A Fibrose cística (FC) é uma condição genética que predispõe os portadores a infecções crônicas repetidas do trato respiratório. O complexo Burkholderia cepacia (CBC), formado por espécies (variantes genômicas) intimamente relacionadas, são microorganismos comumente associados a essas infecções. A variante genômica do CBC envolvida na colonização de um determinado paciente influencia diretamente na progressão da sua doença e sobrevida. A identificação fenotípica do CBC é difícil por se tratar de um bacilo Gram-negativo não fermentador e a identificação de suas espécies é ainda mais complexa devido à similaridade fenotípica que existe entre elas. Os principais objetivos do estudo foram a padronização de uma técnica molecular de PCR-RFLP ("polymerase chain reaction restriction fragment length polymorphism") para identificação do CBC e de suas espécies e o estabelecimento da prevalência dessas espécies entre os pacientes com FC atendidos no Hospital de Clínicas de Porto Alegre no período de fevereiro a dezembro de 2006. Na análise por PCR foram utilizados iniciadores específicos para o gene recA (BCR1 e BCR2). Para o RFLP foram utilizadas as enzimas de restrição HaeIII e Mnll (New England Biolabs Inc., Hitchin, England). No período do estudo foram submetidas ao laboratório amostras de 244 pacientes com FC, sendo que em amostras de 26 pacientes foram identificadas bactérias pertencentes ao CBC. Nesse período, 10.6% (26/244) dos pacientes com fibrose cística que entraram no critério de inclusão estavam colonizados pelo CBC. A análise molecular do gene recA mostrou que B. cenocepacia foi isolada de 53.8% (14) dos pacientes, B. multivorans; 15.4% (4); B. vietnaminsis 7.7% (2) e B. ambifaria 7.7% (2). Dois pacientes 7.7% (2) estiveram colonizados por B. cenocepacia IIIA and IIIB em diferentes momentos. Em dois pacientes não foi possível realizar a identificação em nível de espécie. As técnicas moleculares, como PCR-RFLP são mais eficientes para a identificação do CBC e as únicas capazes de identificar suas variantes genômicas, o que é imprescindível para o acompanhamento clínico dos pacientes portadores de fibrose cística.

A Fibrose cística (FC) é uma condição genética que predispõe os portadores a infecções crônicas repetidas do trato respiratório. O complexo Burkholderia cepacia (CBC), formado por espécies (variantes genômicas) intimamente relacionadas, são microorganismos comumente associados a essas infecções. A variante genômica do CBC envolvida na colonização de um determinado paciente influencia diretamente na progressão da sua doença e sobrevida. A identificação fenotípica do CBC é difícil por se tratar de um bacilo Gram-negativo não fermentador e a identificação de suas espécies é ainda mais complexa devido à similaridade fenotípica que existe entre elas. Os principais objetivos do estudo foram a padronização de uma técnica molecular de PCR-RFLP ("polymerase chain reaction restriction fragment length polymorphism") para identificação do CBC e de suas espécies e o estabelecimento da prevalência dessas espécies entre os pacientes com FC atendidos no Hospital de Clínicas de Porto Alegre no período de fevereiro a dezembro de 2006. Na análise por PCR foram utilizados iniciadores específicos para o gene recA (BCR1 e BCR2). Para o RFLP foram utilizadas as enzimas de restrição HaeIII e Mnll (New England Biolabs Inc., Hitchin, England). No período do estudo foram submetidas ao laboratório amostras de 244 pacientes com FC, sendo que em amostras de 26 pacientes foram identificadas bactérias pertencentes ao CBC. Nesse período, 10.6% (26/244) dos pacientes com fibrose cística que entraram no critério de inclusão estavam colonizados pelo CBC. A análise molecular do gene recA mostrou que B. cenocepacia foi isolada de 53.8% (14) dos pacientes, B. multivorans; 15.4% (4); B. vietnaminsis 7.7% (2) e B. ambifaria 7.7% (2). Dois pacientes 7.7% (2) estiveram colonizados por B. cenocepacia IIIA and IIIB em diferentes momentos. Em dois pacientes não foi possível realizar a identificação em nível de espécie. As técnicas moleculares, como PCR-RFLP são mais eficientes para a identificação do CBC e as únicas capazes de identificar suas variantes genômicas, o que é imprescindível para o acompanhamento clínico dos pacientes portadores de fibrose cística.