Grande parte da flora tropical brasileira é polinizada por abelhas, com destaque àquelas pertencentes à tribo Meliponini (abelhas sem ferrão). A espécie Tetragonisca angustula, conhecida popularmente como jataí, tem sido o alvo principal dos meliponicultores dada a sua abundância, fácil manejo, docilidade e pureza do mel. Contudo as práticas de divisão de ninho nos meliponários podem aumentar a estruturação genética e o isolamento populacional, assim como o endocruzamento. Isso causa a diminuição da heterozigose populacional e da variabilidade genética. Populações naturais desta espécie já foram estudadas, contudo a variabilidade genética de amostras de meliponários ainda não foi avaliada. O objetivo deste trabalho foi analisar a variabilidade genética de Tetragonisca angustula provenientes de nove meliponários, fazendo uma correlação dessa variabilidade com as práticas de meliponicultura. O acesso a variabilidade genética foi realizado por meio da análise de nove lócus de microssatélites e o sequenciamento parcial de dois genes mitocondriais. Um total de 430 indivíduos (um por ninho) foram amostrados em: Pedreira (PED), Amparo (AMP), ambos em São Paulo; Marechal Cândido Rondon (MCR1 e MCR2), São Miguel do Iguaçu (SMI), Santa Helena (SHE1 e SHE2), Entre Rios do Oeste (ERO) e Curitiba (CUR), todos no Paraná. Cem indivíduos (SSB e PNI) coletados na natureza foram usados como controle da variabilidade genética. Os resultados mostraram alta diferenciação genética entre as amostras do Paraná e São Paulo, mas baixa se comparadas \"intra-estado\". Para o DNA mitocondrial (DNAmt) as amostras controle se mostraram diferenciadas em relação aos meliponários. A variabilidade genética nuclear foi alta e a mitocondrial foi baixa para a maioria dos meliponários. Não houve evidências de endocruzamento nos meliponários. A alta variabilidade genética nuclear, ausência de endocruzamento e a baixa diferenciação populacional são explicadas por fluxo gênico através de machos. A moderada diversidade genética mitocondrial em PED e AMP pode ser devido a ausência de práticas de meliponicultura. Em CUR esse mesmo resultado pode ser explicado pelo transporte artificial de colônias para esse meliponário. Para o restante dos meliponários a baixa variabilidade genética mitocondrial pode ser explicada pela prática de divisão de colônias. Esses resultados são importantes para a meliponicultura, pois indicam que as práticas de divisão de ninhos não afetam a variabilidade genética nuclear. Assim os problemas inerentes a baixa variabilidade genética nuclear e a estruturação populacional como endocruzamento e produção de machos diploides são mínimos ou inexistentes. Para isso sugerimos que a implementação do meliponário deva ser feita o mais próximo da mata e o local deve ficar dentro da distribuição da espécie escolhida para garantir o fluxo gênico através de machos / Most of the Brazilian tropical flora is pollinated by bees, especially by those belonging to the tribe Meliponini (stingless bees). Tetragonisca angustula has been aim of Meliponini beekeepers, especially for its well valued honey and easy keeping and abundance. The practices of nest division in meliponaries can increase the genetic structure and population isolation as well as inbreeding, that leads to a decreasing in population heterozygosity and genetic variability. Natural populations of T. angustula have already been studied nonetheless the genetic variability of Meliponaries samples has not been assessed yet. This project aimed to measure the genetic variability of T. angustula maintained in nine meliponaries, correlated it to Meliponini beekeeping practices. The genetic variability will be assessed by nine microsatellite loci analysis and two partial mitochondrial gene sequencing (COI and CytB). A total of 430 individual (one per nest) were sampled in: Pedreira (PED), Amparo (AMP), both in São Paulo state, Marechal Cândido Rondon (MCR1 and MCR2), São Miguel do Iguaçu (SMI), Santa Helena (SHE1 and SHE2), Entre Rios do Oeste (ERO) and Curitiba (CUR), all in Paraná state. A hundred individuals (SSB and PNI) collected from nature were used for comparison. It was found high population differentiation between Paraná and São Paulo samples, but low by \"intra-state\" comparison. High mitochondrial genetic differentiation was found between control samples and meliponaries. The nuclear genetic variability was high and the mitochondrial was low for most of meliponaries. No inbreeding was detected in meliponaries. The high nuclear genetic variability, absence of inbreeding and low population differentiation can be explained by gene flow through males. The moderated mitochondrial genetic diversity in PED and AMP may be related to absence of the Meliponini beekeeping practices. CUR presented the same result that can be explained by artificial transportation of colonies to this meliponary. The low mitochondrial genetic variability detected on rest of the meliponaries may be related to colony division practices. These results are important for meliponiculture, because indicate that colony division practices do not affect the nuclear genetic variability. Thus the issues related to low nuclear genetic variability and population structure as inbreeding and diploid males production are almost absent. For this, we suggest that the meliponary implementation must be done as closest as possible of the forest and this location must be according to geographic distribution of the chosen species, in order to ensure the gene flow through males

