Orientador: Maria Célia Bertolini / Coorientador: Fernanda Zanolli Freitas / Banca: Dulce Helena Ferreira de Souza / Banca: Iran Malavazi / Resumo: Os organismos pertencentes ao reino dos fungos têm exercido um papel fundamental no avanço da compreensão dos mecanismos moleculares de organismos eucariotos devido as suas facilidades de manipulação e o conhecimento das características genéticas e bioquímicas envolvidas em seu ciclo de vida. Neurospora crassa é um fungo cujos mecanismos genéticos e bioquímicos básicos são bem definidos, e por isso tem sido muito usado como um sistema modelo em pesquisas que visam à elucidação de processos celulares complexos. Em trabalhos anteriores desenvolvidos em nosso laboratório foram identificadas algumas proteínas que se ligam à região promotora do gene gsn que codifica a enzima glicogênio sintase, regulatória no processo de síntese de glicogênio. O presente trabalho teve como objetivo estudar algumas dessas proteínas, anotadas como hipotéticas, numa tentativa de entender melhor as suas participações no mecanismo de regulação. Para isto linhagens mutantes nos genes que codificam as referidas proteínas foram adquiridas junto ao Fungal Genetics Stock Center. Análises de determinação do conteúdo de glicogênio nas linhagens mutantes foram realizadas tanto em condições normais de crescimento (30º C) como em situações de choque térmico (45º C). Todas as linhagens mutantes avaliadas apresentaram um perfil de acúmulo de glicogênio semelhante ao da linhagem selvagem, isto é, todas apresentaram uma queda nas quantidades de glicogênio após o choque térmico. Entretanto a linhagem mutante na ORF NCU06679 apresentou o conteúdo de glicogênio mais reduzido, em ambas as situações ambientais (antes e depois do choque térmico). Com o objetivo de verificar o envolvimento das proteínas estudadas na expressão do gene gsn, experimentos de Northern blot foram realizados e revelaram que na situação de estresse térmico, os níveis do transcrito gsn diminuem semelhantemente... (Resumo completo clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The organisms belonging to the kingdom of fungi have played a key role in advancing the understanding of the molecular mechanisms of eukaryotic organisms due to their easy handling and the genetic and biochemical mechanisms involved in their life cycle. Neurospora crassa is a fungus whose basic biochemical and genetic mechanisms are well defined, and therefore has been widely used as a model system in studies aimed to elucidate complex cellular processes. In a previous work developed in our laboratory we identified some proteins that bind to the promoter region of the gsn gene that encodes glycogen synthase, the regulatory enzyme in the glycogen synthesis. This work aimed to start studying these proteins, annotated as hypothetical proteins, in an attempt to better understand their roles in the regulation of glycogen metabolism. For this, mutant strains in genes encoding the proteins were purchased from the Fungal Genetics Stock Center. Analysis of glycogen determination were performed in the mutant strains both under normal growth (30º C) and under heat shock condition (45º C). All mutant strains showed a glycogen content profile similar to the wild type strain, that is, all showed a decrease in the amounts of glycogen after heat shock. However the mutant strain in the ORF NCU06679 presented lower glycogen content compared to the wild type strain, in both environmental condition (before and after heat shock). To verify the participation of the proteins in the gsn gene expression, Northern blot experiments were performed and showed that under heat stress the gsn transcript levels decreased similarly to that observed in the wild type strain. However the reduction in the gene expression was higher in the mutant strain containing the ORF NCUO6679 knocked out / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-10Bitstream added on 2014-06-13T20:29:48Z : No. of bitstreams: 1 santos_ma_me_araiq.pdf: 1654932 bytes, checksum: 6a8607912411fc8812340494300f0501 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Os organismos pertencentes ao reino dos fungos têm exercido um papel fundamental no avanço da compreensão dos mecanismos moleculares de organismos eucariotos devido as suas facilidades de manipulação e o conhecimento das características genéticas e bioquímicas envolvidas em seu ciclo de vida. Neurospora crassa é um fungo cujos mecanismos genéticos e bioquímicos básicos são bem definidos, e por isso tem sido muito usado como um sistema modelo em pesquisas que visam à elucidação de processos celulares complexos. Em trabalhos anteriores desenvolvidos em nosso laboratório foram identificadas algumas proteínas que se ligam à região promotora do gene gsn que codifica a enzima glicogênio sintase, regulatória no processo de síntese de glicogênio. O presente trabalho teve como objetivo estudar algumas dessas proteínas, anotadas como hipotéticas, numa tentativa de entender melhor as suas participações no mecanismo de regulação. Para isto linhagens mutantes nos genes que codificam as referidas proteínas foram adquiridas junto ao Fungal Genetics Stock Center. Análises de determinação do conteúdo de glicogênio nas linhagens mutantes foram realizadas tanto em condições normais de crescimento (30º C) como em situações de choque térmico (45º C). Todas as linhagens mutantes avaliadas apresentaram um perfil de acúmulo de glicogênio semelhante ao da linhagem selvagem, isto é, todas apresentaram uma queda nas quantidades de glicogênio após o choque térmico. Entretanto a linhagem mutante na ORF NCU06679 apresentou o conteúdo de glicogênio