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-07-03T13:42:30Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2175297 bytes, checksum: 0d32244b68ce823204f52f4f1ca022de (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-03T13:42:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2175297 bytes, checksum: 0d32244b68ce823204f52f4f1ca022de (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Genomic islands (GIs) are regions of the bacterial and archaeal genomes that were acquired through the phenomenon of horizontal transfer. Usually, these regions provide important adaptations to these organisms, such as antibiotic resistance and pathogenicity, whose effects can be harmful to other species. For these reasons, many computational methodologies have been proposed for their prediction, however, none of them are capable to precisely identify the whole repertoire of islands present in a given genomic sequence. Therefore, the development of new approaches that explore different aspects of these regions is timely, allowing the identification of those not known. In this paper, it is proposed a novel method for the identification of GIs, built based on mean shift clustering algorithm, with the automatic bandwidth calculation, necessary to its operation. Test results with genomic island inserted in bacterial genomes show that the method is capable of identifying these regions, with sensitivity rates above 99%. Tests performed with bacterial genomes with known GIs revealed the potential of the method for their identification and for the discovery of new island. The detailed study of the new islands content pointed the presence of typical GIs elements, confirming its effectiveness in the prediction of these regions. / Ilhas genômicas (IGs) são regiões do genoma de bactérias e arqueas adquiridas por meio do fenômeno da transferência horizontal. Frequentemente, essas regiões proporcionam importantes adaptações a esses organismos, como resistência a antibióticos e patogenicidade, cujos efeitos podem ser danosos a outras espécies. Por essa razão, diversas metodologias computacionais foram propostas para a sua predição, porém nenhuma capaz de identificar o repertório completo de ilhas presentes em uma determinada sequência genômica. Portanto, torna-se oportuno o desenvolvimento de novas abordagens que explorem diferentes aspectos dessas regiões, permitindo a identificação daquelas não conhecidas. Nesse trabalho, propõe-se um novo método para a identificação de IGs, construído com base no algoritmo de agrupamento mean shift, com o cálculo automático da largura de banda, indispensável para o seu funcionamento. Resultados dos testes com ilhas genômicas inseridas em genomas de bactérias mostram que o método é capaz de identificar essas regiões com taxas de acerto acima de 99%. Testes realizados com genomas de bactérias com IGs conhecidas revelaram o potencial do método para a sua identificação e para a descoberta de novas ilhas. O estudo detalhado do conteúdo das novas ilhas apontou a presença de elementos típicos de IGs, confirmando a eficácia do método na predição dessas regiões.

A Fibrose cística (FC) é uma condição genética que predispõe os portadores a infecções crônicas repetidas do trato respiratório. O complexo Burkholderia cepacia (CBC), formado por espécies (variantes genômicas) intimamente relacionadas, são microorganismos comumente associados a essas infecções. A variante genômica do CBC envolvida na colonização de um determinado paciente influencia diretamente na progressão da sua doença e sobrevida. A identificação fenotípica do CBC é difícil por se tratar de um bacilo Gram-negativo não fermentador e a identificação de suas espécies é ainda mais complexa devido à similaridade fenotípica que existe entre elas. Os principais objetivos do estudo foram a padronização de uma técnica molecular de PCR-RFLP ("polymerase chain reaction restriction fragment length polymorphism") para identificação do CBC e de suas espécies e o estabelecimento da prevalência dessas espécies entre os pacientes com FC atendidos no Hospital de Clínicas de Porto Alegre no período de fevereiro a dezembro de 2006. Na análise por PCR foram utilizados iniciadores específicos para o gene recA (BCR1 e BCR2). Para o RFLP foram utilizadas as enzimas de restrição HaeIII e Mnll (New England Biolabs Inc., Hitchin, England). No período do estudo