Xylella fastidiosa é o agente etiológico de diversas doenças em plantas, incluindo a Clorose Variegada dos Citros (CVC), uma séria ameaça à indústria citrícola. Os níveis de transcritos sob diferentes disponibilidades de ferro foram medidos com microarranjos de DNA representando 2608 (91,6%) sequências codificadoras (CDS) da cepa 9a5c de X. fastidiosa. Na presença de 100 uM pirofosfato férrico, 218 e 256 CDS foram consideradas como reguladas positiva e negativamente, respectivamente. Quando tratada com o quelante de ferro 2,2\'-dipiridil, 193 CDS foram consideradas como reguladas positivamente e 216 negativamente. A expressão diferencial de um subconjunto de 44 CDS foi também avaliada por RT-qPCR, que mostrou uma correlação de Pearson de 0,77 com os resultados dos microarranjos. As CDS diferencialmente expressas nas variações de concentração de ferro participam em diversas funções celulares. Muitas CDS envolvidas com funções regulatórias, patogenicidade e estrutura celular foram moduladas em ambas as condições testadas, sugerindo que grandes mudanças na arquitetura celular e metabolismo ocorrem quando células de X. fastidiosa são expostas a variações extremas na concentração de ferro. Interessantemente, as CDS moduladas incluem as de síntese e secreção de bacteriocinas similares à colicina tipo V e funções ligadas a formação de pilus e fímbria. Nós também investigamos a contribuição do regulador transcricional Fur no stimulon do ferro em X. fastidiosa. Para tal, as regiões promotoras do genoma da cepa 9a5c foram varridas em busca de Fur boxes putativas. Nossas análises identificaram que regiões promotoras de 49 CDS contem elementos com características de Fur boxes. A funcionalidade de pelo menos uma das Fur boxes identificadas foi confirmada através de ensaios de alteração de mobilidade eletroforética que demonstraram sua interação específica com a proteína recombinante Fur de X. fastidiosa. Entretanto, nem todos os genes cuja expressão é modulada por alterações na concentração de ferro, são diretamente regulados por Fur, apoiando a hipótese de que Fur não é o único responsável pela modulação do stimulon de ferro em X. fastidiosa. Em conjunto, nossos dados apresentam novas evidências da relação entre a disponibilidade de ferro e a regulação de determinantes de patogenicidade e virulência em X. fastidiosa. / Xylella fastidiosa is the etiologic agent of a wide range of plant diseases including citrus variegated chlorosis (CVC), a major threat to citrus industry. Transcript levels in different iron availabilities were assessed with DNA microarrays representing 2608 (91.6%) coding sequences (CDS) of X. fastidiosa CVC strain 9a5c. In the presence of 100 uM of ferric pyrophosphate, 218 and 256 CDS were considered as up- and down-regulated, respectively. When treated with the iron chelator 2,2\'-dipyridyl, 193 CDS were considered as up-regulated and 216 as down-regulated. Differential expression for a subset of 44 CDS was further evaluated by RT-qPCR that showed a Pearson correlation of 0.77 with array results. The CDS differentially expressed upon the iron concentration shift participate in diverse cellular functions. Many CDS involved with regulatory functions, pathogenicity and cell structure, were modulated in both conditions tested suggesting that major changes in cell architecture and metabolism occur when X. fastidiosa cells are exposed to extreme variations in iron concentration. Interestingly, the modulated CDS include those related to colicin V-like bacteriocin synthesis and secretion and to pili/fimbriae functions. We also investigated the contribution of the ferric uptake regulator Fur to the iron stimulon of X. fastidiosa. Thus, the promoter regions of strain 9a5c genome were screened for putative Fur boxes. Our analyses identified Fur boxes-like elements in promoter regions of 49 CDS. The functionality of at least one Fur box was confirmed by electrophoretic mobility shift assays which demonstrated its interaction with X. fastidiosa recombinant Fur. However, not all genes that appeared to be modulated by iron concentration shift are directly regulated by Fur. This supports the hypothesis that Fur is not solely responsible for the modulation of the iron stimulon of X. fastidiosa. Taken together, our data present novel evidence for iron regulation of pathogenicity and virulence determinants in X. fastidiosa.

