MOR do M. tuberculosis contra eles, similar ?quele usado para estudar o IQG-607. At? o momento, os resultados sugerem que a InhA n?o ? o alvo molecular desses compostos. Outros experimentos est?o em andamento em nosso laborat?rio, para avaliar em um modelo murino da infec??o da TB os seus potenciais como candidatos a f?rmacos anti-TB.

O uso de bactérias promotoras de crescimento vegetal ou agentes de biocontrole como inoculantes agrícolas é uma alternativa importante e ecologicamente correta, com grandes benefícios na agricultura para substituir, ou ao menos suplementar, a excessiva utilização de fertilizantes e pesticidas. Neste trabalho avaliamos a capacidade de biocontrole e de competência rizosférica de três bactérias com características de promoção de crescimento vegetal (Plant growth promoting - PGP): Bacillus mycoides B38V, Paenibacillus riograndensis SBR5 e Burkholderia sp. 89. As três bactérias avaliadas apresentaram grande versatilidade na utilização de substratos, o que poderia lhes garantir uma vantagem competitiva no ambiente rizosférico. Porém, inconsistências foram observadas nos ensaios em câmara de crescimento, ou seja, as características de PGP e de biocontrole observadas in vitro não se refletiram em benefícios para a planta. A linhagem 89 destacou-se pela produção de um metabólito estável com ampla atividade contra fungos fitopatogênicos. Através de abordagens genômicas e de análises multilocus, descrevemos Burkholderia sp. 89 como uma nova espécie membro do complexo Burkholderia cepacia, denominada de B. catarinensis 89T. O sequenciamento de seu genoma, seguido de uma análise pela ferramenta AntiSMASH, revelou a presença de um agrupamento gênico de peptídeo sintetases não ribossomais (NRPS) relacionadas com a biossíntese do sideróforo ornibactina e um agrupamento híbrido NRPS-policetídeo sintetase responsável pela biossíntese do glicolipopeptideo cíclico com atividade antifúngica burkholdina. Como estratégia de purificação de metabólitos secundários foi utilizada a metodologia da mineração de genoma combinada com fracionamento guiado por bioensaios seguida de análises em espectrômetro de massas. Desta forma, purificamos com sucesso duas variantes de ornibactina, D e F (761 e 789 Da, respectivamente), e detectamos a variante ornibactina B (m/z= 733) e as moléculas sinalizadoras homoserina lactonas C6-HSL, 3OH-C8-HSL e C8-HSL. Análises de espectrometria de massas demonstraram a presença de um grupo de metabólitos com massas de 1240, 1254, 1268, 1216, 1244 e 1272 Da, que, provavelmente, são novas variantes do antifúngico burkoldina. Sendo assim, B. catarinensis 89T possui potencial biotecnológico com possíveis aplicações farmacêuticas e agronômicas para o biocontrole de fungos fitopatogênicos. / The use of plant growth promotion bacteria or biocontrol agents as agricultural inoculants is an important eco-friendly alternative to substitute, or at least supplement, the excessive use of fertilizers and pesticides. In this work, we evaluated the biocontrol potential and rhizosphere competence of three bacteria that had shown plant growth promotion (PGP) abilities: Bacillus mycoides B38V, Paenibacillus riograndensis SBR5 and Burkholderia sp. 89. All three bacteria presented great versatility in their substrate utilization, which could enable them to survive in a competitive rhizosphere environment. However, inconsistencies were observed in the greenhouse experiments, whereas their interesting abilities observed in vitro did not result in benefits to the plants. Strain 89 produces a stable metabolite with a wide range of antifungal activity. Genomic comparisons and multilocus sequence analysis revealed Burkholderia sp. 89 as a new species of the Burkholderia cepacia complex and we described it as B. catarinensis 89T. We sequenced its genome and analyzed it with the AntiSMASH tool. This in silico prediction revealed the presence of a nonribosomal peptide synthetase (NRPS) cluster, which is related to the production of the siderophore ornibactin. Moreover, a hybrid NRPS- polyketide synthetase cluster for the production of the antifungal cyclic glicolipopeptide burkholdin was also found. A genome mining combined with a bioassay-guided fractionation with further mass spectrometry analysis was applied for the purification of these compounds. This approach enabled us to purify and characterize two variants of the siderophore ornibactin, D and F (761 and 789 Da, respectively). Also, we could detect the variant ornibactin B (m/z= 733) and the quorum sensing molecules homoserine lactones C6-HSL, 3OH-C8-HSL and C8-HSL in the supernatant of B. catarinensis 89T. Mass spectrometry analysis showed the presence of a group of metabolites with the masses 1240, 1254, 1268, 1216, 1244 and 1272 Da, which are probably new variants of the antifungal metabolite burkoldin. Therefore, B. catarinensis 89T has a great biotechnological potential for the production of metabolites with pharmaceutical and agricultural applications for the biocontrol of phytopathogenic fungi.