foram submetidas ao laboratório amostras de 244 pacientes com FC, sendo que em amostras de 26 pacientes foram identificadas bactérias pertencentes ao CBC. Nesse período, 10.6% (26/244) dos pacientes com fibrose cística que entraram no critério de inclusão estavam colonizados pelo CBC. A análise molecular do gene recA mostrou que B. cenocepacia foi isolada de 53.8% (14) dos pacientes, B. multivorans; 15.4% (4); B. vietnaminsis 7.7% (2) e B. ambifaria 7.7% (2). Dois pacientes 7.7% (2) estiveram colonizados por B. cenocepacia IIIA and IIIB em diferentes momentos. Em dois pacientes não foi possível realizar a identificação em nível de espécie. As técnicas moleculares, como PCR-RFLP são mais eficientes para a identificação do CBC e as únicas capazes de identificar suas variantes genômicas, o que é imprescindível para o acompanhamento clínico dos pacientes portadores de fibrose cística.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:37:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_tanise_fortes.pdf: 3529801 bytes, checksum: 88734c926a2abf7729f24c5ee75649d1 (MD5) Previous issue date: 2013-07-25 / Brazil has one of the largest commercial heard of the world and it is a great beef exporter. Meanwhile, for the consolidation of Brazilian exportation of meat in natura and its derivatives it is necessary that the products have food safety. Among the microorganisms used as indicators of food security, Salmonella has a special attention because it causes severe diseases to animals and humans. This study was developed with the objective to isolate Salmonella during the cattle slaughter in a state inspection slaughterhouse located in the city of Pelotas, Rio Grande do Sul. A hundred and fifty samples were collected from three different points of slaughter: leather of the animal after bleeding (P1), the carcass after evisceration (P2) and cecum contents (P3). The isolates were tested for their antimicrobial susceptibility in vitro using amoxicillin, ampicillin and ciprofloxacin. As results, two (1,33%) strains were isolated from bovines and classified as Salmonella. No strain was isolated from buffalos. The two isolates were susceptible to amoxicillin and ciprofloxacin. Besides the investigation of the presence of Salmonella in the cattle flowchart, a review about Salmonella pathogenicity islands (SPI) was performed. According to the results, we conclude that there is the risk of incorporating the bacteria at the slaughter time by the ruminants, contaminating the carcasses. The implementation and maintenance of means to control the quality in the market facilities are important to prevent or reduce the health risk to employees and consumers. / O Brasil possui um dos maiores rebanhos de ruminantes do mundo e destaca-se como um grande exportador de carne. Entretanto, para que a exportação brasileira de carne in natura e seus derivados seja consolidada é importante que o produto tenha segurança alimentar. Entre os micro-organismos usados como indicadores de segurança alimentar, Salmonella se destaca por causar muitas doenças em animais e humanos. Este estudo foi realizado com o objetivo de isolar Salmonella durante o abate de ruminantes em um frigorífico sob inspeção estadual, localizado na cidade de Pelotas, Rio Grande do Sul, que utiliza medidas para o controle de qualidade. Cento e cinquenta amostras foram coletadas de três pontos diferentes do abate: couro do animal após a sangria (P1), carcaça após a evisceração (P2) e conteúdo cecal (P3). Os isolados foram testados quanto à suscetibilidade antimicrobiana in vitro usando amoxicilina, ampicilina e ciprofloxacina. Como resultados, duas (1,33%) cepas foram isoladas de bovinos e classificadas como Salmonella. Nenhuma cepa foi isolada de búfalos. Os dois isolados apresentaram suscetibilidade à amoxicilina e à ciprofloxacina. Além da investigação da presença de Salmonella no fluxograma de ruminantes, foi realizada uma revisão sobre ilhas de patogenicidade em Salmonella (SPI). De acordo com os resultados, conclui-se que existe o risco da bactéria ser incorporada na linha de abate pelos ruminantes e, dessa forma, provocar a contaminação das carcaças. A implementação e a manutenção de medidas para o controle de qualidade nos estabelecimentos são importantes para prevenir ou reduzir o risco à saúde dos funcionários e consumidores.