Orientadores: Jörg Kobarg, José Andrés Yunes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T04:43:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Righetto_GermannaLima_M.pdf: 4383560 bytes, checksum: b0f7fd3a783153d8832bcf6f44d4b195 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O processo de splicing do RNAm é responsável por orquestrar a junção de exons, criando uma grande diversidade de isoformas gênicas. Alterações nos componentes da maquinaria de splicing e, consequentemente, no processamento do pré-RNAm podem causar ou contribuir para uma infinidade de doenças, dentre elas o câncer. A proteína SF2/ASF foi o primeiro fator de splicing a ser caracterizado como proto-oncogênico, estando superexpresso em diferentes tipos de neoplasias. Sabe-se que a ativação desse fator é, principalmente, mediada por SR quinases conhecidas como splicing quinases e pertencentes à família das SRPKs. A quinase SRPK1, responsável pela fosforilação de SF2/ASF no citoplasma, tem conhecida superexpressão em leucemias. Já a quinase SRPK2, paráloga a SRPK1, possui relação já demonstrada com a proliferação de células leucêmicas e com sua diferenciação. Diante desse quadro, buscamos nesse estudo possíveis correlações entre a maquinaria de splicing e o câncer, dando enfoque à relação entre essa maquinaria e a leucemia. Para tanto, buscamos alterações no cDNA de SRPK2 e quantificamos a expressão das SR quinases SRPK1, SRPK2 e CLK1 em diferentes linhagens de leucemia. Além disso, avaliamos, usando o sistema de Exon Array (Affymetrix), o efeito da superexpressão do fator de splicing SF2/ASF em células de mamífero, buscando alterações globais no splicing dessas células capazes de explicar o caráter oncogênico do fator. Foram encontradas nesse estudo duas novas isoformas de SRPK2, isoladas a partir do cDNA das linhagens de leucemia estudadas. Também foi observada a expressão diferencial das SR quinases SRPK1 e SRPK2 nas linhagens leucêmicas de origem linfóide e mieloide, dando indícios sobre um possível papel divergente dessas quinases nos diferentes tipos de leucemia. Além disso, nas análises preliminares do conjunto de dados obtidos no experimento de Exon Array, foi possível traçar importantes considerações sobre seu caráter oncogênico. Esses dados preliminares do experimento de Exon Array, somados às demais alterações encontradas nas SR quinases, fornecem novas e interessantes pistas sobre a relação entre alterações na maquinaria de splicing e a oncogênese / Abstract: The mRNA splicing is the cellular process responsible for RNA edition, expanding the genome by the combination of gene exons. Mutations in components of this machinery may cause or contribute to a variety of diseases, including cancer. The SF2/ASF protein was the first splicing factor characterized as proto-oncogenic by its overexpression in diverse neoplasias. The cellular activation of this and other splicing factors are mainly dependent on specific kinases, known as splicing kinases and components of a SRPKs family. The SRPK1 kinase, responsible for the cytoplasmic phosphorylation of SF2/ASF, is overexpressed in leukemia. SRPK2, a paralog of SRPK1, is involved in leukemia cell proliferation and differentiation. In this study we searched for splicing machinery and cancer correlations, focusing in the relationship of this machinery and leukemia. In this study we searched for alterations in SRPK2 cDNA and quantified the expression of this kinase and SRPK1 and CLK1 in leukemia immortalized cells. Moreover, we analyzed using Exon Arrays (Affymetrix) the effect of SF2/ASF overexpression in global splicing of non-oncogenic cells, searching for alterations related to its oncogenic character. In this study we discovered two new isoforms of SRPK2 amplified through different leukemia cell lineages. We confirmed the differential expression of SRPK1 and SRPK2 kinases in lymphoid and myeloid leukemia lineages indicating a divergent correlation of these kinases in different leukemia types. In the Exon Array preliminary analysis we also observed important alterations in cellular gene expression. These data and the alterations found in SR kinases provide new and interesting clues about the relationship of splicing machinery alterations and oncogenesis / Mestrado / Genetica Animal e Evolução / Mestra em Genética e Biologia Molecular

Human activities have being responsible for the global environmental changes, resulting in an increase number of incident of vector- and rodent-borne diseases worldwide. Rodents and arthropods-borne viruses are important globally emerging and re-emerging viruses and most of them are RNA viruses. Efficient and early diagnosis of these infections are very important to prevent their spread, to improve clinical management of the patients, as wells to protect livestock and domestic animals. Currently, available diagnostic methods such as immunoassays, polymerase chain reaction and virus isolation can detect only one or few viruses in a single assay. The DNA microarray platform has emerged as diagnostic tool suitable for high throughput screening of pathogenic agents. The aim of this study was to develop a DNA microarray platform (RoboArboVirusChip) for detecting rodent- and arthropod-borne viruses, which belong to seven families: Bunyaviridae (genera Orthobunyavirus, Nairovirus and Phlebovirus), Flaviviridae (genus Flavivirus), Togaviridae (genus Alphavirus), Reoviridae (genera Orbivirus, Seadornavirus and Coltvivirus), Rhabdoviridae (genera Vesiculovirus and Ephemerovirus), and Asfarviridae (genus Asfarvirus). Specific oligonucleotide probes of 60-mer (n=4209) targeting 412 virus species and generic probes of 25-35-mer (n=87) targeting viruses at the genus level were designed. A total of 17 reference viruses belonging to the Bunyaviridae, Flaviviridae, Rhabdoviridae and Togaviridae families were used to standardize RoboArboVirusChip. All reference viruses were specifically detected without any cross hybridization; however, the generic probes were not able to identify the viruses at the genus level. The RoboArboVirusChip was able to specifically identify four viruses contained in three different mixtures: i) virus of different families, ii) virus of the Flavivirus genus, and iii) the Dengue virus (DENV) serotypes. The four DENV serotypes were use to evaluate the sensitivity of the RoboArboVirusChip, which was able to detect a minimum of 25 RNA copies/mL of the viruses, confirming its high sensitivity. The applicability of the RoboArboVirusChip to detect viruses in clinical samples was tested with serum samples obtained from dengue suspected cases (four positive cases and 40 negative cases). DENV was detected in the four positive serum samples, while in the 40 negative serum samples, it was not detected any virus. The results obtained in this study suggest that the RoboArboVirusChip platform could be a useful tool for early diagnosis of robovirus and arbovirus infections during epidemic outbreaks, helping in the rapid implementation of disease containment strategies / As atividades humanas têm sido responsável por mudanças ambientais globais, resultando num aumento do número de casos de doenças transmitidas por vetores e roedores em todo o mundo. Os vírus transmitidos por roedores e artrópodes são vírus emergentes e re-emergentes de importância global, sendo que a maioria deles são vírus de RNA. O diagnóstico eficiente e precoce dessas infecções são muito importantes para evitar a sua propagação, para melhorar o manejo clínico dos pacientes e também, para proteger o gado e os animais domésticos. Atualmente, os métodos de diagnóstico disponíveis, tais como os imunoensaios, a reação em cadeia da polimerase e o isolamento viral podem detectar apenas um ou poucos vírus em um único ensaio. A plataforma de microarranjo de DNA tem surgido como uma ferramenta de diagnóstico apropriada para o monitoramento em larga escala de agentes patogênicos. O objetivo deste estudo foi desenvolver uma plataforma de microarranjo de DNA (RoboArboVirusChip) para a detecção de vírus transmitidos por roedores e artrópodes, os quais pertencem a sete famílias: Bunyaviridae (gêneros Orthobunyavirus, Nairovirus e Phlebovírus), Flaviviridae (gênero Flavivirus), Togaviridae (gênero Alphavirus), Reoviridae (gênero Orbivirus, Seadornavirus e Coltvivirus), Rhabdoviridae (géneros Vesiculovirus e Ephemerovirus), e Asfarviridae (gênero Asfarvirus). Sondas oligonucleotídicas de 60-mer (n=4209) específicas contra 412 espécies virais, e sondas genéricas de 25-35-mer (n=87) para detecção de vírus a nível do gênero foram desenhados. Um total de 17 vírus de referência, pertencentes às famílias Bunyaviridae, Flaviviridae, Rhabdoviridae e Togaviridae foram utilizados para padronizar o RoboArboVirusChip. Todos os vírus de referência foram detectados especificamente sem apresentação de hibridação cruzada, porem as sondas genéricas não foram capazes de detectar os vírus a nível do gênero. O RoboArboVirusChip foi capaz de identificar especificamente quatro vírus contidos em diferentes misturas: i) vírus de diferentes famílias, ii) vírus pertencentes ao gênero a Flavivirus, e iii) os sorotipos do vírus da dengue (DENV). Os quatro sorotipos do DENV foram utilizados para determinar a sensibilidade do RoboArboVirusChip, o qual foi capaz de detectar um mínimo de 25 copias de RNA/mL. A aplicabilidade do RoboArboVirusChip para detectar vírus em amostras clínicas foi avaliada testando amostras de soro de pacientes com suspeita de dengue (quatro casos positivos e 40 casos negativos). Os resultados obtidos neste estudo sugerem que o RoboArboVirusChip poderá ser uma ferramenta útil para o diagnóstico precoce da infecção causada por robovírus e arbovírus, auxiliando na rápida implementação de estratégias de contenção das doenças causadas por esses vírus

