Considerando os diversos efeitos adversos que a matéria particulada (MP) atmosférica e os contaminantes químicos ambientais causam aos ecossistemas e à saúde humana, o presente estudo procurou avaliar, o potencial mutagênico e recombinogênico de (i) extratos orgânicos de MP10, com diâmetro <10Xm e de particulados totais em suspensão (PTS), coletados na região metropolitana de Canoas nos meses de Novembro de 2003 (primavera) e Janeiro de 2004 (verão) — que sofre a influência de diversas indústrias e principalmente do intenso tráfego veicular da BR 116 e (ii) quatro nitro-derivados de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (NHAPs), ambientalmente importantes — 1-Nitronaftaleno (1NN), 1,5-Dinitronaftaleno (1,5DNN), 9-Nitroantraceno (9NA) e 2-Nitrofluoreno (2NF). Para tanto foi empregado o Teste para Detecção de Mutação e Recombinação Somática (SMART) em Drosophila melanogaster, que permite a detecção simultânea de mutação gênica e cromossômica, assim como de eventos relacionados com recombinação mitótica — possibilitando quantificar a contribuição deste último parâmetro genético para a genotoxicidade total dos contaminantes. No que se refere à MP não foram observados resultados positivos na coleta de verão no cruzamento padrão, embora nas amostras da primavera tenham sido obtidos dois resultados positivos, referentes às amostras cruas (100%) de MP10 e de PTS. Entretanto, enquanto as genotoxinas presentes na MP10 induziram exclusivamente recombinação homóloga, as amostras de PTS apresentaram aproximadamente 62% de ação recombinacional e 38% de atividade mutacional, gênica e/ou cromossômica. Esta resposta genotóxica diferencial pode ser relacionada a diferenças na composição dos contaminantes presentes nestas duas frações de partículas aéreas. Adicionalmente no cruzamento aprimorado as amostras coletadas na primavera — MP10 e PTS — induziram aumentos significativos na freqüência de clones mutantes nas doses de 50 e 100% — que são induzidos exclusivamente por recombinação mitótica e estão relacionadas à presença de genotoxinas geradas no processo de metabolização via citocromo P450. Na coleta de verão foi diagnosticado um resultado positivo para o 100% de MP10, que não foi detectado no cruzamento padrão para esta mesma estação, indicando que os altos níveis de enzimas de metabolização, característicos deste cruzamento, funcionaram como mecanismo de ativação das genotoxinas presentes na fração orgânica das partículas inaláveis. Os resultados obtidos para os nitrocompostos apontaram para efeitos positivos no genótipo trans-heterozigoto para os quatro NHAPs avaliados, produzindo aumentos estatisticamente significativos na freqüência total de manchas, que representa a genotoxicidade total da amostra. Nos indivíduos heterozigotos para o cromossomo balanceador TM3, apenas o 1,5DNN induziu aumentos significativos no total de manchas — indicando que além da ação recombinacional o 1,5DNN também induz mutação. Nos demais compostos — 1NN, 9NA e 2NF — a ausência de diferenças significantes em relação aos controles negativos no genótipo heterozigoto para o cromossomo TM3 é indicativo de que a ação tóxico-genética destes NHAPs deve-se basicamente à indução de recombinação mitótica entre cromossomos homólogos. O 1NN foi o composto com a maior potência genotóxica, induzindo cerca de 10 clones /105 células/ mM — seguido pelo 9NA. Observa-se também que o 1NN é cerca de 333 vezes mais genotóxico que os compostos igualmente menos potentes — 1,5DNN e 2NF. Esta diferença em termos de potência genotóxica pode ser correlacionada à presença de um grupo nitro no 1NN e de dois grupos nitro no seu correspondente 1,5 DNN — sugerindo que o primeiro é provavelmente mais acessível à transformação metabólica do que o segundo. Todas estas observações validam as investigações voltadas para a caracterização dos extratos orgânicos e dos contaminantes ambientais quanto a sua ação como indutores de recombinação homóloga (RH) in vivo. A RH é um evento associado a diferentes etapas do processo de tumorigênese, e a poluição aérea é responsável por ~10,7% dos casos de câncer de pulmão e ~1% de outros tipos de câncer — o que torna a avaliação da indução de RH fundamental para a obtenção de dados referentes ao risco genético imposto por contaminantes ambientais. / Considering the several adverse effects of atmospheric particulate matter (PM) and of the environment chemical contaminants on the ecosystems and human health, the present study aimed to assess the mutagenic and recombinagenic potential of PM10 organic extracts measuring less than 10 μm and of total suspended particulates (TSP) collected in the Greater Canoas region, in November 2003 (spring) and January 2004 (summer). The region is under the influence of diverse industrial activities and most specially of intense motor vehicle traffic from BR116. This study also investigated four nitropolycyclic aromatic hydrocarbons (NPAHs) of environmental relevance: 1- Nitronaphthalene (1NN); 1,5-Dinitronaphthalene (1,5DNN); 9-Nitroanthracene (9NA); and 2-Nitrofluorene (2NF). The Somatic Mutation and Recombination Test (SMART) in Drosophila melanogaster was used. The assay allows the simultaneous detection of gene and chromosome mutations, as well as of events related to mitotic recombination, which affords to quantify the contribution of this last genetic parameter to total genotoxicity of contaminants. As regards PM, no positive results were observed in the standard cross for the summer collection, although the spring samples generated two positive results for the raw (100%) PM10 and TSP samples. Nevertheless, while the genotoxins present in PM10 induced only homologous recombination, the TSP samples presented roughly 62% of recombinational activity and 38% of gene and/or chromosome mutation activity. This distinct genotoxic response may be related to the different composition of contaminants present in these two fractions of airborne particles. Additionally, the spring samples — PM10 and TSP, at the 50 and 100% doses — induced significant increases in mutant clone frequency in the high-bioactivation cross. These mutant clones are induced exclusively by mitotic recombination and are related to the presence of genotoxins produced in the cytochrome P450 metabolization process. For the