Orientador: Michel Georges Albert Vincentz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T01:42:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silveira_AmandaBortolini_M.pdf: 20873886 bytes, checksum: 0c34c8a141f7bb11f8f3176ba7a976e0 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O crescimento e o desenvolvimento dos organismos são baseados na capacidade celular de expressão gênica diferencial que resulta, principalmente, do controle da taxa de iniciação da transcrição por fatores reguladores de transcrição (FTs). FTs do tipo Basic Leucine QQjJer(bZIP) fQram descritos em todos os eucariotos. Seu domínio conservado é constituído de uma região de ligação ao DNA rica em aminoácidos básicos, flanqueada a um zíper de leucinas responsável pela dimerização. Em angiospermas, os bZIPs são reguladores importantes de processos específicos como fotomorfogênese, desenvolvimento de órgãos, elongação celular, controle do balanço de carbono/nitrogênio, mecanismos de defesa, via de sinalização de hormônios e sacarose, controle osmótico e florescimento. Mostramos que os genomas de Arabidopsis thaliana e Orysa sativa codificam para um conjunto completo e não redundante de 76 e 113 fatores bZIP respectivamente, que foram organizados em 11 grupos de proteínas evolutivamente relacionadas e 33 Possíveis Grupos de Genes Ortólogos (PoGO) de mono e eudicotiledôneas, o que deve permitir racionalizar o processo de caracterização funcional destes fatores em angiospermas. O Grupo C, que inclui genes homólogos ao lócus de regulação Opaco-2 (02) de milho, está organizado em três PoGOS, que possivelmente desempenham três funções ancestrais de angiospermas. Em Arabidopsis estas três possíveis funções ancestrais estão representadas por quatro genes (bZIP' 02 !1omologous, Bzo2h), Bzo2h3/AtbZIP63 (PoGO C1), Bzo2h1/AtbZIP10 e Bzo2h4/ AtbZIP25 (PoGO C2) e Bzo2h2/AtbZIP9 (PoGO C3). Visando um melhor conhecimento sobre a evolução das funções dos fatores bZIP de angiospermas do Grupo C, iniciamos a caracterização funcional de~tes quatro reguladores, focando principalmente em AtbZIP9, um gene único representativo de uma função ancestral de angiospermas e cujo papel ainda é desconhecido. Notamos que a expressão de AtbZIP9 é restrita as células do floema e regulada por glicose, ácido abscísico e citocinina, sugerindo que este gene integra as vias de sinalização destes sinais metabólicos e hormonais no floema. Abordagens de genética reversa como RNAi, knockout e superexpressão não permitiram elucidar de maneira clara a atuação de AtbZIP9 no ciclo de vida de Arabidopsis, indicando que mecanismos de regulação pós-transcricional e/ou redundância genética atuam sobre este gene. Visando dar continuidade e ampliar o estudo funcional de AtbZIP9, foram obtidas linhagens transgênicas de Arabidopsis expressando versões modificadas deste gene que codificam para proteínas ativadoras constitutivas fortes da transcrição. Estas novas versões de AtbZIP9 são teoricamente capazes de ativar de maneira constitutiva a expressão dos genes alvos de AtbZIP9, contornando assim, as dificuldades decorrentes da análise de famílias gênicas que apresentam redundância funcional. Quando comparados a plantas selvagens, transformantes primários para ativadores constitutivos fortes apresentaram diversas alterações de morfologia foliar, além de mudanças metabólicas e fisiológicas como acúmulo de compostos fenólicos em folhas, sintomas de morte celular e senescência. A análise destes transformantes ainda sugere uma possível participação de AtbZIP9 no controle do desenvolvimento do sistema vascular de raízes e folhas. Suspeitamos que as alterações de morfologia foliar e fisiologia observadas possivelmente representem conseqüências de mudanças nas propriedades funcionais de transporte do floema, decorrentes de defeitos no processo de diferenciação e organização das células do cilindro vascular / Abstract: Transcriptional regulatory factors (TFs) play an important role in controlling growth and development of ali organisms. bZIPs TFs have been described in ali eukaryotes and are characterized by a basic aminoacid rich DNA binding domain and a leucine zipper, responsible for dimerization. bZIPs have been reported to act in several different plantspecific processes such as organ development, cell elongation, defense mechanism, hormones and sucrose signalization, light response, control of nitrogen/carbon balance, osmotic control and flowering. We showed that Arabidopsis thaliana and Orysa sativa genomes encode a complete and non-redundant set of 76 and 113 bZIP transcription factors, respectively, which were divided into 11 unique groups of homologous genes. More detailed phylogenetic analysis led to the identification of 33 Possible Groups of Monocot and Eudicot Orthologous Genes (PoGO), which allows rationalizing functional studies in angiosperms. Group C, which includes genes homologous to the maize Opaque-2 locus, is formed by three PoGOs, suggesting that this group represents three ancestral functions among angiosperms. In Arabidopsis these three possible ancestral functions may be represented by the bZIP Qpaque-2. homologous genes (Bzo2h), Bzo2h3/AtbZIP63 (PoGO C1), Bzo2h1/AtbZIP10 and Bzo2h4/AtbZIP25 (PoGO C2) and Bzo2h2/AtbZIP9 (PoGO C3). To get insight into the evolution pattern and function of Group C members, we have iniciated the functional characterization of the Bzo2h genes concentrating initially on AtbZIP9, a unique gene that represents an ancestral function and for which no functional informational is available. We showed that AtbZIP9 expression is restricted to phloem cells and regulated by glucose, abscisic acid and cytokinin, suggesting that this gene is an element of the signalization pathways of these metabolic and hormonal signals in the phloem. Reverse genetic approaches such as RNAi, knockout and superexpression failed to reveal the biological function of AtbZIP9 in Arabidopsis life cycle and suggested that post-transcriptional regulation and/or functional redundancy may act on AtbZIP9. In order to improve our Rnowledge on AtbZIP9 function, Arabidopsis transgenic lines expressing constitutive transcriptional activator versions of AtbZIP9 were obtained. Since such modified versions of AtbZIP9 are theoretically able to promote the superexpression of AtbZIP9 target genes, this strategy should be independent of functional redundancy. When compared to wild type plants, primary transformants for constitutive transcriptional activator versions of AtbZIP9 showed alterations of leaf morphology, as well as metabolic and physiologic modifications, such as phenolic compound accumulation in leaves, cell death and senescence symptoms. Analyses of this transformants also suggest that AtbZIP9 is possibly involved in the control of leaf and root vascular system development. We suspect that the alteration of leaf morphology and physiology observed in primary transformants possibly reflects consequences of changes in phloem transport functional properties, due to defects in vascular cylinder cell differentiation and organization / Mestrado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Mestre em Genética e Biologia Molecular