Orientadores: Vera Lúcia Gil da Silva Lopes, Milena Simioni / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-27T18:40:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Molck_MiriamCoelho_D.pdf: 5956023 bytes, checksum: 07a0d65667a7a002b0e8ad7a872c0d31 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A Síndrome Velocardiofacial (SVCF) tem prevalência de ~1:4.000 nascimentos e apresenta espectro fenotípico variável, incluindo defeitos cardíacos congênitos (DCC). Microdeleções de ~3 Mb em 22q11.2 representam a principal causa, entretanto deleções atípicas nesta região têm sido relatadas, assim como fenótipos similares associados a variações no número de cópias do DNA (Copy number variations, CNVs) em outras regiões cromossômicas. Esta proposta objetiva mapear os pontos de quebra da região 22q11.2 e investigar CNVs em outras regiões do genoma em pacientes com a deleção 22q11.2 confirmada previamente (Grupo I) e investigar CNVs no genoma de pacientes sem a deleção 22q11.2 (Grupo II). Foram investigados 108 pacientes (30 do Grupo I e 78 do Grupo II) com suspeita clínica da SVCF e DCC por Hibridação Genômica em arrays (array Genomic Hybridization- aGH). Para o Grupo I, o tamanho da deleção 22q11.2 proximal variou de 1,8 Mb a 3,3 Mb em 28 casos, sendo que um apresentou a deleção entre as LCRs (Low Copy Repeats) A-B e os demais 27 entre as LCRs A-D (região tipicamente deletada). Dois casos apresentaram deleções atípicas em 22q11.2: 3,6 Mb entre as LCRs B-F, elvolvendo as regiões 22q11.2 proximal e distal; e 1,5 Mb entre as LCRs D-E, envolvendo a região 22q11.2 distal. Além disso, foram observadas dez CNVs ? 300 kb relevantes fora da região 22q11.2, incluindo uma deleção em 11q14.3 e duplicações em 2q24.1-q24.2, 3p22.1, 5p15.2, 5q11.1, 6p21.2, 7p11.2, 15q13.3, 16q23.3 e Xp21.1. Para o Grupo II, foi observado um total de 25 CNVs ? 300 Kb relevantes. Destas, nove CNVs já foram descritas na literatura, incluindo deleções em 4q35.1-q35.2, 5p15.1-p15.33, 8p23.1, 10q22.3-q23.2, 16p11.2, 17q12 e 22q13.33; e duplicações em 3p26.3 e 3q26.2. As variações gênicas dentro dos pontos de quebra da região deletada 22q11.2, bem como as CNVs observadas em outras regiões cromossômicas contribuem para a variabilidade fenotípica observada nesta síndrome e confirmam a sobreposição desta com diferentes condições clínicas / Abstract: The Velocardiofacial Syndrome (VCFS) has a prevalence of ~1:4.000 births and shows variable phenotypic spectrum, including congenital heart defects (CHD). Microdeletions of ~3 Mb in 22q11.2 represent the main cause, however atypical deletions in this region have been reported, as well as similar phenotypes associated with changes in the number of DNA copies (Copy number variations, CNVs) in other chromosomal regions. This work aims to map the breakpoints of the 22q11.2 region and investigate CNVs in other regions of the genome in patients with the 22q11.2 deletion previously confirmed (Group I) and investigate CNVs on the genome of patients without the 22q11.2 deletion (Group II). We investigated 108 patients (30 from Group I and 78 from Group II) with clinical suspicion of VCFS and CHD for array Genomic Hybridization (aGH). For Group I, the size of proximal 22q11.2 deletion ranged from 1.8 Mb to 3.3 Mb in 28 cases, of these, one case had the deletion between LCRs (Low Copy Repeats) A-B and the other 27 between LCRs A-D (typically deleted region). Two cases had atypical deletions at 22q11.2: 3.6 Mb between LCRs B-F, involving proximal and distal 22q11.2 regions; and 1.5 Mb between LCRs D-E, involving distal 22q11.2 region. Additionally, we observed ten relevant CNVs ? 300 kb outside of 22q11.2 region, including a deletion in 11q14.3 and duplications in 2q24.1-q24.2, 3p22.1, 5p15.2, 5q11.1, 6p21.2, 7p11.2, 15q13.3, 16q23.3 and Xp21.1. For Group II, a total of 25 relevant CNVs ? 300 Kb was observed. Of these, nine CNVs have been described in the literature, including deletions in 4q35.1-q35.2, 5p15.1-p15.33, 8p23.1, 10q22.3-q23.2, 16p11.2, 17q12 and 22q13.33; and duplications in 3p26.3 and 3q26.2. Gene variations within the break points of the 22q11.2 deleted region and CNVs observed in other chromosomal regions contribute to phenotypic variability observed in this syndrome and confirm the overlapp with different clinical conditions / Doutorado / Ciencias Biomedicas / Doutora em Ciências Médicas

O carcinoma de células renais (CCR) é o tumor mais agressivo que afeta o rim de pessoas adultas. O CCR é uma doença heterogênea, com diferentes alterações moleculares e variados patrões histológicos e clínicos que apresentam evolução diferente. Atualmente apenas variáveis anatomopatológicas clássicas são utilizadas para determinar o prognóstico dos pacientes. Utilizando uma plataforma de microarranjos de DNA, nosso grupo identificou em um trabalho anterior um conjunto de genes que se encontram diferencialmente expressos em tumores de rim. Neste estudo, nove candidatos foram selecionados para avaliação como marcadores de prognóstico no CCR. Foi confirmada a alteração na expressão dos genes ARNTL, ACTN4 e EPAS1 (p < 0,05) em amostras tumorais de CCR através de PCR em tempo real. Adicionalmente, foi observada a alteração da expressão dos genes ARNTL, EPAS1 e CASP7 em linhagens celulares imortalizadas derivadas de tumores renais, recapitulando por tanto, as alterações observadas nos tumores obtidos de pacientes. Posteriormente investigamos o padrão de expressão proteica destes candidatos por imunohistoquímica utilizando microarranjos de tecidos. Foi detectada a diminuição significativa (p < 0,05) da expressão das proteínas ACTN4, ARNTL, CASP7 e EPAS1 em tumores de pacientes com CCR relativamente ao tecido renal não tumoral. Além