summer samples, positive results were recorded for 100% of PM10, which was not detected in the standard cross for the same season, which suggests that the high levels of metabolization enzymes, typical of this cross, For the summer samples, positive results were recorded for 100% of PM10, which was not detected in the standard cross for the same season, which suggests that the high levels of metabolization enzymes, typical of this cross, work as an activation mechanism for genotoxins present in the organic fraction of inhalable particles. The results obtained for the nitrocompounds point to the positive effects on the trans-heterozygous for the four NPAHs assessed, which produced statistically significant increases in total spot frequencies, representing the total genotoxicity of the sample. Concerning the balancer chromosome TM3, only 1,5DNN induced significant increases in total spot frequencies in heterozygous individuals, which also indicated that apart from the recombinational action, 1,5DNN also induces mutation. For the other compounds, 1NN, 9NA, and 2NF, the absence of significant differences in comparison to the negative controls in the heterozygote genotype for chromosome TM3 indicates that the genotoxic action of these NPAHs is essentially due to the mitotic recombination between homologous chromosomes. 1NN was the compound with the highest genotoxic potential, inducing approximately 10 clones /105 cells/ mM, followed by 9NA. It was also observed that 1NN is roughly 333 times more genotoxic than the equally less potent compounds — 1,5DNN and 2NF. This difference, in terms of genotoxic potential, may be related to the presence of one nitro group in 1NN and to two nitro groups in its counterpart, 1,5DNN. This suggests that the former is probably more susceptible to metabolic transformation than the latter. All these observations validate the investigations directed towards the characterization of organic extracts and of the environmental contaminants as regards their action as inducers of in vivo homologous recombination (HR). HR is an event associated to the different stages of tumorigenesis, and airborne pollution is accountable for ~10.7% of lung cancer cases and ~1% of other types of cancer — which makes the evaluation of HR essential to obtain data of the genetic risk posed by environmental contaminants.

MEDEIROS NETO. F. G. Extração automática de características de asas de mosca da espécie Drosophila melanogaster. 2017. 59 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e da Computação) - Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2017. / Submitted by Programa de Pós-Graduação Engenharia Elétrica e de Computação (secretaria_ppgeec@sobral.ufc.br) on 2017-08-24T13:13:22Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_fgmneto.pdf: 2887253 bytes, checksum: 71db95333b633d65ae536330c8799d28 (MD5) / Approved for entry into archive by Djeanne Costa (djeannecosta@gmail.com) on 2017-09-01T11:43:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_fgmneto.pdf: 2887253 bytes, checksum: 71db95333b633d65ae536330c8799d28 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T11:43:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_fgmneto.pdf: 2887253 bytes, checksum: 71db95333b633d65ae536330c8799d28 (MD5) Previous issue date: 2017-08 / Biometrics techniques are used in studies of several animal species, such as the Drosophila melanogaster, popularly known as fruit fly. This species has become a model organism for the study of the impacts that other insects produce to the environment. In addition, these flies have proteins and genes similar to those of humans. A challenge for specialists in the study of these individuals is the similarity of the wings between males and females, which may be affected by mutations or variations in the genotype. This work proposes a method of discrimination for gender and genotype of flies of the species Drosophila melanogaster from features extracted from images of the wings. This approach is based on the fractal dimension extracted from the Canny filter segmentation of the components of the Stationary Wavelet Transform. The methodology is validated by dividing the data into groups with variable training and test rates and using six different classifiers: Random Forest, Support Vector Machines, Multi-layer Perceptron, Linear Discriminant Analysis, Quadratic Discriminant Analysis and K Nearest Neighbors. Then, the classification is repeated with data reduction, only females for genotype or only individuals without mutation for gender. The results were satisfactory, surpassing works of the literature with automatic methodologies. For genotype, the hit rates were lower due to the physical similarity between the wings. / Técnicas de biometria são utilizadas nos estudos de diversas espécies de animais, como exemplo a Drosophila Melanogaster, popularmente conhecida como mosca da fruta. Essa espécie tornou-se um organismo modelo para o estudo dos impactos que outros insetos produzem ao meio ambiente. Ademais, essas moscas possuem proteínas e genes similares aos dos seres humanos. Uma dificuldade para especialistas no estudo desses indivíduos é a semelhança das asas entre machos e fêmeas, que podem ser afetadas por mutações ou variações no genótipo. Este trabalho propõe um método de discriminação de gênero e genótipo de moscas da espécie Drosophila melanogaster a partir de características extraídas de imagens das asas. Essa abordagem se baseia na dimensão fractal extraída da segmentação por filtro de Canny das componentes da Transformada Wavelet Estacionária. A metodologia é validada com a divisão dos dados em grupos com taxas de treinamento e teste variáveis e na utilização de seis classificadores de abordagens diferentes: Floresta Aleatória, Máquinas de Vetor de Suporte, Perceptron Multicamadas, Análise por Discriminante Linear, Análise por Discriminante Quadrático e K Vizinhos Mais Próximos. Em seguida, a classificação é repetida com redução dos dados, apenas fêmeas para genótipo ou apenas indivíduos sem mutação para gênero. Os resultados obtidos foram satisfatórios, superando trabalhos da literatura com metodologias que não utilizam interação humana. Para genótipo, as taxas de acerto foram mais baixas devido à semelhança física entre as asas.