mais reduzido, em ambas as situações ambientais (antes e depois do choque térmico). Com o objetivo de verificar o envolvimento das proteínas estudadas na expressão do gene gsn, experimentos de Northern blot foram realizados e revelaram que na situação de estresse térmico, os níveis do transcrito gsn diminuem semelhantemente... / The organisms belonging to the kingdom of fungi have played a key role in advancing the understanding of the molecular mechanisms of eukaryotic organisms due to their easy handling and the genetic and biochemical mechanisms involved in their life cycle. Neurospora crassa is a fungus whose basic biochemical and genetic mechanisms are well defined, and therefore has been widely used as a model system in studies aimed to elucidate complex cellular processes. In a previous work developed in our laboratory we identified some proteins that bind to the promoter region of the gsn gene that encodes glycogen synthase, the regulatory enzyme in the glycogen synthesis. This work aimed to start studying these proteins, annotated as hypothetical proteins, in an attempt to better understand their roles in the regulation of glycogen metabolism. For this, mutant strains in genes encoding the proteins were purchased from the Fungal Genetics Stock Center. Analysis of glycogen determination were performed in the mutant strains both under normal growth (30º C) and under heat shock condition (45º C). All mutant strains showed a glycogen content profile similar to the wild type strain, that is, all showed a decrease in the amounts of glycogen after heat shock. However the mutant strain in the ORF NCU06679 presented lower glycogen content compared to the wild type strain, in both environmental condition (before and after heat shock). To verify the participation of the proteins in the gsn gene expression, Northern blot experiments were performed and showed that under heat stress the gsn transcript levels decreased similarly to that observed in the wild type strain. However the reduction in the gene expression was higher in the mutant strain containing the ORF NCUO6679 knocked out

The World Health Organization (WHO) states that 30,000 children under the age of five die each day worldwide. Around a quarter of these die from diarrheal disease caused by microbial infection. In addition to this high mortality rate, there are data emerging on the morbidity effects of diarrheal disease, for example a few episodes of diarrhea in the first two years of life can remove 10 IQ points and lead to growth deficiency. Vibrio cholerae, the causative agent of the diarrheal disease cholera, is a serious problem in third world countries, where sanitary and hygiene infrastructure is very poor, and claims several thousand lives every year. In order to better understand the pathogenicity regulation in V. cholerae, structural and functional investigations of a hypothetical protein family present in pathogenicity islands and a transcriptional regulator protein for DNA-binding were investigated. Two adjacent genes, vc1804 and vc1805, encode hypothetical proteins within the Vibrio pathogenicity island-2 (VPI-2) of Vibrio cholerae, and are part of a cluster of genes only present in pathogenic strains of the bacterium. Paralogous adjacent genes, vc0508 and vc0509, are also present within a second pathogenicity island, the Vibrio seventh pandemic island-2 (VSP-2), of V. cholerae O1 El Tor and O139 serogroup isolates. Sequence similarity suggests that the VC0508, VC0509, VC1804 and VC1805 proteins will share a similar fold. The crystal structures of VC0508, VC0509 and VC1805 have been determined to a resolution of 1.9, 2.4 and 2.1 Å, respectively. Several recombinant constructs of vc1804 were made, but no soluble proteins were expressed. This hypothetical protein family reveals structural homology to human mitochondrial protein p32. Human p32 is a promiscuous protein known to bind to a variety of partners including the globular head component of C1q. We have shown that VC1805 binds to C1q. One possibility is that VC1805 is involved in adherence of the bacterium to membrane-bound C1q in the gut. To explore the roles of VC0508, VC0509, VC1804 and VC1805 in vivo, gene knockout and animal model studies of those proteins are underway. The ferric uptake regulator (Fur), a metal-dependent DNA-binding protein, acts as both a repressor and activator of numerous genes involved in maintaining iron homeostasis in bacteria. It has also been demonstrated in Vibrio cholerae that Fur plays an additional role in pathogenesis, and this opens up the potential of Fur as a drug target for cholera. The first crystal structure of a Fur protein, from Pseudomonas aeruginosa, revealed a dimeric molecule with each monomer containing a dimerization domain, a helical DNA-binding domain and two metal binding sites: Zn1 is proposed to be a regulatory Fe-binding site, and Zn2 is proposed to be a structural Zn-binding site. Here we present the crystal structure of V. cholerae Fur (VcFur) that reveals a very different orientation of the DNA-binding domains. Accompanying these structural changes are alterations in the amino acids coordinating the zinc at the Zn2 site, and this lends support to this being the site regulated by iron. There is no evidence of metal binding to the cysteines that are conserved in many Fur homologues, including the much-studied E. coli Fur. An analysis of the metal binding properties shows that like other Fur proteins, VcFur can be activated by a range of divalent metals. EPR spectroscopy measurements of the movements of the DNA-binding domain, in the presence of DNA and different metals, are underway.