A diabetes mellitus (DM) é considerada uma das principais epidemias mundiais deste século, sendo responsável direta ou indiretamente pelo óbito de 123 mil diabéticos no Brasil em 2010. Na diabetes mellitus do tipo 1 (DM1), que corresponde a 5-10% dos casos, há ausência ou um relativo déficit de insulina circulante, acarretando aumento na glicemia e em produtos glicosilados, que por sua vez, podem estar relacionados à perda de visão e doenças cardiovasculares. Além disso, a marcante perda de tecido adiposo verificada na DM1 também pode acarretar hipercolesterolemia e esteatose hepática, além de possivelmente contribuir para a inflamação crônica característica da doença. Neste contexto, o objetivo principal do presente estudo foi examinar o efeito do treinamento de força e suplementação da dieta com leucina no tecido adiposo de ratos portadores de diabetes mellitus tipo 1. Para a realização do estudo, ratos Wistar machos foram aleatoriamente distribuídos em quatros grupos: i) Grupo DA (controle) (n=8) - sem treinamento (sedentário) e suplementado com uma mistura de aminoácidos não-essenciais (água ad libitum); ii) Grupo DL (n=8) - sem treinamento (sedentário) e suplementado com leucina (água ad libitum); iii) Grupo DTA (n=8) - com treinamento de força e suplementado com uma mistura de aminoácidos não-essenciais (água ad libitum); iv) Grupo DTL (n = 8) - com treinamento de força e suplementado com leucina (água ad libitum). Após 12 semanas de intervenção, os animais foram eutanasiados. Foram avaliados os seguintes parâmetros: lactato, tolerância à glicose, sensibilidade à insulina, consumo semanal de ração e água, evolução semanal do peso total dos animais, peso total do tecido adiposo e dos diferentes coxins; no soro: triacilglicerol (TAG), lipoproteína de alta densidade (HDL), colesterol total, TNF-α, IL-6, IL-10, IL-1β, leptina, adiponectina e insulina; no tecido adiposo retroperitoneal: expressão gênica de mTOR, Akt, 4E-BP, eif4E, p70s6k, PPARy, LPL, leptina, adiponectina e CEBP-α; concentração total de TNF-α, IL-6, IL-10, e IL-1β. A tolerância à glicose, o consumo de ração e água, a concentração total do TAB e do TARP, assim como a expressão gênica de mTOR, 4E-BP1, eif4E, p70S6k, PPARγ e CEBP-α encontraram-se melhorados nos grupos DL, DTA e DTL em comparação ao grupo DA; e as concentrações de HDL, colesterol total, IL-10 e adiponectina no soro, bem como a expressão gênica de adiponectina e a concentração total de IL-10 no TARP apresentaram-se aumentadas somente nos grupos DTA e DTL quando comparados ao grupo DA. Como conclusão, ambas intervenções foram capazes de atenuar as alterações fisiológicas verificadas na DM1, dentre eles as perdas excessivas do TAB. No entanto, por servir de estímulo para uma maior síntese de citocinas e hormônios antiinflamatórios por parte TAB, o treinamento de força foi o principal responsável pela redução da inflamação sistêmica dos animais. / Diabetes mellitus (DM) is considered one of the most important world epidemics of this century, being responsible directly or indirectly for the death of 123000 diabetics in Brazil in 2010. In type 1 diabetes (DM1), which corresponds to 5-10% of cases, there is absence or relative deficit of circulating insulin, leading to an increased glycemia and glycosilated products, which might be related to loss of vision and cardiovascular diseases. Furthermore, the marked loss of white adipose tissue (WAT) associated with DM1 might induce liver steatosis and hypercholesterolemia, besides possibly contributing to an increased chronic systemic inflammation. In this context, the main objective of the present study was examine the effect of resistance training and supplementation with leucine in the adipose tissue of type 1 diabetic rats. To conduct this study, Wistar male rats were randomly distributed in 4 groups: i) DA group (control of the experiment) (n=8) - without RT and supplemented with a mixture containing non-essential amino acids (water ad libitum); ii) DL group - without RT and supplemented with leucine (water ad libitum); iii) DTA group (n=8) - with RT and supplemented with a mixture containing non-essential amino acids (water ad libitum); iv) DTL group - with RT and supplemented with leucine (water ad libitum). After 12 weeks of intervention, animals were euthanized. The following parameters were analyzed: blood lactate, glucose tolerance, insulin sensitivity, weekly consumption of chow and water, evolution of total weight, WAT total weight and depots; concentration of triacylglycerol, high density lipoprotein, total cholesterol, TNF-α, IL-6, IL-10, IL-1β, adiponectin, leptin and insulin in the serum; gene expression of mTOR, 4E-BP1, eif4E, p70S6k, PPARγ, CEBP-α, LPL, leptin and adiponectin; in addition to the concentration of TNF-α, IL-6, IL-10, and IL- 1β in the retroperitoneal adipose tissue. Glucose tolerance, weekly consumption of chow and water, WAT and RPAT total weight, such as gene expression of mTOR, Akt, 4E-BP1, eif4E, p70S6k, PPARγ and CEBP-α were improved in DL, DTA and DTL groups in comparison with DA group; and the concentrations of HDL, total cholesterol, IL-10 and adiponectin in the serum, as well as gene expression of adiponectin and total concentration of IL-10 in the serum were increased only in DTA and DTL groups when compared to DA group. In conclusion, both interventions were capable of improving some DM1 physiological alterations, including the excessive loss of WAT. However, because resistance training stimulates an increased synthesis of antiinflammatory cytokines and hormones by WAT, this intervention might be the main responsible by the reduction of systemic inflammation of the animals.