Made available in DSpace on 2015-10-21T12:23:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 paulo_amoretty_ioc_mest_2010.pdf: 2975859 bytes, checksum: 06f8ce008cd108bb1b64d2c7a0ec4c5d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015-05-21 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / O relógio circadiano, presente em diversos organismos, é um mecanismo que controla ritmos diários na fisiologia e comportamento, os quais são mantidos mesmo na ausência de estímulos externos. Estudos em Drosophila melanogaster revelaram genes envolvidos diretamente com este relógio biológico. Tais genes formam alças de autoregulação negativa que promovem a transcrição cíclica de alguns dos seus próprios componentes assim como de outros genes que controlam uma variedade de aspectos fisiológicos e comportamentais. A principal alça regulatória é composta por dois ativadores transcricionais, Clock (Clk) e Cycle (Cyc), que após formarem um heterodímero, promovem a transcrição de period (per) e timeless (tim). Por sua vez, as proteínas Period (Per) e Timeless (Tim) também formam dímeros, entram no núcleo e interagem com Clk e Cyc, causando a desestabilização destes ativadores transcricionais e, consequentemente, a repressão de suas próprias transcrições. Nosso grupo tem estudado genes do relógio circadiano em Lutzomyia longipalpis, principal vetor da Leishmania chagasi (= Le. infantum) nas Américas. Comparações entre nossos resultados e o que é conhecido em D. melanogaster revelaram diferenças interessantes. Em D. melanogaster, a proteína Clk possui uma cauda de ativação formada por um domínio poli-Q, que está ausente no mutante arrítmico Clk jrk . Em L. longipalpis, Clk parece não possuir esta cauda de ativação. Contudo, a proteína Cyc deste inseto possui uma região homóloga ao domínio de ativação encontrada em proteínas ortólogas de outros insetos e vertebrados, mas que está ausente na proteína Cyc de D. melanogaster Finalmente, o gene cyc é expresso de modo distinto em cada espécie: em L. longipalpis, o mRNA de cyc oscila quantitativamente ao longo do dia ao passo que, em D. melanogaster, apresenta expressão constitutiva. Uma construção contendo o gene cyc de L. longipalpis (llcyc) foi permanentemente introduzida em D. melanogaster utilizando a transformação mediada pelo elemento de transposição \201CP\201D. Utilizando o sistema UAS-GAL4, analisamos a atividade locomotora de moscas transformadas expressando esta construção em diferentes grupos neuronais e backgrounds genéticos de D. melanogaster. Embora L. longipalpis seja um inseto crepuscular/noturno e D. melanogaster diurno, a presença de llcyc não tornou as moscas transformadas mais noturnas. Contudo, o padrão de atividade em ciclos de claro-escuro sofreu mudanças e o período endógeno foi reduzido quando expostas à escuridão constante. Os resultados sugerem que a proteína Cyc de L. longipalpis, com sua cauda de ativação, interfere no funcionamento do relógio circadiano de D. Melanogaster / he circadian clock , present in several organisms , is a mechanism that control s daily physiological and behavioral rhythms which are maintained even in the absence of external stimuli. Studies on Drosophila melanogaster revealed genes directly involved with this biological clock. These genes form negative feedback loops responsible for the cyclic transcription of some of its own components as well as other genes that control a variety of physiological and behavioral aspect s. The main feedback loop is composed of two transcriptional activators, Clock (Clk) a nd Cycle (Cyc), which after heterodimerizing promote the transcription of period ( per ) and timeless ( tim ) genes. In turn, the Per and Tim proteins also form a heterodimer, enter into the nucleus and interact with Clk and Cyc, causing the destabilization of these transcription activators and, as a consequence, the repression of their own transcription. Our group h a s been studying circadian clock genes in Lutzomyia longipalpis , the main vector of Leis h mania chagasi (= Le. infantum ) in the Americas. Comparison s between our results and what is known in D. melanogaster revealed interesting differences. In D. melanogaster , the Clk protein has an activation tail formed by a poly - Q domain, which is absent in the arrhythmic mutant Clk Jrk . In L. longipalpis , Clk does not seem to have this activation tail. However, the Cyc protein in this insect has a region that is homologous to an activation domain found in orthologous proteins from other insects and vertebrates, but absent in the D. melanogaster Cyc. Finally, the cyc gene is distinctly expressed in each of the species: in L . longipalpis , cyc mRNA shows a daily oscillation in abundance, while in D. melanogaster it is constitutively expressed. A construct containing the L. longipalpis cyc gene ( llcyc ) was permanently i ntroduced into D. melanogaster using “P” element mediated transformation. Using the UAS - Gal4 system , we analyzed the locomotor activity of transgenic flies expressing this construct in different D. melanogaster neuronal groups and genetic background s. A lth ough L. longipalpis is a cr e puscular/nocturnal insect and D. melanogaster is diurnal, the presence of llcyc did not make the transformed flies more nocturnal. However, the activity pattern in light - dark cycles was altered and the endogenous period was redu ced in constant darkness. The results suggest that the presence of L. longipalpis Cyc protein , with its activation tail , interferes in the functioning of the D. melanogaster circadian clock.