disso, foi possível determinar valores de imunomarcação capazes de estratificar pacientes com CCR em diferentes grupos de risco quanto à sobrevida câncer-específica, que adicionalmente apresentaram associação significativa com parâmetros anatomopatológicos utilizados na clínica. As imunomarcações de ACTN4, ARNTL, e EPAS1 se mostraram parâmetros independentes de prognóstico de sobrevida dos pacientes. A imunomarcação de CASP7 foi capaz de identificar subgrupos de pacientes com pior prognóstico dentro de um conjunto de pacientes de baixo risco em função do estadio clinico, além de identificar pacientes com menor risco de morte pelo câncer entre aqueles apresentaram recorrência em até 5 após a cirurgia. O conjunto de resultados obtidos aponta para um novo conjunto de biomarcadores moleculares com potencial relevância para auxiliar no prognóstico de pacientes com carcinoma de células renais. / The renal cell carcinoma (RCC) is the most aggressive tumor that affects the kidney in adult people. The RCC is a heterogeneous disease, with many different molecular alterations and varied histological and clinical patterns with different outcome. Currently, only classic anatomopathological variables are used to determine patients\' prognosis. Using a DNA microarray platform, our group identified in a previous work a set of genes differentially expressed in renal tumors. In this study, nine candidates were selected for evaluation as prognostic biomarkers in RCC. Alteration of the gene expression in RCC tumor samples was confirmed for ARNTL, ACTN4 and EPAS1 (p < 0.05) by real time PCR. Additionally, gene expression changes of ARNTL, EPAS1 and CASP7 were also observed in immortalized cell lines derived from renal tumors, recapitulating the expression changes detected in the patients\' tumors. Next, we used tissue microarrays to investigate the protein expression of the selected candidates by immunohistochemistry. Expression of the proteins ACTN4, ARNTL, CASP7 and EPAS1 was detected as significantly downregulated (p < 0.05) in patients´ tumors relative to non-tumor renal tissue. Furthermore, immunostaining patterns of the selected candidates were able to stratify patients with RCC in different risk groups according to cancer-specific survival, which also showed significant associations with anatomopathological parameters used in the clinics. ACTN4, ARNTL and EPAS1 immunostaining resulted as independent prognostic parameters of patient survival. CASP7 immunostaining was able to identify subgroups of patients with worse prognosis in a set of low risk patients as determined by their clinical stage, and also identified patients with lower risk of death from cancer amongst patients that relapsed within 5 years after surgery. Overall, these results point to a new set of molecular biomarkers with potential relevance to help in the prognosis of patients with renal cell carcinoma.

Devido à grande diversidade de microrganismos desconhecidos no meio ambiente, 99% deles não podem ser cultivados nos meios de cultura tradicionais dos laboratórios. Para isso, projetos metagenômicos são propostos para estudar comunidades microbianas presentes no meio ambiente, a partir de técnicas moleculares, em especial o seqüenciamento. Dessa forma, para os próximos anos é esperado um acúmulo de seqüências produzidas por esses projetos. As seqüências produzidas pelos projetos genomas e metagenomas apresentam vários desafios para o tratamento, armazenamento e análise, como exemplo: a busca de clones contendo genes de interesse. Este trabalho apresenta uma abordagem algébrica que define e gerencia de forma dinâmica as regras para a seleção de clones em bibliotecas genômicas e metagenômicas, que se baseiam em álgebra de processos. Além disso, uma interface web foi desenvolvida para permitir que os pesquisadores criem e executem facilmente suas próprias regras de seleção de clones em bancos de dados de seqüências genômicas e metagenômicas. Este software foi testado em bibliotecas genômicas e metagenômicas e foi capaz de selecionar clones contendo genes de interesse. / Due to the wide diversity of unknown organisms in the environment, 99% of them cannot be grown in traditional culture medium in laboratories. Therefore, metagenomics projects are proposed to study microbial communities present in the environment, from molecular techniques, especially the sequencing. Thereby, for the coming years it is expected an accumulation of sequences produced by these projects. Thus, the sequences produced by genomics and metagenomics projects present several challenges for the treatment, storing and analysis such as: the search for clones containing genes of interest. This work presents an algebraic approach that defines it dynamically and manages the rules of the selection of clones in genomic and metagenomic libraries, which are based on process algebra. Furthermore, a web interface was developed to allow researchers to easily create and execute their own rules to select clones in genomic and metagenomic sequence database. This software was tested in genomics and metagenomics libraries and it was able to select clones containing genes of interest.