Orientadores: Ricardo Aparicio, Marcelo Menossi Teixeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Esstadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T12:36:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kiyota_Eduardo_M.pdf: 3864663 bytes, checksum: fb929727fccb0492142f162a1eca404e (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Os fatores de transcrição do tipo bZIP estão presentes em organismos eucariotos e estão envolvidos na regulação da expressão gênica e no controle de muitos processos intracelulares. Esses fatores se ligam a seqüências específicas no DNA e são capazes de reconhecer seqüências reguladoras no promotor de um gene. As bZIPs são caracterizadas por uma região conservada rica em resíduos de aminoácidos básicos, e um zíper de leucinas, que possui repetições de uma seqüência de aminoácidos hidrofóbicos onde há uma leucina que ocupa a mesma posição a cada 7 resíduos. Estudos estruturais com bZIPs mostraram que essas proteinas enovelam-se na forma de uma extensa hélice-a e são capazes de formar dímeros através de um arranjo do tipo coiled- coil. Neste trabalho, a parte correspondente à região básica e ao zíper de leucinas de duas bZIPs, SCF5 e SCF12 de cana-de-açúcar, pertencentes a sub-famílias diferentes, foram clonadas, expressas e purificadas para estudos estruturais. O DNA correspondente a SCF12 foi clonado em pET28a e a proteína recombinante foi produzida em E. coli BL21 (DE3) pRil. A SCF12 purificada por cromatografia de afinidade (IMAC) teve sua estrutura secundária caracterizada por dicroísmo circular. A SCF5, clonada em pET3C e expressa em E. coli BL21 (DE3) pLysS foi purificada por cromatografia de troca catiônica. Cristais de um complexo da proteína ligada a uma seqüência de DNA de 24 pares de bases foram obtidos mas não exibiram qualidade suficiente para permitir a determinação da estrutura cristalográfica. Entretanto, foi possível obter um modelo do complexo a partir de experimentos de espalhamento de Raios X a baixos ângulos (SAXS, do inglês Small Angle X-Ray Scattering) em solução, e interpreta-lo à luz de estruturas de homólogas já conhecidas. / Abstract: The bZIP transcription factors are present in eukaryotic organisms and are involved in the regulation of gene expression and many intracellular processes. These factors bind specific DNA sequences and are able to recognize regulatory sequences of a gene promoter. The bZIPs are characterized by a conserved region rich in basic amino acid residues as well as by having the leucine zipper region, which possess a sequence of hydrophobic residues where there are leucines every seventh amino acids. Structural studies have shown that bZIP-folding is alpha-helical and these proteins are capable of dimmer formation via coiled-coil arrangement. In this work, the basic region and the leucine zipper of two sugarcane bZIPs, SCF12 and SCF5, belonged to two different bZIP-families were cloned, expressed and purified for structural studies. The corresponding SCF12 DNA was cloned into pET28a expression vector and the protein was produced in E. coli BL21 (DE3) pRil cells. SCF12 protein was purified by affinity chromatography (IMAC) and had its secondary structure characterized by CD. SCF5, cloned into pET3c and expressed in E. coli BL21 (DE3) pLysS was purified by cation exchange chromatography. Crystals of a complex formed by SCF5 protein and a 24-base-pair DNA sequence were obtained but unfortunately with quality insufficient for crystallographic structure determination. However, it was possible to obtain a model of the analyzed complex applying Small Angle X-ray Scattering (SAXS) technique by protein homologous structure comparison. / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Orientador: Maria Cristina Cintra Gomes Marcondes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-04T06:14:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ventrucci_Gislaine_D.pdf: 735812 bytes, checksum: 9ccc59181ffe68918015bc1467e83a50 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Caquexia, presente na maioria dos hospedeiros com câncer, é um estado caracterizado pela perda involuntária de peso. Pacientes com caquexia apresentam expectativa de vida muito reduzida e menor qualidade de vida. Nos pacientes com câncer-caquexia há intensa mobilização de substratos dos tecidos da carcaça do organismo hospedeiro ocorrendo, preferencialmente, depleção de proteína muscular em função da redução da síntese e/ou aumento da degradação protéica no músculo. Este aumento da taxa de proteólise muscular tem como função prover aminoácidos para síntese de glutamina, bem como para a demanda de síntese das células neoplásicas. Trabalhos da literatura mostram que o desenvolvimento de câncer dá-se de forma mais agressiva e severa quanto mais jovem for o paciente. Pacientes acometidos pelo crescimento de neoplasia maligna concomitante à gravidez sofrem da mesma agressividade desta doença, com um agravante maior tratam se de dois pacientes: mãe e feto. Neste trabalho analisamos os efeitos de uma dieta rica em leucina sobre o metabolismo protéico em animais jovens prenhes portadores ou não do carcinossarcoma de Walker 256. Ratas Wistar foram distribuídas em grupos experimentais de acordo com a inoculação ou não do carcinossarcoma de Walker 256 e submetidas ou não a dieta rica em leucina. Após 20 dias de experimento foi realizado ensaios com o músculo esquelético (gastrocnêmio) a fim de elucidar o mecanismo de catabolismo tecidual que ocorre durante o processo de câncer-caquexia. Os grupos apresentaram aumento da taxa