A lagarta da espécie Lonomia obliqua é medicamente importante, cujo veneno, presente nas espículas, causa uma síndrome hemorrágica caracterizada por equimoses, alterações da coagulação, dentre outros sintomas. Isto sugere a presença de peptídeos bioativos com potencial farmacêutico, devido à capacidade de modular o comportamento das células endoteliais. O objetivo deste estudo é analisar os potenciais efeitos do veneno de Lonomia obliqua na angiogênese. Uma linhagem celular endotelial (HUVEC) foi exposta a diferentes concentrações do extrato de espículas da Lonomia obliqua (Lonomia obliqua Bristle extract - LOBE) 5 μg/mL, 10 μg/mL, 20 μg/mL e 50 μg/mL. Empregando citometria de fluxo, observou-se que nenhuma das doses afetou o ciclo celular, viabilidade ou apoptose das células endoteliais após 24h de exposição. Os esferóides das células HUVEC foram plaqueados numa matriz 3D de colágeno e observou-se que LOBE (10 μg/mL, 20 μg/mL e 50 μg/mL) induz um aumento na migração celular, consistente com o processo de angiogênese. A análise da dinâmica da VE-caderina indica que a exposição imediata a LOBE (10 μg/mL) induz um desprendimento da junção célula-célula, o que corrobora com a hemorragia observada nas vítimas de envenenamento. Através de espectrometria de massa, observou-se que LOBE possui vários potenciais peptídeos bioativos. Grupos destes peptídeos foram isolados por fracionamento com metanol a partir do veneno bruto. Os peptídeos presentes, em cada uma das 10 frações, foram caracterizados por espectrometria de massa e foram analisados os efeitos de cada fração sobre a angiogênese. Os resultados sugerem que alguns dos efeitos do envenenamento por Lonomia obliqua são devidos à presença de peptídeos bioativos que modulam o comportamento das células endoteliais. / The caterpillar of the species Lonomia obliqua is medically important, whose venom present in the bristles leads to an hemorrhagic syndrome characterized by ecchymosis, coagulation disorders and others symptoms. This suggests the presence of bioactive peptides with pharmaceutical potencial due to the ability to modulate the behavior of endothelial cells. The aim of this study is to analyze the potential effects of Lonomia obliqua venom on angiogenesis. An endothelial cell line (HUVEC) was exposed to different concentrations (5 μg/mL, 10 μg/mL, 20 μg/mL and 50 μg/mL) of Lonomia obliqua bristle extract (LOBE). Using flow cytometry, it was observed that none of the doses affected endothelial cell cycle, cell viability or apoptosis after 24h of exposition. Spheroids of HUVEC cells were plated in a 3D-collagen matrix and it was observed that LOBE (10 μg/mL, 20 μg/mL and 50 μg/mL) induced an increase on cell migration consistent with the angiogenesis process. Analysis of VE-cadherin dynamics indicates that the immediate exposition to LOBE (10 μg/mL) induced a loosening of cell-cell junction, which corroborates with the hemorrhage observed in the victims. By mass spectroscopy, it was observed that LOBE possesses several potentially bioactive peptides. Groups of these peptides were isolated by a methanol-based fractioning of the crude venom. The peptides present in each of the 10 fractions were characterized by mass spectroscopy and it was analyzed the effects of each fraction on angiogenesis. The results suggest that some of the effects of Lonomia obliqua envenomation are due to the presence of bioactive peptides that modulate the behavior of endothelial cells.