Genomas bacterianos são extremamente dinâmicos e boa parte dessa dinâmica ocorre devido a transferência horizontal e aquisição de DNA exógeno, um processo natural e fundamental para a evolução, adaptação e diversificação dos microrganismos. Ilhas genômicas são grandes regiões do cromossomo bacteriano adquiridas por transferência horizontal e estão presentes em apenas algumas linhagens, podendo conferir alguma vantagem adaptativa. Em Pseudomonas aeruginosa, até o momento foram caracterizadas pelo menos dezesseis ilhas genômicas e cada uma delas confere características diferentes a seus hospedeiros. Em P. aeruginosa UCBPP-PA14 (ou simplesmente PA14), encontram-se duas ilhas de patogenicidade denominadas PAPI-1 e PAPI-2, sendo a primeira a maior e a mais estudada, contendo 115 ORFs (“Open Reading Frame”, ou quadros abertos de leitura). Dentre estes, o gene int codifica uma integrase essencial para a excisão e integração de PAPI-1, e o gene soj é necessário para a manutenção da ilha na célula e é expresso apenas quando esta se encontra na forma epissomal. PAPI-1 codifica um provável sistema de secreção tipo IV (T4SS), similar ao do elemento móvel ICEHin1056, responsável pela transferência deste para outras bactérias. O objetivo deste trabalho foi identificar fatores genéticos e ambientais que contribuem para a transferência de PAPI-1 entre linhagens de P. aeruginosa. Foi observado que os mutantes por transposon nos genes PAPI-1 PA14_59860, PA14_59880, PA14_59920 e PA14_59940 têm a frequência de transferência de PAPI-1 diminuída, mas os genes interrompidos nesses mutantes não são essenciais para a excisão da ilha. Também foi mostrado que os reguladores percepção de quorum RhlR e MvfR têm influência na expressão do gene int, mas não de soj. O terceiro regulador de percepção de quorum, LasR, assim como a proteína H-NS MvaT, não tem influência na expressão de int e de soj. Ensaios de RT-PCR quantitativos mostraram que o choque térmico aumentou os níveis do mRNA de soj, mas não de int, corroborando dados previamente sugeridos pela literatura, que mostram uma maior freqüência de transferência de PAPI-1 nessas condições. Também foi analisado se o segundo mensageiro celular em bactérias, c-di-GMP, poderia contribuir para a excisão/manutenção de PAPI-1. Alterações nas concentrações deste segundo mensageiro pela superexpressão de proteínas responsáveis por sua síntese ou degradação não foram capazes de afetar a excisão/manutenção de PAPI-1. Houve diminuição na frequência de transferência de PAPI-1 a partir de linhagens doadoras superexpressando uma diguanilato ciclase ou uma fosfodiesterase de c-di-GMP, mas provavelmente este efeito não se deve aos níveis alterados desse segundo mensageiro. Em Xanthomonas axonopodis pv. citri 306 (XAC), uma região de 86 kb possui uma grande semelhança com PAPI-1 na organização dos genes. Além disso, possui uma série de ORFs relacionados aos genes “core” que definem uma família de ilhas genômicas sintênicas das quais PAPI-1 faz parte. Entretanto, os genes acessórios encontrados entre os blocos de genes conservados varia muito entre PAPI-1 e a região de XAC. Foi determinado que esta região de XAC não pode se excisar do cromossomo nas condições analisadas. Por fim, com o intuito de verificar as possíveis interações entre os produtos dos genes conservados em PAPI-1 e XAC, ensaios de duplo-híbrido foram realizados, porém não foi possível determiná-las, visto que apenas resultados falsos positivos foram obtidos. Este trabalho mostrou pela primeira vez que a percepção de quorum está envolvida com a expressão de soj e determinou uma extensa similaridade entre essa ilha e uma região do genoma de XAC / Bacterial genomes are extremely dynamic mostly because of horizontal gene transfer, a natural and fundamental process for evolution, adaptation and diversification of microorganisms. Genomic islands are large DNA segments acquired by horizontal gene transfer which are present only in a few strains and may confer some adaptative advantage. At least sixteen genomic islands have been characterized in Pseudomonas aeruginosa to date and each confers different characteristics to its host strain. P. aeruginosa UCBPP-PA14 (PA14) harbors two pathogenicity islands named PAPI-1 and PAPI-2. PAPI-1 is the largest one, carrying 115 open reading frames (ORFs). Among these, int codes for an integrase