de proteólise muscular e redução da taxa de síntese protéica muscular. Porém, o grupo inoculado com tumor e tratado com dieta rica em leucina apresentou aumento da síntese protéica e menor espoliação de proteína muscular quando comparado com o grupo inoculado com tumor e não tratado com leucina na dieta. A suplementação de leucina na dieta, uma vez que este aminoácido é utilizado como fonte energética pelo músculo esquelético pode prevenir a depleção da carcaça, preservar a massa protéica corpórea e impedir o estado caquético do animal / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Nitrogen Catabolite Repression (NCR) is the regulatory pathway through which Saccharomyces cerevisiae reduces the expression of genes encoding components involved in the utilization of poor nitrogen sources when rich ones are available. Expression of NCR-sensitive genes is controlled by the negative regulator Ure2 and four DNA-binding GATA-like transcription factors: two activators (Gln3 and Gat1) and two repressors (Dal80 and Gzf3). In the presence of preferred nitrogen sources, Gln3 and Gat1 are sequestered in the cytoplasm in a Ure2-dependent manner, whereas upon growth under non-preferred nitrogen conditions, the GATA activators relocate to the nucleus and mediate the transcription of NCR-sensitive genes. Even though the Target of Rapamycin Complex 1 (TORC1) as well as several phosphatases are involved in regulating Gln3 and Gat1 subcellular localization, a detailed mechanistic understanding of the NCR process is still lacking. <p>In the first part of this work, we have shown that class C and D VPS (vacuolar protein sorting) components, involved in Golgi-to-vacuole vesicular trafficking, are required for intact Gat1 and Gln3 nuclear localization in response to TORC1-inhibiting rapamycin treatment or upon shifting cells from rich to poor nitrogen conditions. The requirements of Vps proteins for Gln3 function are media-specific: a requirement after rapamycin treatment was observed in minimal but not in rich medium. Moreover, we have seen that a significant fraction of Gat1, like Gln3, is associated with light intracellular membranes. These observations support the view that GATA factor regulation in response to nitrogen signals seems to occur at intracellular compartments.<p>In a second step, we confirmed an important role for the anabolic glutamate dehydrogenase (Gdh1) within NCR, through the control of Gat1 function. However, since we observed a strong correlation between the anabolic activity of Gdh1 and its NCR regulatory capacity, we do not exclude that an alteration of Gdh1-substrates or any other metabolite could be responsible for the phenotype exhibited by gdh1 mutants. We also showed that there is no simple and direct link between the intracellular levels of glutamine/glutamate (reported in the literature as signals for NCR), TORC1 activity and NCR. In conclusion, the mechanisms regulating the perception of the quality of the nitrogen sources are still not fully understood. <p>Several screens for multi-copy suppression of mutated phenotypes were conducted during this work and led to the identification of several elements (URE2, BAP2, STP2, GZF3 and KDX1) that could interfere with NCR-sensitive gene expression. Among these, the gene encoding the Kdx1 kinase was identified in two independent screens. <p>In the last part of this work, we uncovered a role for leucine in NCR signaling. We showed that the addition of leucine in the culture medium could impair Gat1-dependent expression of certain NCR genes, while leucine starvation had no effect at this level. The repressive effect of leucine appeared to involve elements of the SPS signaling pathway which is required for the induction of genes encoding amino acid transporters in response to extracellular amino acids. The mechanism(s) by which leucine regulates Gat1 function is still not fully clear and requires further investigation:La levure Saccharomyces cerevisiae adapte l’expression de ses gènes selon la disponibilité en azote dans son environnement au moyen d’un contrôle majeur appelé répression catabolique azotée (NCR, pour « nitrogen catabolite repression ». L’expression des gènes NCR est contrôlée par un régulateur négatif de type prion (Ure2) et quatre facteurs de transcription de type GATA :deux activateurs, Gat1 et Gln3 et deux répresseurs, Dal80 et Gzf3. Bien que le complexe TORC1 et les phosphatases qu’il régule soient impliquées dans la régulation NCR, le mécanisme précis par lequel la NCR se produit est loin d’être compris.<p>Dans la première partie de ce travail, nous avons montré que les composants VPS (vacuolar protein sorting) de classe C et D, impliqués dans le trafic vésiculaire entre le Golgi et la vacuole, sont requis pour que Gat1 et Gln3 rejoignent le noyau en réponse à un traitement par la rapamycine, un inhibiteur de TORC1. En accord avec cette observation, nous avons montré que Gat1, comme Gln3, est associé aux membranes intracellulaires légères. <p>Dans un second temps, nous avons confirmé un rôle important pour la glutamate déshydrogénase anabolique (Gdh1) au sein de la NCR, par l’intermédiaire du contrôle de la fonction de Gat1. Cependant, étant donné qu’il semble exister une forte corrélation entre l’activité anabolique de Gdh1 et sa capacité à réguler la NCR, nous n’excluons pas qu’une altération des substrats de Gdh1 ou de tout autre métabolite pourrait être responsable du phénotype observé du mutant gdh1. Nous avons également montré qu’il n’existait pas de lien simple et direct entre niveaux intracellulaires de glutamine/glutamate, activité de TORC1 et signalisation NCR. En conclusion, les mécanismes conditionnant la perception de la qualité de l’aliment azoté sont encore méconnus à ce jour. <p>Plusieurs cribles de suppression multicopie ont été menés pendant ce travail et ont conduit à l’identification de plusieurs éléments pouvant éventuellement intervenir dans la voie de signalisation NCR. Parmi ceux-ci, le gène codant pour la kinase KDX1 a été identifié à deux reprises. Nous avons caractérisé en détail le rôle qu’elle joue dans la régulation des gènes NCR.