Nannotrigona testaceicornis é uma espécie de abelha sem ferrão sendo que seus ninhos são largamente encontrados na zona urbana. Os meliponíneos estão entre os principais polinizadores da flora brasileira, no entanto, muitas espécies estão seriamente ameaçadas de extinção em consequência da perda do habitat e isolamento causados principalmente pelo desmatamento, uso indiscriminado de defensivos agrícolas e grandes queimadas, pois tais alterações resultam em ecossistemas fragmentados, formando mosaicos de vegetação remanescente, mergulhados numa paisagem antropizada. Nesse processo, grandes populações são reduzidas e subdivididas, o que pode acarretar alterações ecológicas e genéticas. Estudos populacionais de espécies de meliponíneos ainda são muito escassos, fazendo-se necessário a ampliação desses estudos para uma melhor compreensão da dinâmica populacional dessas abelhas. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo a realização de um estudo populacional em ninhos amostrados nos estados de São Paulo e Minas Gerais, utilizando-se o mtDNA como ferramenta molecular. As análises através de PCR+RFLP de 05 regiões do mtDNA não revelaram polimorfismos nas populações estudadas, sendo detectado apenas um haplótipo. O estudo através do sequenciamento de um fragmento do gene COI I de sessenta operárias provenientes do campus da USPRP, Ribeirão Preto, Bonfim Paulista, Franca, Campinas, São Paulo, Uberlândia, Várzea da Palma, Viçosa e Caratinga, revelou a presença de cinco haplótipos nas populações amostradas dos quais três eram exclusivos de uma única populaçaõ e um era compartilhado por 70% das populações. A média da diversidade haplotípica (Hd= 0,264), e a diversidade nucleotídica (=0,00386) foram avaliadas revelando uma baixa divergência entre os haplótipos encontrados. As análises estatísticas revelaram que as populações estudadas estão estruturadas em três grupos, sendo esta estruturação um reflexo de eventos antigos em consequência de mudanças climáticas devido às glaciações do Pleistoceno levando a um gargalo populacional e posterior dispersão, juntamente com a barreira geográfica do mosaico de montanhas do complexo da Serra do Espinhaço que isolou duas das populações estudadas (Viçosa e Caratinga) levando à diferenciação das mesmas. / Nannotrigona testaceicornis is a stingless bee species whose nests are widely found in urban regions. The meliponines are among the most important Brazilian flora pollinators, however, many species are in seriously extinction danger due to habitat loss and isolation caused by deforestation, indiscriminate use of agricultural defensives, and great extent burnings. These changes result in fragmented ecosystems, in small extent of land showing residual vegetation, and in a human impacted landscape. In this process, large populations are reduced and subdivided, leading to ecological and genetic changes. Population studies of meliponine species are still scarce, showing the necessity of more investigation to a better understanding of the population dynamics of these bees. In this context, this work aimed to perform a population study in nests sampled in São Paulo and Minas Gerais states, using the mtDNA as a molecular tool. The PCR+RFLP analyses of five mtDNA regions did not show polymorphisms among the studied populations, and just one haplotype was detected. The study through CO I gene fragment sequencing in sixty workers collected in ten different places from the two Brazilian states mentioned above revealed the presence of five haplotypes. Three of them were exclusive to just one population and one was shared by 70% of the studied populations. The average haplotype diversity (Hd= 0.264) and the average nucleotide diversity (=0.00386) were estimated and showed low deviation among the haplotypes. The statistical analyses revealed that the studied populations are structured in three groups. This split may be explained as a consequence of ancient events caused by climatic changes due to Pleistocene glaciations resulting in a population bottleneck and later dispersion; in addition to these, a geographical barrier formed by the Serra do Espinhaço mountain complex, had isolated two of the studied populations (Viçosa and Caratinga), conducing them to differentiation.

O Vale do Ribeira é uma área que ocupa cerca de 10% da região sul do estado de São Paulo e abriga pelo menos 30 remanescentes de quilombos. Dessas, 24 já foram oficialmente reconhecidos ou estão em fase de reconhecimento. Com a finalidade de contribuir para o conhecimento da estrutura populacional e da história de formação dessas comunidades afro-descendentes, estudamos o DNA mitocondrial de 939 indivíduos adultos de doze populações de quilombos: Abobral Margem Esquerda (100), Abobral Margem Direita (41), Galvão (59), São Pedro (65), Pedro Cubas (100), Pilões (49), Maria Rosa (19), André Lópes (110), Nhunguara (123), Sapatu (95), Ivaporunduva (133), Poça (51), além de uma amostra de 104 indivíduos da cidade de São Paulo. As estratégias empregadas para a determinação dos haplogrupos de DNA mitocondrial se basearam em PCR-RFLP (sítio 3592 com a enzima Hpa I), estudo da deleção de 9pb (entre os genes da COII e RNAtLys) e sequenciamento da região hipervariável I do DNA mitocondrial (HVS-I). Nas doze populações de quilombos, importante contribuição ameríndia (com 49,3% de linhagens) e africana (49,2% das linhagens) foram detectadas e poucas linhagens européias foram observadas. Resultados de estudos sobre a origem dos cromossomo Y, realizados nas mesmas comunidades do Vale do Ribeira por nossa equipe contrastam com as análises de DNA mitocondrial, pois indicaram reduzida contribuição ameríndia. Essa assimetria sugere pouca importância do homem indígena e muita importância da mulher indígena na origem dessas comunidades. Os resultados de sequenciamento da HVS-I indicaram a provável origem na região centro-oeste africana (Bantos) para as linhagens africanas, com destaque para o atual território de Angola. Uma possível contribuiçãodas populações indígenas Guarani e Kaigang na origem das linhagens ameríndias foi detectada. Foi possível identificar em quase todas as populações afro-descendentes haplótipos predominantes, tanto de origem africana como