Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Química y Biotecnología / Streptomyces leeuwenhoekii C34 es una nueva cepa que fue aislada desde la laguna Chaxa ubicada en el Desierto de Atacama, Chile. Esta cepa produce metabolitos especializados con actividad contra Staph. aureus resistente a meticilina (MRSA): chaxamicinas y chaxalactinas. La secuencia genómica de S. leeuwenhoekii C34 se obtuvo mediante las tecnologías de Illumina Miseq y PACbio RS II SMRT. El genoma se utilizó para identificar clústers de genes biosintéticos (BGCs) que codifican para metabolitos especializados a través de minería de genomas, y para desarrollar un modelo a escala genómica (GSM) para estudiar las rutas de biosíntesis de producción de metabolitos especializados. Se encontraron 34 BGCs en el genoma de S. leeuwenhoekii C34, más un BGC ubicado en el plásmido pSLE2. Se encontró tres BGCs para lazo-péptidos. Específicamente, se identificó el producto del BGC del lazo-péptido 3 en el sobrenadante de S. leeuwenhoekii C34 cultivado en medio TSB/YEME y se expresó exitosamente en el huésped heterólogo S. coelicolor M1152. Se confirmó que este lazo-péptido era el mismo que la chaxapeptina, recientemente descrita para S. leeuwenhoekii C58. Por otra parte, se identificó un BGC de 64 kb (locus 1083651 a 1147687) que codifica para un híbrido trans-AT PKS/NRPS. Es probable que el producto de este BGC sea un compuesto halogenado debido a la presencia de un gen, sle09470, que codifica para una enzima cloradora. Para estudiar este clúster de genes, se desarrollaron diferentes cepas derivadas de S. leeuwenhoekii. También, el BGC se clonó en huéspedes heterólogos: S. coelicolor M1152, M1154 and S. albus. A través de análisis de HPLC MS/MS y comparación de perfiles de metabolitos, se identificó un grupo de compuestos con patrón clorado, sin embargo se descartaron como posibles productos del BGC ya que además de encontrarse en las cepas de S. leeuwenhoekii también se encontraron en muestras de S. coelicolor M1152. Por otra parte, se detecto un metabolito con una señal de m/z 611.53 [M + H]+ solamente en las muestras de S. leeuwenhoekii M1614 ( chaxamycin BGC) y M1619 ( chaxamycin BGC; sle09560). Se requieren msá estudios para confirmar si los metabolitos expresados diferencialmente corresponden a un producto del híbrido transAT-PKS/NRPS BGC. Para construir el GSM de S. leeuwenhoekii C34 se desarrolló una interfaz basada en python, que permite: buscar genes de Streptomyces asociados a reacciones en la base de datos KEGG, realizar BLAST local contra S. leeuwenhoekii C34, comparar los dominios de proteínas, descargar información de los metabolitos, construir el GSM y realizar simulaciones usando COBRApy. Las rutas biosintéticas de chaxamicinas, chaxalactinas, desferrioxaminas, ectoina y el producto del híbrido transAT-PKS/NRPS BGC (híbrido PK-NP) se incluyeron en el modelo. El modelo, iVR1007, consiste de 1722 reacciones, 1463 metabolitos y 1007 genes, y se validó usando información experimental de crecimiento en diferentes fuentes de carbono, nitrógeno y fósforo, mostrando un 83.7 % de precisión. El modelo se usó para encontrar deleción y sobre-expresión de genes no intuitivas que predicen un aumento en la producción de precursores de chaxamicinas, chaxalactinas e híbrido PK-NP. Las modificaciones predichas podrán ser usadas para realizar ingeniería metabólica de S. leeuwenhoekii C34 para incrementar la producción de metabolitos especializados.

Este trabalho lança novos dados em relação à gênese das águas termais da região centro-sul da Borda Oriental do Estado de Santa Catarina. Pouco se sabe a este respeito, apesar das águas termais serem exploradas a mais de 180 anos no Estado de Santa Catarina, pouco se falou sobre sua gênese e evolução. Neste trabalho foram reunidos os dados existentes sobre as águas termais e termo-minerais no Estado de Santa Catarina até o presente momento e compilados na forma de tabelas, quadros e modelos genéticos, o que possibilitou lançar novas hipóteses sobre as origens destas águas. Não foram consideradas as ocorrências a Oeste de Santa Catarina por serem captações feitas por poços tubulares profundos e não por surgências naturais ou poços pouco profundos, como ocorre na região centro-sul da Borda Oriental. / This work intends to dare new basis in relation to the origin of the thermal and thermal-mineral waters in the Centre-South of the Eastern Cost in the state of Santa Catarina. Only a few information about it is available, in spite of the thermal and thermal-mineral waters are being explored over 180 years in the state of Santa Catarina, a few was spoken about their origin and evolution. In this work were joined the information available about the thermal and thermalmineral waters in the state of Santa Catarina until the present moment and compiled in schedules and genetic models that permited to criate new hypothesis about the origin of those waters. The accurences in the West of Santa Catarina were not considered because the captivating is done by deep tubular wells and not by natural existence or by less deep wells like occurs in the Centre-South and the Eastern Cost.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this study was to estimate the genetic effects that affect the pre and post weaning performances of animals, products from Aberdeen Angus (A) and Nellore (N) breeds crosses. In Article 1, there were used the weaning weights (PD) to test five genetic models (M). The M1, complete, containing the fix breed genetic effects direct additive (AD) and maternal (AM), the heterozygote effects direct (HD) and maternal (HM), the epystatic effects direct (HD) and maternal (HM) and joint additive effects direct (ACD) and maternal (ACM); M2, was equal to M1, excluding ACD and ACM effects; M3, was equal to M1, excluding ED and EM effects; M4, was equal M1, excluding ED, EM, ACD and ACM effects, and M5, was equal M1, excluding HD, HM, ED, EM, ACD and ACM effects. The models were submitted to three different analysis methods: Least Square Means method (MQM), Ridge Regression Method (RC) and Restricted Maximum Likelihood Method (REML). The different tests used to check the methodologies efficiency and to compare the models allowed to conclude, for this population, that: the dominant additive models usually used for genetic evaluations, do not give a good description of the pre weaning variations, being necessary to add the heterozygote and epystatic effects; the joint additive effects do not improve substantially the adjustment of the analysis model and the heterozygote effects were efficient to represent a quadratic breed additive effect, beyond of to insert a bias related to the joint additive effects co linearity. In Article 2, there were used the weight at yearling (PS) to test five genetic models as previously described, only excluding the maternal effects. The models were submitted to three different analysis methods: MQM, RC and REML. The RC method estimate coefficients with magnitude and sign with biological explanations. The estimative obtained were different from one to the other model, indicating the importance of to choose the adequate model to perform one analysis. It is necessary to decide based on a previous knowledge of the studied phenomenon, it biological interpretation, and the relationship between the independent variables. It was important to include the effects caused by heterozygosis and epystasis in the model besides the additive effect. The mathematic notation nowadays used for the joint additive effects, and tested in this study, were not able to explain the between breed complementarily, as was expected, because of the multi co linearity between the effects studied. / Este estudo teve como objetivo estimar os efeitos genéticos que influenciam o desempenho pré e pós-desmama de animais produtos de cruzamentos entre as raças Aberdeen Angus (A) e Nelore (N). No artigo 1, foram utilizados os pesos a desmama (PD) para testar cinco modelos (M) genéticos diferentes. O M1, contendo os efeitos genéticos de raça fixos aditivos diretos (AD) e maternos (AM), heterozigóticos diretos (HD) e maternos (HM), epistáticos diretos (ED) e maternos (EM) e aditivos conjuntos diretos (ACD) e maternos (ACM); o M2, igual ao M1, menos os efeitos ACD e ACM; o M3, igual ao M1, menos os efeitos ED e EM; o M4, igual ao M1, menos os efeitos ED, EM, ACD e ACM e o M5, igual ao M1, menos os efeitos HD, HM, ED, EM, ACD e ACM. Os modelos foram submetidos a três métodos de análise diferentes: Método dos Quadrados Mínimos (MQM), Regressão de Cumeeira (RC) e Máxima Verossimilhança Restrita (REML). Os diferentes testes usados para avaliar a eficiência das metodologias e comparar os modelos permitiram concluir, para esta população, que: os modelos aditivos dominantes, usualmente utilizados em avaliações genéticas, não descrevem adequadamente as variações que ocorrem no desempenho pré-desmama, devendo ser adicionados os efeitos heterozigóticos e epistáticos; os efeitos aditivos conjuntos não acrescentaram melhoria substancial aos ajustes promovidos pelos modelos de análise e os efeitos heterozigóticos foram suficientes para representar um efeito quadrático do efeito aditivo de raça, além da inserção de um viés desnecessário atribuído a multicolineariedade relacionada aos efeitos aditivos conjuntos. No artigo 2, foram utilizados os pesos ao sobreano (PS) para testar os cinco modelos genéticos, descritos para PD, excluindo-se apenas o efeito materno. Os modelos foram submetidos a três métodos de análise diferentes: MQM, RC e REML. O método RC forneceu estimativas de coeficientes com magnitudes e sinais explicados biologicamente. As estimativas dos efeitos, (co)variâncias, parâmetros e valores genéticos diferiram entre os modelos, indicando a importância da correta escolha do modelo de análise, devendo-se ter conhecimento prévio do fenômeno estudado, sua interpretação biológica, e sempre preceder à escolha de um modelo de análise genética multirracial o estudo da relação existente entre as variáveis independentes. Importantes efeitos adicionais ao efeito aditivo foram acrescentados pelas inclusões dos efeitos heterozigóticos e epistáticos aos modelos de análise. A notação matemática dos efeitos aditivoconjuntos, aplicada atualmente na literatura, e testada neste estudo, não foram capazes de explicar a complementariedade entre raças como esperado, havendo problemas com casos de multicolineariedade entre os efeitos estudados.

Este trabalho lança novos dados em relação à gênese das águas termais da região centro-sul da Borda Oriental do Estado de Santa Catarina. Pouco se sabe a este respeito, apesar das águas termais serem exploradas a mais de 180 anos no Estado de Santa Catarina, pouco se falou sobre sua gênese e evolução. Neste trabalho foram reunidos os dados existentes sobre as águas termais e termo-minerais no Estado de Santa Catarina até o presente momento e compilados na forma de tabelas, quadros e modelos genéticos, o que possibilitou lançar novas hipóteses sobre as origens destas águas. Não foram consideradas as ocorrências a Oeste de Santa Catarina por serem captações feitas por poços tubulares profundos e não por surgências naturais ou poços pouco profundos, como ocorre na região centro-sul da Borda Oriental. / This work intends to dare new basis in relation to the origin of the thermal and thermal-mineral waters in the Centre-South of the Eastern Cost in the state of Santa Catarina. Only a few information about it is available, in spite of the thermal and thermal-mineral waters are being explored over 180 years in the state of Santa Catarina, a few was spoken about their origin and evolution. In this work were joined the information available about the thermal and thermalmineral waters in the state of Santa Catarina until the present moment and compiled in schedules and genetic models that permited to criate new hypothesis about the origin of those waters. The accurences in the West of Santa Catarina were not considered because the captivating is done by deep tubular wells and not by natural existence or by less deep wells like occurs in the Centre-South and the Eastern Cost.