<p>Dans la dernière partie de ce travail, nous avons montré que l’addition de leucine dans le milieu de culture pouvait affecter l’expression Gat1-dépendante de certains gènes NCR, alors que par ailleurs une carence en leucine est sans effet à ce niveau. Cet effet de répression par la leucine semble nécessiter des éléments de la voie de signalisation SPS, requise pour l’induction, en réponse aux acides aminés extracellulaires, de gènes codant pour des transporteurs d’acides aminés. <p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Master of Science / Department of Plant Pathology / Karen A. Garrett / Ecological clines often result in gradients of disease pressure in natural plant communities, imposing a gradient of selection on disease resistance genes. We describe the diversity of a resistance gene homolog in natural populations of the dominant tallgrass prairie grass, Andropogon gerardii, across a precipitation gradient ranging from 47.63 cm/year in western Kansas to 104.7 cm/year in central Missouri. Since moisture facilitates infection by foliar bacterial pathogens, plants along this precipitation gradient will tend to experience heavier bacterial disease pressure to the east. In maize, the gene Rxo1 confers resistance to the pathogenic bacterium Burkholderia andropogonis. Rxo1 homologs have been identified in A. gerardii and B. andropogonis is known to infect natural populations of A. gerardii. The spatial genetic structure of A. gerardii was assessed from central Missouri to western Kansas by genotyping with AFLP markers. Samples were also genotyped for Rxo1 homologs by amplifying an 810 base pair region of the leucine-rich repeat and digesting with restriction enzymes. We compared Rxo1 homolog diversity to AFLP diversity across different spatial scales. Genetic dissimilarity based on AFLP markers was lower than would have occurred by chance at distances up to 30 m, and different prairies were more dissimilar than would have occurred by chance, but there was not a longitudinal trend in within-prairie dissimilarity as measured by AFLP markers. Dissimilarity of the Rxo1 homologs was higher in the east suggesting the presence of diversifying selection in the more disease-conducive eastern environments.

Orientador: Everardo Magalhães Carneiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-18T10:36:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_PriscillaMunizRibeiroda_D.pdf: 2752788 bytes, checksum: a2b912ed65ab26f33708f44d094db90a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A glutamato desidrogenase (GDH) é uma enzima mitochondrial que cataliza a reação reversível de glutamato a ?-cetoglutarato. Nas ilhotas pancreáticas, está associada com a secreção de insulina por aumentar a concentração de ATP. Ratos alimentados com dieta hipoprotéica apresentam secreção de insulina diminuída. A suplementação com leucina (LEU) aumenta a secreção de insulina em resposta a agentes insulinotrópicos. O presente estudo investigou a influência da suplementação com LEU na expressão da GDH e seu envolvimento com a secreção de insulina em ratos desnutridos e suplementados com LEU. Ratos machos foram alimentados com dietas normo- (17%, NP) ou hipoprotéicas (6%, LP) por oito semanas. Após, foram divididos e suplementados com LEU (1,5%) na água de beber (NPL e LPL) pelas quatro semanas seguintes. O conteúdo protéico de GDH no cérebro, fígado, rim e músculo esquelético não diferiu entre os grupos. Nas ilhotas LP, a expressão da GDH estava diminuída e a suplementação com LEU aumentou a expressão de RNAm restaurando o conteúdo protéico a valores similares a NP. A secreção de insulina estimulada por agentes insulinotrópicos ou inibidores, combinados ou não, estava diminuída em ilhotas LP comparada com NP. A suplementação com LEU aumentou a secreção de insulina a valores similares a NP, exceto quando as ilhotas LPL foram incubadas com EGCG. Ilhotas LP tiveram diminuição na [Ca2+]i quando expostas a GLN+BCH. A suplementação com LEU restaurou esses parâmetros aos valores de NP. Frente a esses resultados, podemos concluir que a diminuição na expressão da GDH induzida pela dieta LP foi central ao pâncreas endócrino e está associada à redução da secreção de insulina observada nas ilhotas LP. A suplementação com LEU foi capaz de restaurar a expressão da GDH, contribuindo para o aumento da secreção de insulina observado nas ilhotas LPL. Além disso, a GDH pode, ainda, estar associada com a secreção de insulina pelo acoplamento estímulo/secreção via regulação da [Ca2+]i / Abstract: Glutamate dehydrogenase (GDH) is a mitochondrial matrix enzyme that catalyzes the reversible reaction of glutamate to ?