essential for PAPI-1 excision and integration, and soj is required for maintaining PAPI-1 in the cells, being expressed only when this island is in an episomal, circular form. PAPI-1 also harbors genes coding for a type four secretion system (T4SS) similar to the mobile element ICEHin1056, which is responsible for transferring this element to other bacteria. In this work, we show that transposon insertion in PAPI-1 genes PA14_59860, PA14_59880, PA14_59920 and PA14_59940 lowered the frequency of conjugation of PAPI-1 from PA14 to other bacteria, but those genes were not essential for PAPI-1 excision. Quorum sensing regulators RhlR and MvfR had a role in int expression, but did not alter soj transcription. The third quorum sensing regulator LasR, as well as the H-NS protein MvaT, did not alter both int and soj expression. Quantitative RT-PCR assays showed that cells incubated at heat shock conditions present higher levels of soj, mRNA, confirming published data that showed an increase in PAPI-1 transfer in these conditions. It was also analyzed whether the second messenger c-di-GMP would contribute to PAPI-1 excision/maintenance. Changes in the levels of this second messenger in cells overexpressing proteins responsible for its synthesis or degradation did not affect PAPI-1 excision and maintenance. A decrease in PAPI-1 transfer frequency was detected when those cells were used as donors in conjugation, but this effect cannot be attributed to the altered c-di-GMP levels. In Xanthomonas axonopodis pv. citri 306 (XAC), an 86 kb genome region shares similarity with PAPI-1 regarding gene homology and organization. It also carries ORFs related to the core genes that define a syntenic family of genomic islands that includes PAPI-1. Nevertheless, the accessory genes dispersed among the clusters of conserved genes are not related, when comparing PAPI-1 and this region in XAC. An epissomal form of this putative XAC island could not be detected in the conditions tested in this work. Finally, in order to verify interactions involving the conserved proteins in PAPI-1 and XAC, two hybrid assays were carried out, but only false positives results were obtained

Genomas bacterianos são extremamente dinâmicos e boa parte dessa dinâmica ocorre devido a transferência horizontal e aquisição de DNA exógeno, um processo natural e fundamental para a evolução, adaptação e diversificação dos microrganismos. Ilhas genômicas são grandes regiões do cromossomo bacteriano adquiridas por transferência horizontal e estão presentes em apenas algumas linhagens, podendo conferir alguma vantagem adaptativa. Em Pseudomonas aeruginosa, até o momento foram caracterizadas pelo menos dezesseis ilhas genômicas e cada uma delas confere características diferentes a seus hospedeiros. Em P. aeruginosa UCBPP-PA14 (ou simplesmente PA14), encontram-se duas ilhas de patogenicidade denominadas PAPI-1 e PAPI-2, sendo a primeira a maior e a mais estudada, contendo 115 ORFs (“Open Reading Frame”, ou quadros abertos de leitura). Dentre estes, o gene int codifica uma integrase essencial para a excisão e integração de PAPI-1, e o gene soj é necessário para a manutenção da ilha na célula e é expresso apenas quando esta se encontra na forma epissomal. PAPI-1 codifica um provável sistema de secreção tipo IV (T4SS), similar ao do elemento móvel ICEHin1056, responsável pela transferência deste para outras bactérias. O objetivo deste trabalho foi identificar fatores genéticos e ambientais que contribuem para a transferência de PAPI-1 entre linhagens de P. aeruginosa. Foi observado que os mutantes por transposon nos genes PAPI-1 PA14_59860, PA14_59880, PA14_59920 e PA14_59940 têm a frequência de transferência de PAPI-1 diminuída, mas os genes interrompidos nesses mutantes não são essenciais para a excisão da ilha. Também foi mostrado que os reguladores percepção de quorum RhlR e MvfR têm influência na expressão do gene int, mas não de soj. O terceiro regulador de percepção de quorum, LasR, assim como a proteína H-NS MvaT, não tem influência na expressão de int e de soj. Ensaios de RT-PCR quantitativos mostraram que o choque térmico aumentou os níveis do mRNA de soj, mas não de int, corroborando dados previamente sugeridos pela literatura, que mostram uma maior freqüência de transferência de PAPI-1 nessas condições. Também foi analisado se o segundo