Made available in DSpace on 2016-03-15T14:19:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 paulo_amoretty_ioc_dout_2014.pdf: 3200061 bytes, checksum: d380214473d12c7702ab720491d21caf (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2016-01-13 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Os ritmos diários de atividade e repouso de insetos vetores são controlados pelo relógio circadiano. Este mecanismo endógeno que controla diferentes aspectos da fisiologia, metabolismo e comportamento, pode ser sincronizado pela luz (ciclos de claro e escuro) e outros ciclos ambientais como as oscilações diárias na temperatura, disponibilidade de alimentos, etc. Os genes diretamente envolvidos no controle molecular do relógio circadiano foram primeiramente descritos no modelo Drosophila melanogaster. Nosso grupo tem estudado genes do relógio circadiano em insetos vetores utilizando D. melanogaster como modelo, o que tem revelado uma série de diferenças marcantes entre os ortólogos do relógio de insetos. Em Lutzomyia longipalpis, principal vetor da Leishmania infantum nas Américas, e Aedes aegypti, vetor do vírus Dengue, a proteína codificada pelo gene cycle (cyc) possui uma cauda de ativação do tipo BCTR muito semelhante à de vertebrados. Esse sítio (BCTR) corresponde a região de interação de CYC com a proteína CRYPTOCHROME 2, um repressor transcricional encontrado em diversos insetos mas ausente em D. melanogaster. Outra diferença importante entre esses insetos é em relação ao tamanho da cauda poli-Q, implicada na ativação gênica, pois tanto em L. longiplapis quanto em Ae. aegypti esta cauda é reduzida em relação ao modelo Drosophila Isto sugere que durante a evolução o domínio BCTR foi substituído funcionalmente em algumas espécies pelo domínio poli-Q no heterodímero CLOCK/CYCLE (CLK/CYC). Neste trabalho, iniciamos uma investigação dos aspectos relacionados à conservação evolutiva e funcional da principal alça regulatória do relógio circadiano de insetos. Para isto, através de uma análise in vivo, dirigimos a expressão do gene cyc de L. longipalpis (llcyc) na tentativa de reconstruir, em parte, a primeira alça do relógio circadiano de L. longipalpis em mutantes de D. melanogaster. Além disso, utilizamos uma abordagem evolutiva comparando sequencias de diferentes grupos de insetos para investigar as transformações sofridas por CLK-CYC ao longo do processo evolutivo dos insetos. Nossos resultados sugerem que a proteína CYC de L. longipalpis foi capaz de resgatar, ainda que parcialmente, o funcionamento do relógio circadiano de D. melanogaster, embora esses insetos tenham se separado a mais de 250 milhões de anos / D aily rhythms of activity and rest in insect vectors are controlled by the circadian clock. This endogenous mechanism that controls various aspects of physiology, metabolism and behavior can be synchronized by the light (light and dar k cycles) and other environmental cycles as the daily fluctuations in temperature, food availability, etc. The genes directly involved in the molecular circadian clock control were first described in Drosophila melanogaster . Our group has been studying cir cadian clock genes in insect vectors using D. melanogaster as a model, revealing a series of marked differences among the orthologs of the insects clock. In Lutzomyia longipalpis , vector of Leishmania infantum in the Americas, and Aedes aegypti , the Dengue virus vector, the protein encoded by cycle (cyc) ge ne has a BCTR type tail activation, very similar to that of vertebrates. This BCTR tail is the site of interaction with the CRYPTOCHROME 2 protein, a transcriptional repressor found in many insects , but a bsent in D. melanogaster . Another important difference among these insects is relative to poly - Q tail size, implicated in gene activation, since both L. longipalpis and Ae. aegypti have a reduced tail compared to Drosophila . This suggests that during the e volution the BCTR domain was functionally replaced in some species by poly - Q domain in the heterodimer CLOCK/CYCLE (CLK/CYC). In the present work, we have started an investigat ion of aspects related to the evolutionary and functional conservation of the ma in regulatory circadian clock in insects. For this purpose , through an in vivo analysis we drove the L. longipalpis cyc (llcyc) gene expression in an attempt to rebuild, in part, the first circadian clock loop of L. longipalpis in mutants of D. melanogaste r . In addition, we used an evolutionary approach by comparing sequences of different insect groups to investigate the transformations suffered by CLK - CYC along the evolutionary process of insects. Our results suggest that the CYC L. longipalpis protein was able to rescue, at least partially, the functioning of the circadian clock of D. melanogaster , although these insects ha s been separated for more than 250 million years

Products of Drosophila Idgf genes comprise a small protein family, related to chitinases. The main function of these proteins is to support cell proliferation and activate immune responses. IDGF proteins are present in large quantity in the hemolymph, especially during infections. In this study, I compared the speed of hemolymph cloting, the number and morphological properties of hemocytes after infection by entopathogenic nematodes and parasitic wasps. The results confirm the role of Idgf genes in Drosophila immune system.