-ketoglutarate. In the pancreatic islets, this enzyme is associated with insulin secretion by augmenting ATP levels. Protein malnourished rats displayed reduced insulin secretion. Leucine (LEU) supplementation augments the insulin secretion response to insulinotropic agents. The present study investigated the influence of LEU supplementation on GDH expression and its involvement with insulin secretion in malnourished rats supplemented with LEU. Male rats were fed normal- (17%, NP) or low-protein diet (6%, LP) for eight weeks. Half of rats of each group were supplemented with LEU (1.5%) in drinking water for the following four weeks (NPL and LPL groups). GDH protein content in brain, liver, kidney and skeletal muscles was not different in any group. GDH RNAm and protein content was reduced in LP islets and LEU supplementation augmented RNAm expression restoring protein content similar to NP. Insulin secretion was reduced in LP islets compared with NP when stimulated by insulinotropics agents or inhybitors, combinaned or not. LEU supplementation augmented insulin secretion to similar values as NP, an effect that was blunted when LPL islets were incubated with EGCG. LP islets showed lower [Ca2+]i when exposed to GLN+BCH. LEU supplementation augmented these patterns similar to NP. Taken together, we may conclude that diminution in GDH expression induced by LP diet was central to endocrine pancreas and was associated with reduced insulin secretion observed in LP rats. LEU supplementation was able to restore GDH expression and it was capable to restore insulin secretion via GDH restoration. Yet, GDH may contribute to insulin secretion via Ca2+ regulation stimulus/secretion coupling / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

A dexametasona (DEXA) é um potente agente imunossupressor e antiinflamatório, mas apresenta importantes efeitos colaterais, tais como a atrofia muscular e a resistência à ação da insulina nos músculos esqueléticos. Neste contexto, a suplementação com leucina poderia representar uma estratégia nutricional terapêutica capaz de limitar os efeitos colaterais do tratamento com DEXA. Neste estudo, foram investigados os efeitos da suplementação com leucina em baixas e altas doses sobre a massa muscular, força muscular, assim como vários marcadores metabólicos que estão sob controle da insulina em ratos com restrição calórica e em ratos tratados com DEXA. Como a resposta da suplementação com leucina pode também estar ligada à forma de administração desse aminoácido, realizamos experimentos com leucina administradas via gavagem (bolus) versus leucina diluída no bebedouro dos animais. A suplementação com leucina demonstrou preservar a massa muscular, a força muscular voluntária média e a homeostasia da glicose em animais sob restrição calórica, mas este efeito foi observado apenas com a leucina suplementada em baixas concentrações/doses. Este efeito da leucina sobre a massa muscular esteve associado com a expressão de genes envolvidos no remodelamento da musculatura esquelética. Quanto ao efeito da leucina sobre a homeostasia da glicose, um efeito benéfico do aminoácido foi observado com a suplementação em baixas doses, o qual foi evidenciado pelos dados metabólicos avaliados. No entanto, sob tratamento com DEXA, a suplementação com leucina agravou o estado \"diabetogênico\" dos animais. Por último, a via de administração da leucina influenciou significativamente a resposta a este aminoácido, onde a suplementação via gavagem mostrou-se menos prejudicial do que a suplementação com leucina diluída nos bebedouros, ao menos em relação ao aspecto diabetogênico causado pelo tratamento concomitante com DEXA / Dexamethasone (DEXA) is a potent immunosupressor and anti-inflammatory agent but presents side effects such as muscle atrophy and insulin resistance in skeletal muscles. In this context, leucine supplementation may represent a way to limit the DEXA side effects. In this study, we investigated the effects of a low and a high dose of leucine on muscle mass, on muscle strength as well as on several metabolic markers that are under insulin control in energy-restricted and DEXA-treated rats. Since leucine response may also be linked to the way of administration of this amino acid, we performed experiments with leucine given in a gavage versus leucine given in drinking water way. Leucine supplementation was found to spare muscle mass, voluntary medium strength and glucose homeostasis in energy restricted animals but the effect was observed only with the low dose/concentration of leucine. The leucine effect on muscle mass was associated with expression of genes involved in muscle remodeling. However, under DEXA treatment, leucine supplementation was found to aggravate the diabetogenic state. Lastly, the route of leucine administration was found to significantly influence this variable to this amino acid, where leucine supplemented via gavage demonstrated to be less deleterious than supplemented diluted in the water drink, concomitantly with DEXA treatment

Estudos sugerem que o exercício de força e a suplementação de aminoácidos de cadeia ramificada apresentam potencial anabólico e anti-proteolítico, exercendo de forma sinérgica efeitos positivos sobre o remodelamento muscular. Diante disso, esse estudo teve como objetivo comparar os efeitos da suplementação de aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA) e leucina isolada sobre as vias de síntese proteica muscular após uma sessão de exercício de força. Foi conduzido um estudo transversal, randomizado, duplo-cego e controlado por placebo. Dezoito sujeitos do gênero masculino, sedentários e com idade entre 18-30 anos foram divididos em três grupos experimentais: BCAA (BCAA: 3,3 g leucina + 2,4 g de isoleucina + 2,4 g de valina), leucina (LEU: 3,2 g de leucina + 4,8 g de alanina) e placebo (PLA: 8 g de alanina). Os grupos foram submetidos a uma sessão exercício