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-02-06T18:00:08Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Paula Francinete Faustino da Silva - 2014..pdf: 2636030 bytes, checksum: 541cdc7c62049af013a9e3343fd197d1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-02-19T14:26:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Paula Francinete Faustino da Silva - 2014..pdf: 2636030 bytes, checksum: 541cdc7c62049af013a9e3343fd197d1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-19T14:26:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Paula Francinete Faustino da Silva - 2014..pdf: 2636030 bytes, checksum: 541cdc7c62049af013a9e3343fd197d1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-04-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Nearly 60% of the Paracoccidioides genes encode proteins annotated as hypothetical proteins or predicted proteins (HPs). Transcriptomes studies revealed 2364 HPs expressed in mycelium and yeast form; during the transition from mycelium to yeast; and under conditions that mimic the infection pathway. In this study, we describe a global detection and functional inference for the HPs in Paracoccidioides. For these analysis we used computational methods based on sequence similarity, search for targeting signals, presence of known protein domains and also a functional classification based on Gene Ontology. Our analysis allowed the HPs to be classified into different functional categories such as metabolism, organelle organization, cell communication, protein localization, cell cycle, signaling and cell differentiation. We also performed a functional enrichment analysis of the transcripts expressed under different growth conditions. The best represented functional domains are those involved in the regulation of gene expression, suggesting that these HPs may be involved in regulation of the gene response and adaptation. The transcriptional profiling of six HPs confirms that they are highly expressed in the presence of human blood and plasma and also during phase transition, a crucial event for establishment of the infection process. Additionally, we have cloned and expressed the gene encoding the hypothetical protein PAAG_08614 from Pb01. The transcript and protein expression were evaluated by qPCR e western-blot, respectively. PAAG_08614 is preferentially expressed in mycelium and during mycelium to yeast transition. This work constitutes the first large-scale characterization of the proteins of unknown functional from Paracoccidioides spp. and helps the functional assignment of hypothetical proteins, as well as the understanding of the data generated from structural and functional genome. / Aproximadamente 60% dos genes de Paracoccidioides ssp. codificam proteínas anotadas como proteínas hipotéticas ou proteínas preditas (HPs). Estudos Transcricionais revelaram 2.364 HPs foram expressas nas fases de micélio e levedura; durante a transição de micélio para levedura; e em condições que mimetizam as vias de infecção. Neste estudo, descrevemos uma detecção global e inferência funcional para as HPs de Paracoccidioides. Para essas análises foram utilizados métodos computacionais baseados na similaridade de sequência, procurar de peptídeos de sinais, presença de domínios de proteínas conhecidas e também uma classificação funcional baseada no Gene Ontology. Nossa análise permitiu a classificação das HPs em diferentes categorias funcionais, tais como o metabolismo, organização de organela, comunicação celular, localização de proteínas, ciclo celular, sinalização e diferenciação celular. Também realizamos uma análise de enriquecimento funcional dos transcritos expressos em diferentes condições de cultivo. Os domínios funcionais mais bem representados são os envolvidos na regulação da expressão gênica, o que sugere que estas proteínas estão envolvidas na regulação da resposta e adaptação do fungo às diferentes condições impostas pelo ambiente. A análise do perfil transcricional de seis HPs confirmou que elas são altamente expressas na presença de sangue e de plasma humano e também durante a fase de transição, um evento crucial para o estabelecimento do processo de infecção. Adicionalmente, o gene que codifica a proteína hipotética de PAAG_08614 de Pb01 foi clonado e expresso. A expressão dos transcritos e proteínas foram avaliadas por qPCR e western-blot, respectivamente. A PAAG_08614 é preferencialmente expressa na fase de micélio e durante a transição micélio para levedura. Este trabalho representa a primeira caracterização em grande escala das proteínas de função desconhecida de Paracoccidioides spp. e ajuda na atribuição funcional de proteínas hipotéticas, assim como uma melhor compreensão dos dados gerados a partir do genoma estrutural e funcional.