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:24:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-12-17. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:48:17Z : No. of bitstreams: 1 000846655.pdf: 1588788 bytes, checksum: ca68d5412270b7e10f44b091129d9d94 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / D. melanogaster e D. simulans são espécies irmãs nativas da África tropical que divergiram de um ancestral comum a cerca de dois Myr. Estas espécies têm sido comparadas em vários traços, incluindo a morfologia, fisiologia, comportamento sexual, aloenzimas e outras proteínas, inversões cromossômicas, DNA nuclear e mitocondrial, elementos transponíveis, infecção por Wolbachia entre outros. Entretanto, estudos em populações da América do Sul, inclusive do Brasil, são escassos. O objetivo principal do trabalho foi comparar linhagens geográficas de D. melanogaster e D. simulans do Brasil, África e França, quanto à suscetibilidade ao inseticida DDT, ao padrão de beta e alfa esterases, principalmente em relação à frequência do polimorfismo da esterase- 6 em indivíduos fenotipados como resistentes e suscetíveis, e a atividade da glutationa S-transferase. Ambas as espécies mostraram uma ampla variabilidade nos valores da CL50 obtidos. Os maiores valores foram observados nas linhagens africanas de D. melanogaster e D. simulans, TANA (447,89 μg/mL), e TANA-4 (920 μg/mL). A linhagem Canton-S de D. melanogaster foi a que apresentou o menor valor de CL50 = 2,99 μg/mL. Comparando as populações de mesma localidade de ambas as espécies verifica-se que as linhagens de D. melanogaster mostraram valores de CL50 maiores que os de D. simulans, com exceção da linhagem FLO onde D. simulans apresentou um valor de CL50 (94,60) ligeiramente superior ao de D. melanogaster (81,82). Foram analisadas duas bandas α-esterásicas, denominadas de α-1 e α-2, sendo que a banda α-2 foi observada em 100% de todos os indivíduos analisados de ambas as espécies. Os dados mostram maior variabilidade genética para D. melanogaster em relação à resistência ao DDT, alta resistência para as linhagens africanas de ambas as espécies, indicando que estas populações continuam sendo selecionadas por este... / D. melanogaster and D. simulans are sister species native to tropical Africa which diverged from a common ancestor about two Myr. These species have been compared in several traits, including morphology, physiology, sexual behavior, allozymes and other proteins, chromosomal inversions, nuclear and mitochondrial DNA, transposable elements, Wolbachia infection among others. However, studies in populations of South America, including Brazil, are scarce. The main objective of the study was to compare geographic strains of D. melanogaster and D. simulans from Brazil, Africa and France, for susceptibility to the insecticide DDT, the pattern of α and β esterases, especially in relation to the frequency of the polymorphism of esterase-6 in individuals phenotyped as resistant and susceptible, and the activity of glutathione-S-transferase . Both species showed a wide variability in LC50 values obtained. The highest values were observed in African strains of D. melanogaster and D. simulans, TANA (447.89 mg / mL), and TANA-4 (920 / mL). The Canton-S strain of D. melanogaster was the one with the lowest LC50 = 2.99 mg / mL. Comparing populations from the same location of both species the strains of D. melanogaster showed LC50 values larger than D. simulans, except FLO D. simulans strain had a LC50 (94.60) slightly higher than D. melanogaster (81.82). We analyzed two bands α-esterases, which we call α-1 and α-2, and the band α-2 was observed in 100% of all individuals analyzed in both species. The data show greater genetic variability for D. melanogaster for resistance to DDT, high resistance to African strains of both species, indicating that these populations continue to be selected by this or another insecticide, the lack of a cline for the F and S alleles in strains of both species, suggest that treatment with DDT may have selected individuals heterozygous for some strains, which may have masked the...