ameríndia, candidatos a fundadores, com exceção feita a Maria Rosa, André Lópes, Nhunguara e Poça. Galvão foi a comunidade de quilombo que evidenciou maior efeito de fundador e, consequentemente, onde se observou o menor índice de diversidade haplotípica. Na análise dos dendrogramas, os remanescentes de quilombos de Galvão, São Pedro, Sapatu e Ivaporunduva mostram-se mais próximos das populações ameríndias do que das demais populações da literatura. As demais comunidades remanescentes de quilombos (André Lópes, Poça, Pedro Cubas, Abobral, Nhunguara, Pilões e Maria Rosa) estão geneticamente mais próximas de populações da etnia Banto. A comunidade da Poça se manteve próxima a São Paulo e separada das demais comunidades quilombolas, provavelmente devido à maior presença de material genético europeu nessa comunidade. As proximidades genéticas observadas entre os grupos de populações Galvão e São Pedro; Abobral Margem Esquerda e Margem Direita; São Pedro, Galvão, Sapatu e Ivapotunduva e, finalmente, entre Nhunguara e André Lopes, é confirmada pelos registros históricos, que atestam para proximidade genealógica e geográfica desses grupos. Pilões e Maria Rosa não se apresentaram tão próximas entre si, como esperado, provavelmente devido à redução do tamanho populacional. Finalmente, como esperado pelos registros históricos, os demais afro-descendentes do Brasil e populações africanas da etnia banto formaram um clado, assim como os brasileiros brancos e as populações de origem portuguesa que também formaram um clado. Os nossos resultados apontam para uma formação genética e histórica muito rica e diversa nos remanescentes de quilombos. Especialmente relevante foi a constatação de importante contribuição genética indígena preservada nos quilombos. Essas populações, paradoxalmente, podem fornecer um excelente material para investigar a diversidade genética dos ameríndios. Este fato é é importante, se considerarmos o processo contínuo de depopulação indígena provocada pela entrada de grupos europeus no continente americano. / At least 30 quilombo remnants are supposed to exist in the Vale do Ribeira region, located in the southern part of São Paulo State. Twenty-four of those African-derived have already been identified and officially recognized as quilombo remnants. In order to shed light on the structure and history of the foundation of these quilombo remnants we investigated the mitochondrial DNA of 939 individuals from twelve populations: Abobral Left Margin (100), Abobral Right Margin (41), Galvão (59), São Pedro (65), Pedro Cubas (100), Pilões (49), Maria Rosa (19), André Lópes (110), Nhunguara (123), Sapatu (95), Ivaporunduva (133), Poça (51). In addition, we investigated 104 individuals sampled from the city of São Paulo. The mitochondrial DNA haplogroups were identified by PCR-RFLP (site 3592 with the Hpa I enzyme), a 9pb deletion (between COII e RNAtLys genes) and sequencing of the first mitochondrial DNA hipervariable region (HVS-I). The twelve African-derived populations investigated showed high frequencies of Amerindian (49,3%) and African (49,2%) lineages and a small European contribution (1,5%). Studies based on Y chromosome haplotypes carried out with the same quilombo populations in our laboratory presented contrasting results with the analyses of mtDNA and showed reduced amerindian contribution. This asymmetry suggests reduced genetic contribution of Amerindian men and an important role of Amerindian women during the foundation process of these populations. The sequencing data indicated a probable geographic origin in Central and Western Africa (Bantu) for the African lineages, especially in the current territory of Angola. A possible Guarani and Kaigang origin for the amerindian lineages was indicated. It was possible to identified in almost all the afro-derived populations, frequent haplotypes considered as candidates to founders, some African and some Amerindian. Exceptions to this rule occurred in Maria Rosa, André Lopes, Nhunguara e Poça populations. Galvão showed the lowest genetic diversity, indicating that this population was the most influenced by founder effect. In the neighbor-joining tree, built with haplotypic frequencies found in the quilombos, São Paulo and other previously reported populations, the quilombos of Galvão, São Pedro, Sapatu and Ivaporunduva were closer to the Amerindian populations. The remaining populations (André Lopes, Poça, Pedro Cubas, Abobral Left Margin, Abobral Right Margin, Nhunguara, Pilões and Maria Rosa) were closer to African Bantu populations. The genetic similarities observed between the population groups of Galvão and São Pedro, Abobral Left Margin and Abobral Right Margin; Nhunguara and André Lopes, and São Pedro, Galvão, Sapatu and Ivaporunduva, were confirmed by historical records that support their geographic and genealogical proximity. Pilões and Maria Rosa, also geographically close, did not cluster together as expected, probably due to a recent population bottleneck. Poça clustered with São Paulo, but kept distant from the remaining quilombo remnants, probably due to the highest relative European ancestral contribution. As expected based on historical records, other Brazilian African-derived populations and African Bantu populations grouped. The same was observed with white Brazilian and Portuguese populations. Our results indicated a diverse genetic background in the foundation of the quilombo populations. Interestingly, these studies have revealed a high matrilineal genetic contribution of Amerindians. The quilombo remnant populations, paradoxically, seem to be an excellent source of material to investigate the genetic diversity of Amerindian populations. This is of great relevance, taking into account the depopulation of Brazilian native populations which happened after the beginning of the occupation process by European colonizers.