Submitted by Andrea Hartke (andreamh@fiocruz.br) on 2014-11-24T13:25:54Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Bruno Dias Ramos.pdf: 4916835 bytes, checksum: fa6000cbfecb89598eef24d308186fc7 (MD5) / Approved for entry into archive by Andrea Hartke (andreamh@fiocruz.br) on 2014-11-24T17:25:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Bruno Dias Ramos.pdf: 4916835 bytes, checksum: fa6000cbfecb89598eef24d308186fc7 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-24T17:25:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Bruno Dias Ramos.pdf: 4916835 bytes, checksum: fa6000cbfecb89598eef24d308186fc7 (MD5) Previous issue date: 2014 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Carlos Chagas. Pós-Graduação em Biociências e Biotecnologia. Curitiba, PR, Brasil. / Desde sua descoberta, no inicio do século 20, o protozoário parasita causador da Doença de Chagas, Trypanosoma cruzi, se tornou alvo de estudo em diversas instituições de pesquisa ao redor do mundo. Portador de características peculiares interessantes, T. cruzi é um excelente modelo de estudo de processo de regulação pós-transcricional. O parasita teve o seu genoma sequênciado em 2005, e foi observado que muitos dos genes contidas em seu genoma não apresentaram uma descrição funcional confiável, sendo anotados como codificadores de "proteínas hipotéticas". Tendo em vista essa ausência de caracterização funcional de uma parcela considerável do genoma de T. cruzi, o presente trabalho se propôs a realizar a caracterização molecular de um grupo de 10 proteínas de T. cruzi anotadas como "hipotéticas", e que se apresentavam diferencialmente expressas na forma celular tripomastigota metacíclica do parasita, a forma infectiva não-replicativa que inicialmente infecta o hospedeiro mamífero na via usual de transmissão da doença via o inseto vetor. Após amplificação, todos os dez genes selecionados no estudo foram clonados em vetor de entrada (pDONRTM221, Invitrogen), a partir do qual foi possível a transferência do fragmento gênico para outros vetores, visando diferentes abordagens de análise. Todos os genes foram transferidos com sucesso para o vetor de expressão pDESTTM17, de expressão em Escherichia coli, e nove para o vetor pTcGFP, de expressão no próprio T. cruzi e que fusiona à proteína uma etiqueta fluorescente. Dos genes inseridos no pDESTTM17, sete deles foram com sucesso expressos em E. coli, sendo obtidos anticorpos policlonais contra seis das proteínas expressas. Os ensaios de western blot realizados com os soros obtidos contra extratos das quatro formas celulares de T. cruzi corroboram os dados previamente obtidos de sequenciamento de mRNA. Foram realizados ensaios de imunolocalização com os soros obtidos, no entanto, os padrões encontrados nas imunolocalizações foram diferentes dos observados pelas proteínas fusionadas à etiqueta fluorescente GFP. Ensaios de nocaute gênico das proteínas estudadas foram iniciados, e em breve virão a contribuir para o trabalho. Espera-se que os dados obtidos com esse estudo venham melhorar a anotação funcional e a compreensão das proteínas selecionadas. / Since it discovery in early 20th century, the Chagas Disease causative protozoan parasite, Trypanosoma cruzi, became the subject of study in several research institutions around de world. Carrier of interesting peculiar characteristics, T. cruzi is an excellent study model of post-transcriptional regulation process. The parasite had its genome sequenced in 2005, and it was observed that several of it genes did not show a reliable functional description, been annotated as coding for "hypothetical proteins". Given this lack of functional characterization of a considerable portion of T. cruzi genome, the present study proposed to perform a molecular characterization of a group of ten T. cruzi proteins annotated as "hypothetical" that in mRNA studies had showed to be differentially expressed in the parasite metacyclic trypomastigotes cell form, the infective non-replicative that initially infect the mammalian host in the usual route of transmission of the disease via the insect vector. After been amplified all the ten genes selected in the study were cloned into entry vector (pDONRTM221, Invitrogen) from which it was possible to transfer the gene fragment to other vectors, targeting different approaches to analysis. All genes were successfully transferred to pDESTTM17 expression vector, for expression in Escherichia coli, and nine to the pTcGFP vector, for expression of the protein fused to a fluorescent tag in T. cruzi. From all genes inserted into pDESTTM17, seven were successfully expressed in E. coli, which six were purified and inoculated in mice for obtaining polyclonal antibody. Western blot assays performed against protein extracts of the four T. cruzi cell forms using this sera corroborate the date previously obtained by mRNA sequencing. Immunolocalization assays were performed, however, the localization patterns observed in the immunolocalizations were different from those observed by the proteins fused to the GFP fluorescent tag. Gene knockout assays of the studied proteins were started and soon will come to contribute to this characterization work. It is hoped that the data obtained from this study will improve the functional annotation and understanding of the selected proteins.