Considerando os diversos efeitos adversos que a matéria particulada (MP) atmosférica e os contaminantes químicos ambientais causam aos ecossistemas e à saúde humana, o presente estudo procurou avaliar, o potencial mutagênico e recombinogênico de (i) extratos orgânicos de MP10, com diâmetro <10Xm e de particulados totais em suspensão (PTS), coletados na região metropolitana de Canoas nos meses de Novembro de 2003 (primavera) e Janeiro de 2004 (verão) — que sofre a influência de diversas indústrias e principalmente do intenso tráfego veicular da BR 116 e (ii) quatro nitro-derivados de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (NHAPs), ambientalmente importantes — 1-Nitronaftaleno (1NN), 1,5-Dinitronaftaleno (1,5DNN), 9-Nitroantraceno (9NA) e 2-Nitrofluoreno (2NF). Para tanto foi empregado o Teste para Detecção de Mutação e Recombinação Somática (SMART) em Drosophila melanogaster, que permite a detecção simultânea de mutação gênica e cromossômica, assim como de eventos relacionados com recombinação mitótica — possibilitando quantificar a contribuição deste último parâmetro genético para a genotoxicidade total dos contaminantes. No que se refere à MP não foram observados resultados positivos na coleta de verão no cruzamento padrão, embora nas amostras da primavera tenham sido obtidos dois resultados positivos, referentes às amostras cruas (100%) de MP10 e de PTS. Entretanto, enquanto as genotoxinas presentes na MP10 induziram exclusivamente recombinação homóloga, as amostras de PTS apresentaram aproximadamente 62% de ação recombinacional e 38% de atividade mutacional, gênica e/ou cromossômica. Esta resposta genotóxica diferencial pode ser relacionada a diferenças na composição dos contaminantes presentes nestas duas frações de partículas aéreas. Adicionalmente no cruzamento aprimorado as amostras coletadas na primavera — MP10 e PTS — induziram aumentos significativos na freqüência de clones mutantes nas doses de 50 e 100% — que são induzidos exclusivamente por recombinação mitótica e estão relacionadas à presença de genotoxinas geradas no processo de metabolização via citocromo P450. Na coleta de verão foi diagnosticado um resultado positivo para o 100% de MP10, que não foi detectado no cruzamento padrão para esta mesma estação, indicando que os altos níveis de enzimas de metabolização, característicos deste cruzamento, funcionaram como mecanismo de ativação das genotoxinas presentes na fração orgânica das partículas inaláveis. Os resultados obtidos para os nitrocompostos apontaram para efeitos positivos no genótipo trans-heterozigoto para os quatro NHAPs avaliados, produzindo aumentos estatisticamente significativos na freqüência total de manchas, que representa a genotoxicidade total da amostra. Nos indivíduos heterozigotos para o cromossomo balanceador TM3, apenas o 1,5DNN induziu aumentos significativos no total de manchas — indicando que além da ação recombinacional o 1,5DNN também induz mutação. Nos demais compostos — 1NN, 9NA e 2NF — a ausência de diferenças significantes em relação aos controles negativos no genótipo heterozigoto para o cromossomo TM3 é indicativo de que a ação tóxico-genética destes NHAPs deve-se basicamente à indução de recombinação mitótica entre cromossomos homólogos. O 1NN foi o composto com a maior potência genotóxica, induzindo cerca de 10 clones /105 células/ mM — seguido pelo 9NA. Observa-se também que o 1NN é cerca de 333 vezes mais genotóxico que os compostos igualmente menos potentes — 1,5DNN e 2NF. Esta diferença em termos de potência genotóxica pode ser correlacionada à presença de um grupo nitro no 1NN e de dois grupos nitro no seu correspondente 1,5 DNN — sugerindo que o primeiro é provavelmente mais acessível à transformação metabólica do que o segundo. Todas estas observações validam as investigações voltadas para a caracterização dos extratos orgânicos e dos contaminantes ambientais quanto a sua ação como indutores de recombinação homóloga (RH) in vivo. A RH é um evento associado a diferentes etapas do processo de tumorigênese, e a poluição aérea é responsável por ~10,7% dos casos de câncer de pulmão e ~1% de outros tipos de câncer — o que torna a avaliação da indução de RH fundamental para a obtenção de dados referentes ao risco genético imposto por contaminantes ambientais. / Considering the several adverse effects of atmospheric particulate matter (PM) and of the environment chemical contaminants on the ecosystems and human health, the present study aimed to assess the mutagenic and recombinagenic potential of PM10 organic extracts measuring less than 10 μm and of total suspended particulates (TSP) collected in the Greater Canoas region, in November 2003 (spring) and January 2004 (summer). The region is under the influence of diverse industrial activities and most specially of intense motor vehicle traffic from BR116. This study also investigated four nitropolycyclic aromatic hydrocarbons (NPAHs) of environmental relevance: 1- Nitronaphthalene (1NN); 1,5-Dinitronaphthalene (1,5DNN); 9-Nitroanthracene (9NA); and 2-Nitrofluorene (2NF). The Somatic Mutation and Recombination Test (SMART) in Drosophila melanogaster was used. The assay allows the simultaneous detection of gene and chromosome mutations, as well as of events related to mitotic recombination, which affords to quantify the contribution of this last genetic parameter to total genotoxicity of contaminants. As regards