Resumo: Os prejuízos causados à pecuária brasileira pelo carrapato (Rhipicephalus (B.) microplus) são significativos e, uma das estratégias utilizadas para aumentar a produtividade dos rebanhos nas regiões tropicais tem sido a utilização de raças mais resistentes a esse ectoparasita. O objetivo desse projeto foi aplicar a tecnologia de microarray de DNA para a prospecção de genes relacionados com os mecanismos de resistência/tolerância ao carrapato, mediante a análise da expressão gênica diferencial em linfonodos de bovinos suscetíveis (Aberdeen Angus) e resistentes (Nelore) infestados artificialmente com este parasita. Os bezerros foram mantidos livres de carrapato desde o nascimento e foram infestados artificialmente com larvas de carrapato aos quatro meses de idade. As biópsias de linfonodo foram realizadas antes e após a infestação e mantidas a -80°C até o seu processamento. Essas amo stras foram submetidas a extração de RNA, síntese de cDNA e marcação . Depois elas foram submetidas a hibridização pela técnica de microarray. Foram identificados 341 genes diferencialmente expressos nos bovinos da Raça Angus e 254 para bovinos da Raça Nelore, os quais foram agrupados em categorias funcionais. Foram identificadas diferenças no padrão de expressão de genes de resposta imune entre as raças, tais como: Moléculas CD, Imunoglobulinas, Fator de Necrose tumoral, Integrinas e Interferon-γ. Para validação dos resultados de expressão diferencial foi empregada a técnica de PCR em tempo real, onde se verificou a expressão dos genes das citocinas IL-5 e IL12p40 nas duas Raças estudadas. / Abstract: Significant losses are brought by ticks (Rhipicephalus (B.) microplus) to Brazilian beef farming. One of the strategies to increase yield in tropical regions is the use of resistant breeds. This study was undertaken to apply the DNA microarray technology for the prospection of genes related to tick resistance/tolerance mechanisms, through differential gene expression analysis in lymphonodes of susceptible (Aberdeen Angus) and resistant (Nelore) breeds artificially infested with the parasite. Calves were kept tick-free since birth and infested with tick larvae when they reached four months of age. Lymphonode biopsies were performed before and after infestation and kept at -80°C until analyses. Samples were subjected to RNA extraction, cDNA synthesis and labelling. Hybridization was then performed through the microarray technique. In Angus, 341 differentially expressed genes were found against 254 in Nelore, which were grouped in functional categories. Different expression patterns were identified immune response genes between breeds, such as: CD molecules, Immunoglobulines, Tumor Necrosis Factor, Integrins and Interferon-γ. Real-time PCR was used to validate results, which showed the expression of cytokines IL-5 and IL12p40 in both breeds. / Orientador: Luiz Roberto Furlan / Coorientador: Márcia Cristina de Sena Oliveira / Banca: Maria Inês Tiraboschi Ferro / Banca: Maribel Elizabeth Funes Huacca / Mestre

Resumo: Os bovinos são divididos em dois grandes grupos, taurinos e zebuínos, cuja divergência genética é de aproximadamente 250 mil anos. Apesar da proximidade filogenética, os grupos respondem de maneira diferente ao teor de energia da dieta. No presente estudo objetivou-se validar o uso do microarranjo BLO+ para estudos de expressão gênica em zebuínos e comparar a expressão gênica no músculo LD de NEL e ANG alimentados com a dieta AE e BE. Oito ANG e oito NEL foram divididos em duas baias e receberam a dieta BE por 28 dias e na seqüência a dieta AE pelo mesmo período. Após cada período, coletou-se amostras do músculo LD, das quais extraíu-se o RNA para os estudos de expressão gênica usando microarranjos. Foram expressos 9.552 e 8.664 genes em ANG e NEL, sendo que 98% dos genes expressos em NEL também foram expressos em ANG, indicando uma alta similidaridade entre as sondas do microarranjo e os transcritos de NEL. Identificaram-se 546 genes DE para ANG e 440 para NEL. Realizou-se a análise funcional desses conjuntos de genes e observou-se diferenças nas categorias funcionais mais representativas entre as raças entre as dietas. A dieta AE estimula de forma mais acentuada a expressão de genes envolvidos no crescimento e desenvolvimento muscular em ANG, enquanto a dieta BE estimula de forma mais acentuada a expressão de genes que codificam proteínas relacionadas à captação de nutrientes endógenos em NEL. Os resultados obtidos sugerem que o microarranjo BLO+ pode ser usado em estudos de expressão gênica com zebuínos e indicam que o nível nutricional da dieta afeta diferentemente a expressão gênica no músculo LD de taurinos e zebuínos. / Abstract: Bovines are divided in two large groups, taurine and zebuine, whose genetic divergence is estimated as 250,000 years before present. Despite of phylogenetic proximity, these groups respond differently to diet energy level. The current study aimed to validate the BLO+ microarray use in zebuine gene expression experiments and evaluate gene expression in LD muscle from NEL and ANG fed with AE and BE diets. Eight ANG and NEL animals were separated in two pens and received BE diet during 28-days period; following animals were fed with AE diet for the same period. After each period, samples from LD muscle were collected, of which RNA was extracted to proceed with gene expression experiment using microarrays. Were expressed 9,552 and 8,664 genes in ANG and NEL, where 98% of expressed genes in NEL were also expressed in ANG, indicating a high similarity between microarray probes and NEL transcripts. Statistical analysis identified 546 genes differentially expressed for ANG and 440 for NEL. These gene groups were submitted to functional analysis and differences in overrepresented functional categories were observed between breeds and diets. AE diet stimulates further the expression of genes related to muscle growth and development in ANG, while BE diet stimulates further the expression of genes involved in endogenous nutrients uptake in NEL. The results obtained suggest that BLO+ microarray can be used in zebuine gene expression studies and indicate that nutritional level of diet affects the differential gene expression in LD muscle from taurine and zebuine beef cattle. / Orientador: Luiz Roberto Furlan / Coorientadora: Maria Inês Tiraboschi Ferro / Banca: Leandro Márcio Moreira / Banca: Poliana Fernanda Giachetto / Banca: Marcelo Luiz de Laia / Banca: Lúcia Maria Carareto Alves / Doutor