O objetivo geral da presente Tese foi estudar a evolução de organismos da Floresta Atlântica (FA), utilizando aves florestais como modelos e sob uma perspectiva filogenética filogeográfica. As espécies estudadas foram três passeriformes: Xiphorhynchus fuscus (Dendrocolaptidae), Dendrocolaptes platyrostris (Dendrocolaptidae) e Schiffornis virescens (Tytyridae). Os marcadores utilizados foram seqüências do DNA mitocondrial e/ou um marcador nuclear. O trabalho foi dividido em seis capítulos. No primeiro é apresentado o problema geral e as principais hipóteses (basicamente refúgios, rios e geotectonismo) que foram exploradas nos capítulos dois a cinco. No segundo capítulo foi utilizado DNAmt para avaliar a estrutura genética populacional de Xiphorhynchus fuscus no sul da FA e testar algumas hipóteses de evolução das populações dessa ave. Os resultados principais do trabalho não sustentaram um modelo geotectônico como explicação para a origem da estrutura genética dessa ave, mas seriam compatíveis com o modelo de refúgios florestais. No terceiro capítulo X. fuscus foi novamente estudado, mas avaliamos a estrutura filogeográfica da espécie em toda sua distribuição e com dois marcadores genéticos independentes (DNAmt e o intron 5 do beta fibrinogênio). Alguns dos objetivos principais do estudo foram testar uma hipótese paleofitogeográfica da FA para a última glaciação e avaliar as implicações dos resultados genéticos para o status taxonômico das quatro subespécies e de X. fuscus. Os resultados genéticos sustentaram parcialmente o modelo paleofitogeográfico testado e mostraram que unicamente X. fuscus atlanticus poderia ser considerada uma espécie plena. O quarto capítulo descreve a variação da plumagem e a estrutura genética populacional (DNAmt) de D. platyrostris. Os resultados sugeriram que não existe uma continuidade recente entre as populações do domínio central da FA e as populações da diagonal aberta (Cerrado, Caatinga e Chaco). Além disso, foi estudada a relação entre a plumagem de D. platyrostris com a história das populações e encontramos que a coloração da plumagem não tem relação com a história das populações. O quinto capítulo apresenta um estudo preliminar da estrutura filogeográfica (DNAmt) de S. virescens. O estudo indicou que não há estruturação filogeográfica profunda S. virescens como encontrada em outros organismos da FA. Uma possível origem deste padrão poderia ser um gargalo populacional e expansão demográfica recente, além de altas taxas de fluxo gênico. Nossos resultados com as três espécies estudadas, assim como os de outros autores, sugerem a existência de um padrão filogeográfico comun para alguns organismos da FA. Além disso, foi sugerido um modelo da FA no qual a distribuição temporal e espacial das florestas é muito dinâmica. O norte e sul da FA seriam as regiões mais instáveis devido à influência de mudanças climáticas locais e globais. Esta dinâmica florestal pode ter contribuído na evolução dos padrões filogeográficos observados, com a evolução independente de linhagens em diferentes regiões ou refúgios. Além disso, nossos resultados e os de outros autores sugerem que a atividade geotectônica não teria sido importante na evolução recente de organismos da FA, e que alguns rios do bioma (ex. rio Doce) atuariam como barreiras secundárias e não como barreiras primárias. / This dissertation explores the evolution of Atlantic Forest (AF) organisms. Specifically, we used endemic forest birds as models and a phylogenetic phylogeographic perspective. Studied bird species are all passerines: Xiphorhynchus fuscus (Dendrocolaptidae), Dendrocolaptes platyrostris (Dendrocolaptidae) and Schiffornis virescens (Tytyridae). We used mitochondrial and nuclear DNA (mtDNA and ncDNA, resepectivelly) sequences. The dissertation was divided in six chapters. The first one explained objectives of the dissertation and presented hypotheses and problems that were addressed in the following chapters two to five. The sixth chapter presents a general discussion. We used in the second chapter mtDNA to evaluate the phylogeographic pattern of X. fuscus in southern AF. The main results indicated that a geotectonic model for the evolution of local populations was not supported and that the observed genetic pattern was compatible with the theory of refuges. In the third chapter we studied again X. fuscus, but using samples from all the species´ distribution and sequences of two independent markers (mtDNA and the the intron 5 of the beta-fibrinogen gene). Some of the main objectives of the chapter were to test a published model about the distribution of AF in the last 20,000 years and to use genetic data to address the taxonomic status of the four subspecies of X. fuscus, particularly of the endangered X. fuscus atlanticus. Results supported partially the model of forest distribution in the past and to consider X. fuscus atlanticus as a good species. In the fourth chapter we analyzed plumage and genetic (mtDNA) variation in the woodcreeper D. platyrostris. Results suggested a lack of recent genetic continuity between the Atlantic Forest central domain and the open vegetation biomes Cerrado and Caatinga. Besides, we found that plumage color variation in D. platyrostris was not related to population history, as evaluated by neutral markers. In the fifth chapter we studied the phylogeographic pattern (mtDNA) of S. virescens. Results indicated that S. virescens lack a significant phylogeographic pattern, contrarily to what was observed in several other AF organisms. Possible explanations for this pattern may be a population bottleneck followed by a demographic expansion and current high gene flow rates. Our results, in combination with results of others, permitted to describe a common phylogeographic pattern for several AF organisms. Also, we suggested a model of the AF where forest distribution is very dynamic. Specifically, the northern and southern AF regions were proposed to be the regions with the most unstable area and continuity of forests. Perhaps, this forest dynamism contributed to the evolution of the observed common phylogeographic pattern. Furthermore, our results, in combination with other similar studies, suggested for the studied birds that geotectonic activity at southeastern AF did not affect population evolution, and that some AF rivers (i.e., Doce river) act as secondary barriers instead of primary barriers.