de força (extensão de joelho) composta por 8 séries de 8-10 repetições (85% de 1RM ) com 2 minutos de intervalo entre as séries e receberam intervenção nutricional imediatamente após o término da sessão. Imediatamente antes, imediatamente após, 30, 60, 90 e 120 minutos após o término da sessão os voluntários realizaram coletas de sangue. Os voluntários foram submetidos a biópsias musculares para análises de expressão proteica proteica (p-p70S6KThr389, p-4E-BP1Thr37/46, p-peIF4E Ser209) no período basal (pré), 1 e 2 horas após o término da sessão de exercício. As amostras de sangue foram utilizadas para medir os níveis plasmáticos de insulina, glicose, perfil lipídico e citocinas (TNF-, IL-1, IL-4, IL-6 e IL-10). Não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos para o perfil lipídico e os níveis plasmáticos de glicemia. A concentração plasmática de insulina aumentou significativamente nos grupos BCAA e LEU 60 minutos após a ingestão em comparação ao PLA. Para os valores de citocinas musculares, foi encontrada diferença significativa entre BCAA e Estudos sugerem que o exercício de força e a suplementação de aminoácidos de cadeia ramificada apresentam potencial anabólico e anti-proteolítico, exercendo de forma sinérgica efeitos positivos sobre o remodelamento muscular. Diante disso, esse estudo teve como objetivo comparar os efeitos da suplementação de aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA) e leucina isolada sobre as vias de síntese proteica muscular após uma sessão de exercício de força. Foi conduzido um estudo transversal, randomizado, duplo-cego e controlado por placebo. Dezoito sujeitos do gênero masculino, sedentários e com idade entre 18-30 anos foram divididos em três grupos experimentais: BCAA (BCAA: 3,3 g leucina + 2,4 g de isoleucina + 2,4 g de valina), leucina (LEU: 3,2 g de leucina + 4,8 g de alanina) e placebo (PLA: 8 g de alanina). Os grupos foram submetidos a uma sessão exercício de força (extensão de joelho) composta por 8 séries de 8-10 repetições (85% de 1RM ) com 2 minutos de intervalo entre as séries e receberam intervenção nutricional imediatamente após o término da sessão. Imediatamente antes, imediatamente após, 30, 60, 90 e 120 minutos após o término da sessão os voluntários realizaram coletas de sangue. Os voluntários foram submetidos a biópsias musculares para análises de expressão proteica proteica (p-p70S6KThr389, p-4E-BP1Thr37/46, p-peIF4E Ser209) no período basal (pré), 1 e 2 horas após o término da sessão de exercício. As amostras de sangue foram utilizadas para medir os níveis plasmáticos de insulina, glicose, perfil lipídico e citocinas (TNF-, IL-1, IL-4, IL-6 e IL-10). Não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos para o perfil lipídico e os níveis plasmáticos de glicemia. A concentração plasmática de insulina aumentou significativamente nos grupos BCAA e LEU 60 minutos após a ingestão em comparação ao PLA. Para os valores de citocinas musculares, foi encontrada diferença significativa entre BCAA e Estudos sugerem que o exercício de força e a suplementação de aminoácidos de cadeia ramificada apresentam potencial anabólico e anti-proteolítico, exercendo de forma sinérgica efeitos positivos sobre o remodelamento muscular. Diante disso, esse estudo teve como objetivo comparar os efeitos da suplementação de aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA) e leucina isolada sobre as vias de síntese proteica muscular após uma sessão de exercício de força. Foi conduzido um estudo transversal, randomizado, duplo-cego e controlado por placebo. Dezoito sujeitos do gênero masculino, sedentários e com idade entre 18-30 anos foram divididos em três grupos experimentais: BCAA (BCAA: 3,3 g leucina + 2,4 g de isoleucina + 2,4 g de valina), leucina (LEU: 3,2 g de leucina + 4,8 g de alanina) e placebo (PLA: 8 g de alanina). Os grupos foram submetidos a uma sessão exercício de força (extensão de joelho) composta por 8 séries de 8-10 repetições (85% de 1RM ) com 2 minutos de intervalo entre as séries e receberam intervenção nutricional imediatamente após o término da sessão. Imediatamente antes, imediatamente após, 30, 60, 90 e 120 minutos após o término da sessão os voluntários realizaram coletas de sangue. Os voluntários foram submetidos a biópsias musculares para análises de expressão proteica proteica (p-p70S6KThr389, p-4E-BP1Thr37/46, p-peIF4E Ser209) no período basal (pré), 1 e 2 horas após o término da sessão de exercício. As amostras de sangue foram utilizadas para medir os níveis plasmáticos de insulina, glicose, perfil lipídico e citocinas (TNF-, IL-1, IL-4, IL-6 e IL-10). Não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos para o perfil lipídico e os níveis plasmáticos de glicemia. A concentração plasmática de insulina aumentou significativamente nos grupos BCAA e LEU 60 minutos após a ingestão em comparação ao PLA. Para os valores de citocinas musculares, foi encontrada diferença significativa entre BCAA e LEU comparado ao PLA para a concentração de IL-10 entre o momento 60 e 120 minutos após. Nesse mesmo período de tempo, também foi encontrada diferença significativa entre LEU e BCAA para a concentração de IL-1. Para os valores de citocinas plasmáticas, não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos em todos momentos analisados. A suplementação de BCAA e LEU aumentou significativamente a expressão p-4E-BP1Thr37/46 120 minutos após comparado ao PLA no mesmo tempo. A expressão de p-p70S6kThr389 foi significativamente aumentada nos grupos BCAA e LEU 60 e 120 minutos após quando comparado com o