mensageiro celular em bactérias, c-di-GMP, poderia contribuir para a excisão/manutenção de PAPI-1. Alterações nas concentrações deste segundo mensageiro pela superexpressão de proteínas responsáveis por sua síntese ou degradação não foram capazes de afetar a excisão/manutenção de PAPI-1. Houve diminuição na frequência de transferência de PAPI-1 a partir de linhagens doadoras superexpressando uma diguanilato ciclase ou uma fosfodiesterase de c-di-GMP, mas provavelmente este efeito não se deve aos níveis alterados desse segundo mensageiro. Em Xanthomonas axonopodis pv. citri 306 (XAC), uma região de 86 kb possui uma grande semelhança com PAPI-1 na organização dos genes. Além disso, possui uma série de ORFs relacionados aos genes “core” que definem uma família de ilhas genômicas sintênicas das quais PAPI-1 faz parte. Entretanto, os genes acessórios encontrados entre os blocos de genes conservados varia muito entre PAPI-1 e a região de XAC. Foi determinado que esta região de XAC não pode se excisar do cromossomo nas condições analisadas. Por fim, com o intuito de verificar as possíveis interações entre os produtos dos genes conservados em PAPI-1 e XAC, ensaios de duplo-híbrido foram realizados, porém não foi possível determiná-las, visto que apenas resultados falsos positivos foram obtidos. Este trabalho mostrou pela primeira vez que a percepção de quorum está envolvida com a expressão de soj e determinou uma extensa similaridade entre essa ilha e uma região do genoma de XAC / Bacterial genomes are extremely dynamic mostly because of horizontal gene transfer, a natural and fundamental process for evolution, adaptation and diversification of microorganisms. Genomic islands are large DNA segments acquired by horizontal gene transfer which are present only in a few strains and may confer some adaptative advantage. At least sixteen genomic islands have been characterized in Pseudomonas aeruginosa to date and each confers different characteristics to its host strain. P. aeruginosa UCBPP-PA14 (PA14) harbors two pathogenicity islands named PAPI-1 and PAPI-2. PAPI-1 is the largest one, carrying 115 open reading frames (ORFs). Among these, int codes for an integrase essential for PAPI-1 excision and integration, and soj is required for maintaining PAPI-1 in the cells, being expressed only when this island is in an episomal, circular form. PAPI-1 also harbors genes coding for a type four secretion system (T4SS) similar to the mobile element ICEHin1056, which is responsible for transferring this element to other bacteria. In this work, we show that transposon insertion in PAPI-1 genes PA14_59860, PA14_59880, PA14_59920 and PA14_59940 lowered the frequency of conjugation of PAPI-1 from PA14 to other bacteria, but those genes were not essential for PAPI-1 excision. Quorum sensing regulators RhlR and MvfR had a role in int expression, but did not alter soj transcription. The third quorum sensing regulator LasR, as well as the H-NS protein MvaT, did not alter both int and soj expression. Quantitative RT-PCR assays showed that cells incubated at heat shock conditions present higher levels of soj, mRNA, confirming published data that showed an increase in PAPI-1 transfer in these conditions. It was also analyzed whether the second messenger c-di-GMP would contribute to PAPI-1 excision/maintenance. Changes in the levels of this second messenger in cells overexpressing proteins responsible for its synthesis or degradation did not affect PAPI-1 excision and maintenance. A decrease in PAPI-1 transfer frequency was detected when those cells were used as donors in conjugation, but this effect cannot be attributed to the altered c-di-GMP levels. In Xanthomonas axonopodis pv. citri 306 (XAC), an 86 kb genome region shares similarity with PAPI-1 regarding gene homology and organization. It also carries ORFs related to the core genes that define a syntenic family of genomic islands that includes PAPI-1. Nevertheless, the accessory genes dispersed among the clusters of conserved genes are not related, when comparing PAPI-1 and this region in XAC. An epissomal form of this putative XAC island could not be detected in the conditions tested in this work. Finally, in order to verify interactions involving the conserved proteins in PAPI-1 and XAC, two hybrid assays were carried out, but only false positives results were obtained