Espécies de medusozoários com ciclos de vida muito diferentes habitam distintos mares e oceanos ao redor do mundo. Em uma escala regional, algumas espécies de hidrozoários estão amplamente distribuídas no Atlântico Sul-ocidental, (litorais do Brasil e Argentina), com populações habitando ambientes heterogêneos e estruturados. A relação entre a distribuição das espécies e a maior parte dos fatores ambientais é pouco conhecida. Deste modo, o objetivo de nosso estudo é pesquisar os padrões de distribuição e a estrutura genética populacional de duas espécies de hidrozoários do Atlântico Sul-ocidental em relação a: (1) as diferentes histórias naturais e (2) as distintas estruturas de massas d\'água do ambiente marinho. As espécies estudadas foram Olindias sambaquiensis (meroplanctônica, ciclo de vida: ovo ⊲ plânula ⊲ pólipo ⊲ medusa ⊲ ovo) e Liriope tetraphylla (holoplanctônica, ciclo de vida: ovo ⊲ plânula ⊲ medusa ⊲ ovo). Dados sobre a ecologia e história natural de tais espécies foram coletados e análises filogeográficas foram conduzidas utilizando os marcadores mitocondriais 16S e CO1. Nossos resultados revelaram um padrão filogeográfico similar para ambas as espécies. As populações brasileiras são basais e têm uma maior diversidade nucleotídica que as populações argentinas, as quais ocupam uma posição apical. O Rio da Prata não é uma barreira efetiva e introgressão possivelmente ocorre em ambas as espécies, podendo estar relacionada à circulação das massas d\'água. A estrutura genética encontrada para Olindias sambaquiensis pode estar relacionada com seu hábito demersal e afinidade com massas d\'água costeiras, e para Liriope tetraphylla com seu ciclo reprodutivo e auto-recrutamento. / Medusozoan species, with quite different life-cycles, inhabit different seas and oceans around the world. In a regional scale, some hydrozoan species are widespread along the Southwestern Atlantic Ocean (Brazilian and Argentinean shores), with populations distributed along a heterogeneous and structured environment. The relation between the distribution of the species and most of the biological and environmental factors is still largely unknown. Therefore, the aim of this study is to investigate the distributional patterns and genetic structure of populations of two hydrozoan species of SW Atlantic Ocean in relation to: (1) the different life histories and (2) the water masses structures of the marine environment. The species studied were the meroplanktonic Olindias sambaquiensis (life cycle: egg ⊲ planula ⊲ polyp ⊲ medusa ⊲ egg) and the holoplanktonic Liriope tetraphylla (life cycle: egg ⊲ planula ⊲ medusa ⊲ egg). We gathered data on the ecology and natural history of the species, and carried out phylogeographic analyses using CO1 and 16S DNA markers. Our results have shown similar phylogeographical patterns and genetic structures for both species. The Brazilian populations are basal and have a higher nucleotidic diversity than the apical Argentinean populations. The Rio de La Plata river is not an effective barrier, and introgression possibly occurs for both species and might be related to the circulation of the water masses. Biologically, the genetic structure found for Olindias sambaquiensis must be related to its demersal habit and close affinity to coastal water masses, and that found for Liriope tetraphylla must be related to its reproductive cycle and auto-recruitment.

As abelhas da tribo Meliponini apresentam distribuição pantropical. São encontradas mais de 400 espécies pertencentes a 50 gêneros, sendo que mais de 300 estão presentes nas Américas. Os meliponíneos são responsáveis por grande parte da polinização das plantas nativas. A destruição das florestas tem ameaçado seriamente as abelhas sem ferrão, isolando-as em fragmentos e expondo-as ao endocruzamento e aos efeitos de perda de variabilidade genética. No presente estudo, foram empregadas análises moleculares (PCR-RFLP, análise de locos de microssatélites e o sequenciamento de um trecho do gene COI) e morfométrica (Análise da Morfometria Geométrica das asas) no intuito de se verificar a variabilidade em uma pequena população de Frieseomelitta varia residente no campus da USP de Ribeirão Preto (n=33). Para comparação, foram coletados e analisados indivíduos de áreas externas ao campus, ao longo da distribuição natural da espécie (n=36) e também de duas outras espécies F. trichocerata (n=30) e F. doederleini (n=3). Os resultados mostraram maior variabilidade mitocondrial e nuclear para o campus da USP em relação às amostras externas. Pelo menos nove matrilinhagens originaram a população do campus. O grande número de alelos encontrados nas amostras do campus pode ser explicado pela introdução de ninhos, por alta variabilidade já existente nos ninhos fundadores e/ou fluxo gênico via machos. Os resultados moleculares e morfológicos mostram grande similaridade entre F. varia e F. trichocerata, e em contraste, grande distância entre F. varia e F. doederleini, indicando que F. trichocerata deve ser considerada como uma variação geográfica (ecótipo) de F. varia. / The stingless bees present a pantropical distribution. There are more than 400 species belonging to 50 genera. More than 300 are present in the Americas. These bees have a remarkable role in the pollination of native plants. Forest destruction has threatened stingless bees populations by isolating them in forest fragments and exposing them to the effects of inbreeding and loss of genetic variability. In the present study we applied molecular (PCR-RFLP, microsatellite loci analysis and COI sequencing) and morphometric (Geometric Morphometry of Wings) analysis to verify the genetic variability of a small population of Frieseomelitta varia (n=33) resident in the campus of USP - Ribeirão Preto. For comparison, individuals collected across the species natural geographic range and also samples of two other species, F. trichocerata(n=30) and F. doederleini (n=3), were analyzed. The results showed greater mitochondrial and nuclear variability for the samples from the campus in relation to the species overall. Nine matrilines, at least, gave rise to the current campus colonies. The large microsatellite allele number can be explained by recurrent nests introduction, or by high variability already present in the founder nests and/or current gene flow mediated by males. The molecular and morphometric data show high similarity between F. varia and F. trichocerata, and in contrast, high distance between F. varia and F. doederleini, indicating that F. trichocerata should be considered as a geographic variation (ecotype) of F. varia.