PLA no mesmo tempo. A expressão de p-eIF4ESer209 encontrou-se significativamente aumentada após 60 minutos apenas no grupo LEU quando comparado ao PLA. Porém, 120 minutos após encontrou-se significativamente elevada em ambos grupos comparado ao PLA. Por meio dos resultados, podemos concluir que a suplementação de BCAA e leucina associadas ao exercício de força possuem efeitos semelhantes sobre o balanço inflamatório e sobre as vias de sinalização de síntese proteica muscular aumentando a fosforilação de efetores da cascata de sinalização da via Akt/mTOR / Studies suggest that resistance exercise and branched chain amino acids supplementation have potential anabolic and anti-proteolytic, synergistically exerting positive effects on muscle remodeling. Therefore, this study aimed to compare the effects of branched chain amino acids (BCAA) and leucine isolated supplementation on muscle remodeling pathways after a resistance exercise. A cross-sectional, a randomized, double-blind, placebo-controlled trial was conducted. Eighteen male sedentary subjects were aged 18-30 years were divided into three experimental groups: BCAA (BCAA: leucine + 3.3 g 2.4 g 2.4 g isoleucine + valine), leucine (LEU : 3.2 g of leucine + alanine 4.8 g) and placebo (PLA: 8 g of alanine). Both groups underwent a session of resistance exercise (knee extension) that consists of 8 sets of 8-10 repetitions (85% of 1RM) with 2 minutes rest between sets and received nutritional intervention immediately after the session. Immediately before, immediately after, 30, 60, 90 and 120 minutes after the end of the session the blood samples were assessed. Muscle biopsies were collected for analysis of protein expression (p-p70S6KThr389, p-4E-BP1Thr37/46, p-peIF4ESer209, MAFbx and MURF-1) at baseline (pre), 1 and 2 hours after end of the exercise session. The blood samples were used to measure serum levels of insulin, glucose, lipid and cytokine (TNF-, IL-1, IL-4, IL-6 and IL-10). No significant differences between groups were observed for the lipid profile and plasma glucose. The plasma insulin increased significantly in the groups BCAA and leucine 60 minutes after ingestion compared to PLA. For values of muscular cytokines, significant difference was found between BCAA and LEU compared to PLA for the concentration of IL-10 between the time 60 and 120 minutes after. In that same time period, also found significant differences between LEU and BCAA for the concentration of IL-1. For values of plasma cytokines, no significant differences between groups were observed at all time points analyzed. BCAA and LEU supplementation significantly increased the expression of p-4E-BP1Thr37/46 120 minutes after the resistance exercise compared to PLA at the same time point. The expression of p-p70S6KThr389 was significantly increased in BCAA and LEU groups 60 and 120 minutes after resistance exercise compared to PLA at the same time point. The expression of p-peIF4ESer209 p70S6KThr389 was significantly increased after 60 minutes only on LEU group compared to PLA at the same time point. However, 120 minutes after the expression was significantly elevated in both groups compared to PLA. Through the results, we can conclude that the BCAA and leucine supplementation associated with strength exercise have similar effects on the balance of inflammatory and signaling pathways of muscle protein synthesis by increasing the phosphorylation of effectors of the signaling cascade of Akt / mTOR

O objetivo deste estudo foi investigar o efeito da sobrecarga de leucina no músculo sóleo de ratos submetidos à DGO (Distração Gradual Osteogênica). Vinte e cinco ratos Wistar foram divididos em 5 grupos: controle, sham-lengthening, leucina, DGO e DGO+leucina. A DGO de 2mm/dia foi realizada na tíbia até um ganho de 20% e a sobrecarga de leucina (114mM) foi administrada oralmente. Avaliou-se: estrutura histológica muscular, número de sarcômeros em série, área dos diferentes tipos de fibras musculares e análise do tecido conjuntivo. Os dados obtidos dos cortes histológicos mostram que a DGO promoveu intensa lesão muscular e aumento do tecido conjuntivo, o que foi minimizado pela leucina. Houve uma adição no número de sarcômeros em série (26%) durante a DGO, que foi intensificada pela leucina (33%). Observou-se uma diminuição da área de todos os tipos de fibras com a DGO e um aumento da área das fibras do tipo I com a leucina. Portanto, a leucina minimizou os efeitos causados pela DGO, podendo esta ser utilizada como um agente terapêutico durante a DGO no futuro. / The goal of the present study was to investigate the effect of leucine overload in the rat soleus muscle before and along DGO (Gradual Distraction Osteogenesis). Twenty five male Wistar rats were divided into 5 groups: control, sham-lengthening, leucine, DGO and DGO+leucine. The DGO was 2mm/day and the leucine overload (114mM) was administrated orally. Subsequently analyzed: histological cross-section, sarcomere serial number and cross-sectional area of the types fibers and connective tissue. The histological data showed that the DGO promoted intense injury and increase of connective tissue, which can be minimized by leucine. The sarcomere serial number increased by ~26% and leucine overload increased this gain to 33%. The fibers types showed a decrease of the cross-section area of the all type fibers with the DGO and increase of the type I fibers area with leucine overload. We conclude that leucine overload is a potential therapeutical device in DGO, seeking improvement of skeletal muscle longitudinal growth.