A lagarta da espécie Lonomia obliqua é medicamente importante, cujo veneno, presente nas espículas, causa uma síndrome hemorrágica caracterizada por equimoses, alterações da coagulação, dentre outros sintomas. Isto sugere a presença de peptídeos bioativos com potencial farmacêutico, devido à capacidade de modular o comportamento das células endoteliais. O objetivo deste estudo é analisar os potenciais efeitos do veneno de Lonomia obliqua na angiogênese. Uma linhagem celular endotelial (HUVEC) foi exposta a diferentes concentrações do extrato de espículas da Lonomia obliqua (Lonomia obliqua Bristle extract - LOBE) 5 μg/mL, 10 μg/mL, 20 μg/mL e 50 μg/mL. Empregando citometria de fluxo, observou-se que nenhuma das doses afetou o ciclo celular, viabilidade ou apoptose das células endoteliais após 24h de exposição. Os esferóides das células HUVEC foram plaqueados numa matriz 3D de colágeno e observou-se que LOBE (10 μg/mL, 20 μg/mL e 50 μg/mL) induz um aumento na migração celular, consistente com o processo de angiogênese. A análise da dinâmica da VE-caderina indica que a exposição imediata a LOBE (10 μg/mL) induz um desprendimento da junção célula-célula, o que corrobora com a hemorragia observada nas vítimas de envenenamento. Através de espectrometria de massa, observou-se que LOBE possui vários potenciais peptídeos bioativos. Grupos destes peptídeos foram isolados por fracionamento com metanol a partir do veneno bruto. Os peptídeos presentes, em cada uma das 10 frações, foram caracterizados por espectrometria de massa e foram analisados os efeitos de cada fração sobre a angiogênese. Os resultados sugerem que alguns dos efeitos do envenenamento por Lonomia obliqua são devidos à presença de peptídeos bioativos que modulam o comportamento das células endoteliais. / The caterpillar of the species Lonomia obliqua is medically important, whose venom present in the bristles leads to an hemorrhagic syndrome characterized by ecchymosis, coagulation disorders and others symptoms. This suggests the presence of bioactive peptides with pharmaceutical potencial due to the ability to modulate the behavior of endothelial cells. The aim of this study is to analyze the potential effects of Lonomia obliqua venom on angiogenesis. An endothelial cell line (HUVEC) was exposed to different concentrations (5 μg/mL, 10 μg/mL, 20 μg/mL and 50 μg/mL) of Lonomia obliqua bristle extract (LOBE). Using flow cytometry, it was observed that none of the doses affected endothelial cell cycle, cell viability or apoptosis after 24h of exposition. Spheroids of HUVEC cells were plated in a 3D-collagen matrix and it was observed that LOBE (10 μg/mL, 20 μg/mL and 50 μg/mL) induced an increase on cell migration consistent with the angiogenesis process. Analysis of VE-cadherin dynamics indicates that the immediate exposition to LOBE (10 μg/mL) induced a loosening of cell-cell junction, which corroborates with the hemorrhage observed in the victims. By mass spectroscopy, it was observed that LOBE possesses several potentially bioactive peptides. Groups of these peptides were isolated by a methanol-based fractioning of the crude venom. The peptides present in each of the 10 fractions were characterized by mass spectroscopy and it was analyzed the effects of each fraction on angiogenesis. The results suggest that some of the effects of Lonomia obliqua envenomation are due to the presence of bioactive peptides that modulate the behavior of endothelial cells.