O DNA está constantemente exposto a danos causados tanto por agentes endógenos quanto exógenos. Estes podem causar diferentes tipos de lesões incluindo modificações de bases e do açúcar, além de quebras de fitas simples ou duplas. As quebras de duplas fitas, quando comparadas às demais, constituem as mais citotóxicas e podem resultar em deleções no DNA e instabilidade genética. Deleções no DNA mitocondrial (mtDNA) causam diversas doenças e estão envolvidas no processo de envelhecimento. No núcleo, as quebras de duplas fitas no DNA podem ser reparadas por recombinação homóloga (HR), ligação de pontas não homólogas (NHEJ) e anelamento de fita simples (SSA). No entanto, em mitocôndrias de células de mamíferos, o reparo de quebras de duplas fitas ainda não foi completamente caracterizado. Experimentos in vitro usando extratos mitocondriais de células de roedores mostraram que estes são capazes de reparar essas quebras, no entanto pouco é sabido sobre quais proteínas são responsáveis por cada etapa de reparo, bem como sua implicação na manutenção da integridade do genoma mitocondrial. Sendo assim, nesse trabalho investigamos a localização e função mitocondrial das proteínas ATM, Rad51, Rad52, Ku70/86 e DNA-PKCs, que são sabidamente envolvidas em reparo de quebras de duplas fitas no núcleo. Para identificar essas proteínas em mitocôndrias de células de mamíferos, mitocôndrias foram isoladas a partir de células da linhagem HEK293T, usando centrifugação diferencial seguida por gradiente de Percoll. Para as proteínas de recombinação homóloga, ATM e Rad51, imunodetectamos isoformas semelhantes em todos os compartimentos celulares. Já para a proteína Rad52 o mesmo anticorpo imunodetectou duas bandas distintas na mitocôndria ao passo que no núcleo foram quatro. Além disso, verificamos que baixos níveis de proteína Rad52, induzidos pela expressão de shRNA (short hairping RNA) específico, resultam em diminuição do número de cópias de mtDNA bem como acúmulo de deleções no genoma mitocondrial. Para as proteínas de NHEJ, DNA-PKCs e a subunidade Ku70, identificamos isoformas semelhantes em todos os compartimentos celulares. Já para a subunidade 86 do heterodímero Ku70/86 o anticorpo detectou, somente em mitocôndrias, uma banda menor de 50 kDa, a qual difere na região N-terminal da subunidade detectada no núcleo (86 KDa). Experimentos de co-imunprecitação de proteínas mostraram que essa isoforma menor compõe o heterodímero mitocondrial juntamente com a subunidade 70 (mtKu70/50) e que esse interage com DNA ligase III mitocondrial. Nossos resultados também mostraram que a estabilidade proteica de mtKu70/50 é regulada por ATM. Tratamento das células com peróxido de hidrogênio, que induz quebras de duplas fitas, aumentou a associação do heterodímero mtKu70/50 com o mtDNA, de forma independente de aumento da concentração proteica intra-mitocondrial. Já a diminuição dos níveis proteicos de Ku, induzida através de shRNA, resultou em diminuição do número de cópias de mtDNA e acumulo de danos nesse genoma. Extratos mitocondriais de células knockdown para Ku apresentaram menor atividade de reparo NHEJ em um ensaio in vitro, sugerindo que o acúmulo de danos nestas células é provavelmente devido a deficiências na via de NHEJ. Em conjunto, nossos dados sugerem que tanto HR quanto NHEJ operam em mitocôndrias. Além disso, a via de NHEJ mitocondrial utiliza o heterodímero mitocondrial Ku70/50 o qual está envolvido na manutenção do mtDNA. Ademais, nossos resultados mostram uma grande conservação molecular e funcional entre as vias de reparo de NHEJ e HR no núcleo e na mitocôndria, o que reforça sua importância para a manutenção da estabilidade genômica mitocondrial e, provavelmente a função mitocondrial. / DNA is constantly exposed to damaging agents from both endogenous and exogenous sources. These can cause different types of DNA lesions that include base and sugar modifications and single and double strand breaks. DNA doublestrand breaks (DSBs) are among the most cytotoxic DNA lesions, which can result in deletions and genetic instability. Deletions in the mitochondrial DNA (mtDNA) cause numerous human diseases and drive normal aging. DSBs in the nuclear DNA are repaired by non-homologous DNA end joining (NHEJ), homologous recombination (HR) or Single Strand Annealing (SSA). Yet, repair of DSBs in mammalian mitochondria has not been fully characterized. Mitochondrial extracts from rodent cells are proficient in ligating DNA ends in vitro, but little is known about which proteins are responsible for each enzymatic step and its implication in mitochondrial genome maintenance. Thus, we investigated mitochondrial localization and function of DSBR (double strand break repair) proteins ATM, Rad51, Rad52, the Ku70/86 heterodimer and DNA-PKCs.To identify DSBR proteins in mammalian mitochondria, highly purified mitochondria from HEK293T cells were isolated using differential centrifugation followed by Percoll gradient. For HR proteins, we detected similar isoforms for ATM and Rad51 proteins in all cellular compartments. Two mitochondriaspecific isoforms of Rad52 were detected, while the same antibody detected four isoforms in the nucleus. In addition, lower Rad52 protein levels, induced by