O raquitismo das soqueiras, causado pela bactéria endofítica Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), já foi identificado em praticamente todas as regiões produtoras de cana-de-açúcar no mundo causando sérias perdas na produção. A doença é caracterizada por reduzir o crescimento da planta, resultando no afinamento dos colmos e encurtamento dos internódios. A intensidade destes sintomas está positivamente correlacionada ao título de Lxx nas plantas. Diante disto, o objetivo deste estudo foi investigar diferenças na expressão gênica em plantas da variedade SP80-3280 em resposta à variação na quantidade de bactéria em seus tecidos. As plantas, infectadas com Lxx, foram cultivadas em casa de vegetação e inoculadas ou não com Lxx. Em plantas inoculadas, a população bacteriana média foi de 27,3 e 264 células de Lxx / 100 ng de DNA aos 30 e 60 dias após a inoculação, respectivamente, ao passo que em plantas não inoculadas, os níveis foram significativamente menores, de 6,8 e 34,5 células de Lxx / 100 ng de DNA. Os níveis de expressão gênica foram comparados entre plantas inoculadas e não inoculadas, em cada tempo de avaliação, por meio de hibridização de cDNA sintetizado a partir de RNAm extraído do cartucho foliar em lâminas de microarranjo. Ao todo foram identificados 272 genes diferencialmente expressos em plantas inoculadas com maior título bacteriano em relação às não inoculadas, com menor título, sendo 106 e 152 diferencialmente expressos unicamente aos 30 e 60 DAI, respectivamente. Destes, 55 genes foram selecionados para validação por qPCR, com ênfase nos genes pertencentes às categorias de ciclo celular, metabolismo de DNA e hormônios, trandução de sinal e regulação da transcrição já que estes processos estão diretamente implicados no crescimento vegetal. Dos genes diferencialmente expressos aos 30 DAI, 17 (60,7%) foram validados, compreendendo 11 genes com menor expressão envolvidos no controle do ciclo celular e metabolismo de DNA como ciclinas, kinase dependente de ciclina (CDKB1;1), minichromosome maintenance proteins (MCM) e histona H4. Aos 60 DAI, 17 (53%) foram validados e englobaram genes com maior expressão relacionados a síntese de hormônios, fatores de transcrição e defesa como ACC oxidase, fator de transcrição contendo o domínio WRKY e fenilalanina amônia liase, além da repressão de genes MCM. Os padrões de expressão gênica são consistentes com os sintomas clássicos da doença e indicam que o aumento no título de Lxx altera o balanço hormonal e reduz o crescimento da planta ao reprimir a divisão celular. / Ratoon stunting disease (RSD), caused by endophytic bacterium Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) has been identified in all sugarcane producing regions worldwide causing serious yield losses. The disease reduces the plant growth, resulting in thinner stalks and shorter internodes. The intensity of these symptoms correlates positively with levels of Lxx titers in the plant. In view of this, the objective of this study was to investigate differences in gene expression in plants of the variety SP80-3280 in response to the variation in the amount of the bacteria in leaf tissue. Lxx-infected plants were growth in a greenhouse and inoculated or not with Lxx. In inoculated plants the mean bacterial populations were 27,3 and 264 Lxx cells / 100 ng of DNA at 30 and 60 days after inoculation (DAI), respectively, while in non-inoculated plants, the levels were significantly lower, reaching 6.8 and 34.5 cells / 100 ng of DNA. The levels of gene expression were compared between inoculated and non-inoculated plants at each time through hybridization of cDNA synthesized from mRNA extracted from leaf roll on microarray slides. A total of 272 differentially expressed genes were identified in inoculated compared with non inoculated plants, being 106 and 152 differentially expressed exclusively at 30 or 60 DAI, respectively. Of these, 55 genes were selected for validation by qPCR, with emphasis on genes belonging to the categories of cell cycle, DNA metabolism and hormones, signal transduction and transcriptional regulation, since these processes are directly correlated with plant growth. Of the genes differentially expressed at 30 DAI, 17 (60.7%) were validated, comprising 11 genes down-regulated involved in the control of cell cycle and DNA metabolism, such as cyclins, cyclin-dependent kinase (CDKB1;1), minichromosome maintenance (MCM) and histone H4 encoding-genes. Of the genes differentially expressed at 60 DAI, 17 (53%) were validated, comprising up-regulated genes related to the synthesis of hormones, transcription factors and defense such as ACC oxidase, a transcription factor containing the WRKY domain, phenylalanine ammonia lyase and repressed MCM genes. The patterns of gene expression are consistent with the classical symptoms of the disease and indicate that increased Lxx titers alters hormonal balance and reduces plant growth by repressing cell division.