A lagarta da espécie Lonomia obliqua é medicamente importante, cujo veneno, presente nas espículas, causa uma síndrome hemorrágica caracterizada por equimoses, alterações da coagulação, dentre outros sintomas. Isto sugere a presença de peptídeos bioativos com potencial farmacêutico, devido à capacidade de modular o comportamento das células endoteliais. O objetivo deste estudo é analisar os potenciais efeitos do veneno de Lonomia obliqua na angiogênese. Uma linhagem celular endotelial (HUVEC) foi exposta a diferentes concentrações do extrato de espículas da Lonomia obliqua (Lonomia obliqua Bristle extract - LOBE) 5 μg/mL, 10 μg/mL, 20 μg/mL e 50 μg/mL. Empregando citometria de fluxo, observou-se que nenhuma das doses afetou o ciclo celular, viabilidade ou apoptose das células endoteliais após 24h de exposição. Os esferóides das células HUVEC foram plaqueados numa matriz 3D de colágeno e observou-se que LOBE (10 μg/mL, 20 μg/mL e 50 μg/mL) induz um aumento na migração celular, consistente com o processo de angiogênese. A análise da dinâmica da VE-caderina indica que a exposição imediata a LOBE (10 μg/mL) induz um desprendimento da junção célula-célula, o que corrobora com a hemorragia observada nas vítimas de envenenamento. Através de espectrometria de massa, observou-se que LOBE possui vários potenciais peptídeos bioativos. Grupos destes peptídeos foram isolados por fracionamento com metanol a partir do veneno bruto. Os peptídeos presentes, em cada uma das 10 frações, foram caracterizados por espectrometria de massa e foram analisados os efeitos de cada fração sobre a angiogênese. Os resultados sugerem que alguns dos efeitos do envenenamento por Lonomia obliqua são devidos à presença de peptídeos bioativos que modulam o comportamento das células endoteliais. / The caterpillar of the species Lonomia obliqua is medically important, whose venom present in the bristles leads to an hemorrhagic syndrome characterized by ecchymosis, coagulation disorders and others symptoms. This suggests the presence of bioactive peptides with pharmaceutical potencial due to the ability to modulate the behavior of endothelial cells. The aim of this study is to analyze the potential effects of Lonomia obliqua venom on angiogenesis. An endothelial cell line (HUVEC) was exposed to different concentrations (5 μg/mL, 10 μg/mL, 20 μg/mL and 50 μg/mL) of Lonomia obliqua bristle extract (LOBE). Using flow cytometry, it was observed that none of the doses affected endothelial cell cycle, cell viability or apoptosis after 24h of exposition. Spheroids of HUVEC cells were plated in a 3D-collagen matrix and it was observed that LOBE (10 μg/mL, 20 μg/mL and 50 μg/mL) induced an increase on cell migration consistent with the angiogenesis process. Analysis of VE-cadherin dynamics indicates that the immediate exposition to LOBE (10 μg/mL) induced a loosening of cell-cell junction, which corroborates with the hemorrhage observed in the victims. By mass spectroscopy, it was observed that LOBE possesses several potentially bioactive peptides. Groups of these peptides were isolated by a methanol-based fractioning of the crude venom. The peptides present in each of the 10 fractions were characterized by mass spectroscopy and it was analyzed the effects of each fraction on angiogenesis. The results suggest that some of the effects of Lonomia obliqua envenomation are due to the presence of bioactive peptides that modulate the behavior of endothelial cells.

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B. diazoefficiens CPAC 7 e B. japonicum CPAC 15 são estirpes brasileiras de Bradyrhizobium que apresentam grande relevância para o cultivo da soja, pois são capazes de fornecer nitrogênio para a produção desta leguminosa através do processo de fixação biológica de nitrogênio (FBN), uma técnica sustentável e de baixo custo. Por esse motivo, tais bactérias são de grande interesse, e seu estudo contribui na compreensão do processo complexo e orquestrado por um conjunto de genes específicos que culmina no estabelecimento da simbiose. A estirpe CPAC 7 possui maior eficiência em fixar N2 , e a CPAC 15 destaca-se pela sua competitividade. Recentemente, o genoma de cada uma foi sequenciado na tentativa de conhecer seu conteúdo gênico e identificar os fatores genéticos responsáveis pelas diferenças no desempenho simbiótico. Apesar de ter sido encontrado alguns rearranjos, os genoma mostraram-se sintênicos na sua maioria. Entretanto, o fato de haver muitas transposases ao redor dos genes, principalmente na ilha simbiótica, e devido a presença de muitos genes hipotéticos, representando uma limitação no conhecimento, nos motivou a realizar o presente estudo, onde exploramos estes dois genomas. Portanto, os objetivos deste estudo foram de definir a população de elementos de transposição (TEs) que compõe estes genomas, avaliar se os elementos completos podem estar impactando os genes de alguma forma; explorar as proteínas hipotéticas, tentando