specific shRNA expression, result in decreased mtDNA copy number and accumulation of deleted mitochondrial genomes. For NHEJ proteins, similar isoforms of DNA-PKcs and the Ku70 subunit were detected in all cellular compartments. On the other hand, antibodies against the Ku86 subunit detected a smaller band in mitochondrial extracts (50 KDa), lacking the N-terminal region of the canonical isoform detected in the nucleus (86 KDa). The mitochondrial Ku70/50 heterodimer interacts with mitochondrial DNA ligase III, suggesting a role in DSBR. Moreover, stability of the mtKu heterodimer is regulated by ATM. Hydrogen peroxide treatment, which induces DSBs, increases mtKu70/50 association with the mtDNA and cells with reduced Ku levels, also induced by shRNA transfection, have lower mtDNA copy number and accumulate mtDNA damage. Moreover, mitochondrial extracts from Ku knockdown cells show lower NHEJ repair activity in an in vitro assay, suggesting that damage accumulation in these cells is likely due to deficiencies in NHEJ. Together, our data suggest that both HR and NHEJ operate in mitochondria. Also, mtNHEJ requires the Ku heterodimer and is involved in mtDNA maintenance. Moreover, our results indicate that there is a significant molecular and functional conservation between NHEJ and HR repair pathways in the nucleus and in mitochondria, which reinforces their importance for maintenance of mitochondrial genomic stability and, likely mitochondrial function.

A ausência de XPC, uma proteína canonicamente envolvida em reparo de DNA por excisão de nucleotídeos, está associada a vários fenótipos característicos de disfunção mitocondrial como o desequilíbrio entre os complexos da cadeia transportadora de elétrons (CTE), redução no consumo de oxigênio, maior produção de peróxido de hidrogênio, e maior sensibilidade a agentes que causam estresse mitocondrial. Contudo, uma descrição mecanística da relação entre deficiência de XPC e disfunção mitocondrial ainda não está bem estabelecida. Aqui mostramos que a deficiência de XPC está associada ao aumento na expressão do supressor de tumor p53. Essa alteração é acompanhada pelo aumento da expressão de diversas proteínas que participam em importantes funções mitocondriais. A inibição de p53 reverte a superexpressão de algumas dessas proteínas. O tratamento com o inibidor do Complexo III da CTE antimicina A induz aumento da expressão de p53 de forma mais acentuada na linhagem Xpc-/-, enquanto o tratamento com o antioxidante N-acetilcisteína diminue a produção basal de H2O2, expressão de p53 e sensibilidade aumentada ao tratamento com antimicina A. Em conjunto, nossos resultados suportam a hipótese de que o aumento da produção de H2O2 em células Xpc-/- tem um papel causal na regulação da expressão de p53 e na disfunção mitocondrial / Although XPC has been initially implicated in the nucleotide excision DNA repair pathway, its deficiency is associated with mitochondrial dysfunction, including unbalanced electron transport chain (ETC) activity, lower oxygen consumption, increased hydrogen peroxide production, and greater sensitivity to mitochondrial stress. However, a mechanistic understanding of the role of XPC in regulating mitochondrial function is still not well established. Here we show that XPC deficiency is associated with increased expression of the tumor suppressor p53, which is accompanied by increased expression of several proteins that participate in important mitochondrial functions. Inhibition of p53 reverses the overexpression of some of these proteins. In addition, treatment with the ETC inhibitor antimycin A induces p53 expression more robustly in the Xpc-/- cells, while treatment with the antioxidant N-acetylcysteine decreases basal H2O2 production, p53 expression and sensitivity to antimycin A treatment. Together, our results support a model in which increased H2O2 production in Xpc-/- causes upregulation of p53 expression and mitochondrial dysfunction

A mitocôndria é a organela citoplasmática responsável pelo maior sistema produtor de energia, a fosforilação oxidativa (OXPHOS). Foi proposto que em células tumorais a hiper-regulação da glicólise em condições normais de oxigênio (Efeito Warburg), está associada a defeitos na OXPHOS e pode regular o fenótipo tumoral, por exemplo, o potencial metastático da célula por meio da indução de vias pseudohipóxicas durante a normóxia. Estudos recentes mostraram que vários tipos de tumores possuem mutações somáticas em seu genoma mitocondrial, o que pode alterar as funções da OXPHOS levando a troca de metabolismo energético nas células tumorais e induzindo a tumorigênese. Diante disto, o presente trabalho avaliou a instabilidade do genoma mitocondrial em etapas bem definidas da progressão do câncer colorretal. O DNA genômico foi extraído de amostras de adenoma, adenocarcinoma, tecido adjacente e sangue periférico de nove pacientes diagnosticados com Câncer colorretal. O genoma mitocondrial foi amplificado e sequenciado para que fossem feitas as buscas por mutações nas amostras de sangue periférico, adenomas e adenocarcinoma. Foi também medido o número de cópias relativas do mtDNA. Foram encontradas um total de 233 mutações, das quais 162 foram em comum entre os