PM, no positive results were observed in the standard cross for the summer collection, although the spring samples generated two positive results for the raw (100%) PM10 and TSP samples. Nevertheless, while the genotoxins present in PM10 induced only homologous recombination, the TSP samples presented roughly 62% of recombinational activity and 38% of gene and/or chromosome mutation activity. This distinct genotoxic response may be related to the different composition of contaminants present in these two fractions of airborne particles. Additionally, the spring samples — PM10 and TSP, at the 50 and 100% doses — induced significant increases in mutant clone frequency in the high-bioactivation cross. These mutant clones are induced exclusively by mitotic recombination and are related to the presence of genotoxins produced in the cytochrome P450 metabolization process. For the summer samples, positive results were recorded for 100% of PM10, which was not detected in the standard cross for the same season, which suggests that the high levels of metabolization enzymes, typical of this cross, For the summer samples, positive results were recorded for 100% of PM10, which was not detected in the standard cross for the same season, which suggests that the high levels of metabolization enzymes, typical of this cross, work as an activation mechanism for genotoxins present in the organic fraction of inhalable particles. The results obtained for the nitrocompounds point to the positive effects on the trans-heterozygous for the four NPAHs assessed, which produced statistically significant increases in total spot frequencies, representing the total genotoxicity of the sample. Concerning the balancer chromosome TM3, only 1,5DNN induced significant increases in total spot frequencies in heterozygous individuals, which also indicated that apart from the recombinational action, 1,5DNN also induces mutation. For the other compounds, 1NN, 9NA, and 2NF, the absence of significant differences in comparison to the negative controls in the heterozygote genotype for chromosome TM3 indicates that the genotoxic action of these NPAHs is essentially due to the mitotic recombination between homologous chromosomes. 1NN was the compound with the highest genotoxic potential, inducing approximately 10 clones /105 cells/ mM, followed by 9NA. It was also observed that 1NN is roughly 333 times more genotoxic than the equally less potent compounds — 1,5DNN and 2NF. This difference, in terms of genotoxic potential, may be related to the presence of one nitro group in 1NN and to two nitro groups in its counterpart, 1,5DNN. This suggests that the former is probably more susceptible to metabolic transformation than the latter. All these observations validate the investigations directed towards the characterization of organic extracts and of the environmental contaminants as regards their action as inducers of in vivo homologous recombination (HR). HR is an event associated to the different stages of tumorigenesis, and airborne pollution is accountable for ~10.7% of lung cancer cases and ~1% of other types of cancer — which makes the evaluation of HR essential to obtain data of the genetic risk posed by environmental contaminants.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1835.pdf: 1426469 bytes, checksum: f474e4a11463f269c448f21cb7cd2ed6 (MD5) Previous issue date: 2008-03-14 / Universidade Federal de Sao Carlos / The increment of the expression of complex correctly processed recombinant proteins, like the ones produced by animal cells, is essential for the development of an efficient large scale bioprocess. The manipulation of culture conditions plays a very important role in the controlled and optimized expression of these proteins in bioreactors. The response of mammalian and insect cells to temperature effect has been studied by several researchers as a potential strategy to enhance production of recombinant proteins. The present study evaluated the influence of the temperature in the culture of recombinant Drosophila melanogaster S2 cells in Sf-900 II medium supplemented with aminoacids with the aim of enhancing the production of the rabies virus glycoprotein (RVGP). The cultures were carried out in Schott flasks (in shaker) as well as in a bubble-free stirred tank bioreactor. Five temperatures were tested in Schott flasks cultures: 16, 20, 24, 28 and 34ºC. The results obtained in cultures at those temperatures in terms of maximum specific growth rate (µmax) and maximum RVGP concentration (CGPV max) were, respectively: 0.009, 0.020, 0.039, 0.036 and 0.022 h-1, and 0.075, 2.973, 0.480, 1.404 and 0.013 mg.mL-1. The best temperature for RVGP production (20oC) was chosen to be evaluated in the bioreactor operated in batch and feed-batch mode, keeping 28oC as control. The results of µmax and CGPV max in batch mode were: 0,061 h-1 and 0,149 mg.mL-1 at 28oC and 0,027 h-1 and 0.354 mg.mL-1 at 20oC. A batch experiment with stepwise temperature decrease from 20ºC to 16ºC presented a µmax ranging from 0.024 to 0.012 h-1 and a final CGPV max of 0.567 mg.mL-1. On the other hand, at 20ºC in feed-batch mode, µmax was 0.024 h-1 and CGPV max 1.155 mg.mL-1. The larger production of RVGP observed in Schott flasks can be a consequence of a more favorable condition for the expression of the protein at low values of dissolved oxygen concentrations that are seen in flasks but not