identificar novas funções que possam estar associadas com a interação soja-Bradyrhizobium e apontá-las para estudos experimentais futuros; e ainda explorar os genes exclusivos das regiões atípicas dos genomas, sendo que para isso, nós também desenvolvemos uma nova metodologia, baseada na máxima entropia (ME), que pode ser utilizada em novos estudos genômicos a partir da simples sequência nucleotídica. Todas as análises deste estudo foram realizadas in silico. Estudando os TEs, identificamos 33 novas sequências de inserção, sendo que algumas destacaram-se por terem potencial impacto nos genes associados com a simbiose destas bactérias, como nopAN, nopAG, rhcU, modC e hypB. Explorar as proteínas hipotéticas nos permitiu reduzir a porcentagem de hipotéticas dos genomas. Adicionamos novas informações à 1.204 proteínas, das quais muitas apresentaram similaridade com proteínas comprovadamente associadas com a interação planta-bactéria, em condições de simbiose e/ou patogenicidade, como proteínas envolvidas na motilidade e adesão celular, fatores de virulência, proteínas secretoras e efetoras, entre outras. Além disso, a metodologia ME, desenvolvida neste estudo com o intuito de direcionar análises genômicas para regiões atípicas, quando comparada com outras ferramentas existentes, mostrou-se superior em termos de eficiência e tempo de execução computacional. Nas regiões genômicas apontadas pela ME nos dois genomas de interesse, identificamos 269 genes exclusivos de CPAC 7 e 368 de CPAC 15, sendo que destacamos aqueles com potencial relação com as diferenças simbióticas das estirpes, como o gene fixW, noeE, rtxA e nex18. Assim, os resultados obtidos neste trabalho vêm expandir nosso conhecimento sobre os genomas destas estirpes. Destacando ainda, importantes diferenças que podem estar associadas com a habilidade simbiótica de cada bactéria. / B. diazoefficiens CPAC 7 and B. japonicum CPAC 15 are Brazilian Bradyrhizobium strains of great importance for soybean cultivation, since when in a symbiotic state they provide nitrogen for the crop through the biological nitrogen fixation process (BNF), a sustainable technique and low cost. For this reason, such bacteria represent great interest and have been widely studied, once the symbiotic establishment is a complex process and orchestrated by a specific set of genes. The CPAC 7 strain has a higher efficiency to fix N2 , while CPAC 15 stands out for its competitiveness. Recently, their genomes were sequenced in an attempt to gain knowledge about their gene content and to identify the genetic factors responsible for differences in their symbiotic performance. Despite having identified some rearrangements, the majority of genomes showed syntenic. However, the fact that there are many transposases around the genes, especially in symbiotic island, and due to the presence of many hypothetical genes, representing a limitation on knowledge, motivated us to conduct this study, which explored these two important genomes. Therefore, the objectives of this study were to define the population of transposable elements (TEs) present in these genomes and to verify whether such TEs could be impacting the genes somehow; to study the hypothetical proteins, trying to identify new features that may be associated with the soybean-Bradyrhizobium interaction and point them for future experimental studies; and to explore the exclusive genes from atypical regions of both genomes, and for that, we have also developed a new methodology, based on maximum entropy (ME), which can be used in new genomic studies. All analyzes in this study were performed in silico. Studying the TEs, we identified 33 new insertion sequences, and some stood out for having potential impact on genes associated with the symbiosis of these bacteria, such as nopAN, nopAG, rhcU, modC and hypB. As a consequence of improving the annotation of hypothetical proteins we were able to reduce the hypothetical percentage. Among these, we add new information to 1,204 proteins, many of which had similarity to proteins with involvement in the plant-bacteria interaction, in symbiosis and/or pathogenicity conditions, such as proteins involved in cell motility and adhesion, virulence factors, secretion proteins, effectors, among others. Moreover, the ME methodology developed in this study to direct genomic analysis to atypical regions, compared with other existing tools, it was superior in efficiency and execution time. In the genomic regions identified by the ME in both Bradyrhizobium genomes, we identified 269 exclusive genes of CPAC 7 and 368 of CPAC 15, we highlighted those with potential involvement with symbiotic differences of strains, as fixW, noeE, rtxA and nex18. Thus, the results obtained in this study come to expand our knowledge about the genomes of these important bacteria. Finally, differences were identified as potential targets to be associated with the symbiotic ability of each strain to be futher studied.