três tecidos avaliados. As amostras de adenocarcinoma foram as que apresentaram uma maior média de mutações por amostra (44,6), seguidas dos adenoma (40,2) e do sangue periférico (34). As amostras de adenocarcinoma apresentaram uma maior instabilidade do mtDNA refletidas a partir de um maior número de mutações somáticas (tanto do tipo InDel como mutações de uma única base), mutações não sinônimas com maior patogenicidade, maior número de mutações em heteroplasmia e com taxa de heteroplasmia elevada. Já as amostras de adenoma apresentaram instabilidade dos seus mtDNA intermediários entre o tecido não tumoral e tumoral, refletindo bem a etapa de modificação celular no qual esses tecidos se encontram. Na análise do número de cópias relativas, as amostras de adenocarcinoma tiveram diminuição no número de cópias relativas quando comparadas com tecido adjacente (p= 0,01) e com adenomas (p= 0,04). Em síntese, o presente trabalho sugere que a instabilidade do genoma mitocondrial parece ter um papel importante no desenvolvimento de tumores colorretais. / The mitochondrion is a cytoplasmic organelle responsible for the major energy producing system, which is the oxidative phosphorylation enzyme pathway (OXPHOS). It was proposed that glycolysis up-regulation during normal oxygen conditions (Warburg effect) may induce defects in the mitochondrial respiration and regulate tumoral phenotypes, for example, metastatic potential through the induction of pseudohipoxic pathways during normoxia. Recent studies have shown that many kinds of tumors have mtDNA somatic mutations, which could alter the OXPHOS functions, leading to changes in glucose metabolismo and improvind tumorigenesis. This study analyzed the mitochondrial genome instability of well defined stages of colorectal cancer. Genomic DNA was extracted from adenoma, adenocarcinoma, adjacente tissue and peripheral blood of patients diagnosed with Colorectal cancer. The mitochondrial genome was amplified and sequenced for mutations screening in adenoma, adenocarcinoma e blood samples. It was also analyzed the relative mtDNA copy number. It was find a total of 233 mutations, which 162 were in common among the three analyzed tissues. The adenocarcinoma samples presented a greater mutation mean per sample (44.6) followed by adenomas samples (40.2) and blood samples (34). The adenocarcinoma samples also shown a greater mitochondrial genome instability refleted by increased of somatic mutations (InDels and single nucleotide variation), non sinonimous mutations with higher patogenicity, increased number of heteroplasmatic mutations and higher heteroplasmatic levels. The adenoma samples showed intermadiate instability of its mtDNA, which well reflects the intermediate stage of cellular modifications of this tissue. The mtDN copy number analysis shown that the adenocarcinoma samples presented decreased number of mtDNA content when compared with adjacente tissue (p= 0.01) and adenoma samples (p= 0.04). In summary the presente study suggests that the mitochondrial genomic instability seems to play an importante role in colorectal tumorigenesis.

A mitocôndria é um componente essencial para a célula eucariótica, sendo que mutações que comprometam seu funcionamento podem causar as doenças mitocondriais. Estudos a respeito da biogênese mitocondrial para compreender seu funcionamento são importantes para que seja possível elaborar novas formas de tratamento. Saccharomyces cerevisiae é considerada o melhor modelo de estudo de biogênese mitocondrial. Neste trabalho, estudamos o gene nuclear MSC6, de S. cerevisiae, que foi capaz de suprimir a mutação dominante produzida no gene HER2/QRS1, um gene essencial no processo de tradução mitocondrial. A proteína codificada por MSC6 não tinha função conhecida. Verificamos sua presença na matriz mitocondrial, e que a sua ausência prejudica o processo respiratório. Também verificamos uma possível interação de Msc6p com Fmt1p, uma enzima envolvida no início do processo de tradução mitocondrial. Ficou clara a participação de Msc6p no processo traducional mitocondrial, mas novos estudos serão necessários para determinar sua função específica. / Mitochondria is necessary in many cellular processes, therefore, compromised mutations of its operation can cause severe damage to the cell, known as mitochondrial disorders. Thus is necessary the realization of mitochondrial biogenesis studies in order to fully understand its functioning in health and disease. Mitochondria biogenesis studies are favored in Saccharomyces cerevisiae. In this work, we have studied the MSC6 nuclear gene of S. cerevisiae that was able to suppress the HER2/QRS1 dominant mutant, another essential gene for the mitochondrial translation process. Msc6p has a PPR protein motif likely associated to RNA binding but with unknown function. We discovered that Msc6p is localized in the mitochondrial matrix, also that disruption of MSC6 implies in respiratory. We also find a possible interaction between Msc6p and Fmt1p, an enzyme required for mitochondrial translation initiation. In conclusion, is clear the role of MSC6 in the mitochondrial translational process, but further studies are required to indicate the specific function of Msc6p.