in controlled bioreactor cultures at 50% DO. Overall, these results show an increase of recombinant protein expression at lower temperatures, especially when µmax is kept fairly low. The largest production of RVGP was obtained in the culture at 20°C in Schott flask when CGPV max was 2.973 mg.mL-1, while the production obtained at the control temperature of 28ºC was only of 1.404 mg.mL-1. Thus, the use of reduced culture temperatures, around 20°C, seems to be the best strategy for the optimization of RVGP production. / aumento da expressão de proteínas recombinantes complexas corretamente processadas como as produzidas por células animais é essencial para o desenvolvimento de um bioprocesso eficiente em larga escala. A manipulação das condições de cultivo desempenha um papel muito importante na expressão otimizada e controlada dessas proteínas em biorreatores. A resposta de células de mamíferos e de insetos quando submetidas ao efeito da temperatura vem sendo estudada por vários pesquisadores como estratégia potencial para o aumento de expressão de proteínas recombinantes. No presente trabalho propõe-se avaliar a influência da temperatura no cultivo celular com o propósito de intensificar a produção da glicoproteína do vírus da raiva (GPV) em cultivo de células de Drosophila melanogaster S2 recombinante em meio de cultura Sf900-II suplementado com aminoácidos, em frascos Schott (em shaker) e em biorreator de tanque agitado livre de bolhas. Para tal, foram avaliadas cinco temperaturas de cultivo em frasco Schott: 16, 20, 24, 28 e 34ºC. Os resultados obtidos de velocidade específica de crescimento máxima (µmax) nesses cultivos foram, respectivamente: 0,009, 0,020, 0,039, 0,036 e 0,022 h-1, e de concentração máxima de GPV (CGPV max): 0,075, 2,973, 0,480, 1,404 e 0,013 mg.mL-1. A melhor temperatura para produção de GPV (20oC) foi escolhida para ser testada em biorreator operado em batelada e batelada alimentada, mantendo 28oC como controle. Os resultados de µmax e CGPV max em batelada foram: 0,061 h-1 e 0,149 mg.mL-1 a 28oC e 0,027 h-1 e 0,354 mg.mL-1 a 20oC. Um experimento em batelada com temperatura decrescente em etapas de 20ºC a 16oC apresentou um µmax variando de 0,024 a 0,012 h-1 e uma CGPV max final de 0,567 mg.mL-1. Por outro lado, a 20ºC em batelada alimentada, µmax foi de 0,024 h-1 e CGPV max de 1,155 mg.mL-1. A maior produção de GPV observada em frascos Schott pode ser conseqüência de uma condição mais favorável para expressão da proteína em condições de baixa concentração de oxigênio dissolvido como as usuais em frascos Schott mas não em cultivos em biorreator com oxigênio dissolvido controlado a 50%. Em geral, estes resultados mostram uma maior expressão da proteína recombinante nas temperaturas mais baixas, especialmente quando µmax é mantido razoavelmente baixa. A maior produção de GPV foi obtida no cultivo realizado a 20ºC em frasco Schott quando CGPV max=2,973 mg.mL-1 em comparação a 1,404 mg.mL-1 obtida no cultivo controle a 28ºC. Assim, a utilização de temperaturas de cultivo mais baixas, próximas de 20ºC, pode ser considerada a melhor estratégia na otimização da produção de GPV.

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abstract: Proper cell growth and differentiation requires the integration of multiple signaling pathways that are maintained by various post-translational modifications. Many proteins in signal transduction pathways are conserved between humans and model organisms. My dissertation characterizes four previously unknown manners of regulation in the Drosophila Decapentaplegic (Dpp) pathway, a pathway within TGF-beta family. First, I present data that the Dpp signal transducer, Mothers Against Dpp (Mad), is phosphorylated by Zeste-white 3 (Zw3), a kinase involved in the Wingless pathway. This phosphorylation event occurs independently of canonical phosphorylation of Mad by the Dpp receptor. Using ectopic expression of different alleles of Mad, I show that Zw3 phosphorylation of Mad occurs during the cell cycle in pro-neuronal cells and the loss of phosphorylation of Mad by Zw3 results in ectopic neuronal cells. Thus, Mad phosphorylation by Zw3 is necessary for cell cycle control in pro-neuronal cells. Second, I have shown that the regulator dSno, which has previously been shown to be a TGF-beta antagonist and agonist, is also a Wingless pathway antagonist. Loss of function flip-out clones and ectopic expression of dSno both resulted in changes of Wingless signaling. Further analysis revealed that dSno acts at or below the level of Armadillo (Arm) to inhibit target gene expression. Third, I have demonstrated that the protein Bonus, which is known to be involved in chromatin modification, is required in dorsal-ventral patterning. Further experiments discovered that the chromatin modifier is not only a necessary Dpp agonist, but it is also necessary for nuclear localization of Dorsal during Toll signaling. Last, I showed that longitudinal lacking-like (lola-like) is also required in dorsal-ventral patterning. The loss of maternally expressed lola-like prevents dpp transcription. This shows that lola-like is integral in the Dpp pathway. The study of these four proteins integrates different signaling pathways, demonstrating that the process of development is a web of connections rather than a linear pathway. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Molecular and Cellular Biology 2014