Cada vez mais, RNAs longos não codificadores (lncRNAs) surgem como importantes reguladores da biologia celular, principalmente em processos de diferenciação durante o desenvolvimento. O interesse no estudo das funções e mecanismos de atuação dessa classe de transcritos durante esses processos é crescente, e mostra-se bastante relevante no processo de diferenciação neural, pelo qual são gerados neurônios e células da glia. A linhagem celular P19, uma célula pluripotente advinda de um tipo de carcinoma embrionário murino, é bem consolidada como modelo in vitro de diferenciação neural. Após tratamento com ácido retinóico, ela é capaz de se diferenciar em neurônios e células da glia (astrócitos e oligodendrócitos). Em busca de evidências que indiquem a atuação de lncRNAs durante o processo de diferenciação neural, nosso grupo realizou experimentos utilizando microarranjos para averiguar os níveis de expressão gênica de lncRNAs e genes codificadores de proteínas (mRNAs) durante a diferenciação de células P19 em neurônios (predominância após 10 dias de diferenciação) e glia (predominância em 14 dias de diferenciação). Em um primeiro momento foi realizada a reanotação das sondas referentes a esses lncRNAs da plataforma de microarranjo, visto que as informações presentes nos arquivos de anotação da mesma eram muito escassas e desatualizadas. Registros de lncRNAs e mRNAs foram obtidos a partir de bancos de dados públicos para esse fim, e ao final dessa etapa aproximadamente 25,0% das sondas que não tinham uma anotação foram reanotadas com identificadores advindos desses bancos de dados. A partir dos dados de expressão, foram identificados todos os lncRNAs e mRNAs que apresentaram expressão diferencial entre as diferentes condições estudadas. As informações dos mRNAs diferencialmente expressos foram então utilizadas para a realização de análises de enriquecimento de categorias gênicas do Gene Ontology, nas ontologias de processo biológico e função molecular. A partir das sondas reanotadas, foram realizadas análises de coexpressão entre lncRNAs e mRNAs. A partir do cruzamento das informações obtidas, foram selecionados lncRNAs que através dos princípios de guilt by association se mostraram propensos a desempenharem um papel regulatório na diferenciação neural. Assim, as informações geradas nesse trabalho servirão como base para estudos futuros de validação funcional desses lncRNAs. / Increasingly, long noncoding RNAs (lncRNAs) emerge as important regulators of cell biology, especially in differentiation processes during development. The interest in the study of functions and mechanisms of action of this class of transcripts during these processes is growing, and shows quite relevant in the neural differentiation process by which neurons and glia are generated. The P19 cell line, pluripotent cells arising from a type of murine embryonal carcinoma, is well established as an in vitro model of neural differentiation. After treatment with retinoic acid, it is capable of differentiating into neurons and glial cells (astrocytes and oligodendrocytes). In search of evidence that indicate the action of lncRNAs during the neural differentiation process, our group conducted experiments using microarrays to assess gene expression levels of lncRNAs and protein coding genes (mRNAs) during differentiation of P19 cells into neurons (mainly after 10 days of differentiation) and glial cells (mainly after 14 days of differentiation). At first was performed the reannotation of the probes relating to these microarrays lncRNAs, as the information provided in the annotation files were very scarce or outdated. LncRNAs and mRNAs records were obtained from public databases for this purpose, and at the end of this stage approximately 25.0% of the probes without annotation were reannotated with identifiers arising from these databases. From the expression data, we identified all lncRNAs and mRNAs that showed differential expression between the different studied conditions. The information of differentially expressed mRNAs were then used to perform Gene Ontology enrichment, in the ontologies biological process and molecular function. From the reannotated probes, coexpression analyses were performed for lncRNAs and mRNAs. From the crosscheck of information obtained, we selected those lncRNAs that by the principles of guilt by association proved likely to play a regulatory role in neural differentiation. Thus, the information generated in this study will serve as a basis for future studies of functional validation of these lncRNAs.