O câncer de mama é uma das neoplasias malignas mais comuns que afetam mulheres de todo o mundo. No Brasil, o Estado do Rio Grande do Sul tem índices de incidência e mortalidade por câncer de mama que situam-se entre os maiores do país. Aproximadamente 5-10% dos diagnósticos são causados por mutações germinativas em genes de predisposição entre os quais estão BRCA1 e BRCA2, associados à Síndrome de Câncer de mama e Ovário Hereditários (Hereditary Breast and Ovarian Cancer Syndrome ou HBOC, OMIM #114480).A identificação dos casos hereditários de câncer de mama é importante porque indivíduos afetados apresentam risco cumulativo vital muito superior ao da população para o desenvolvimento de câncer, porque familiares de um afetado podem estar igualmente em risco porque há medidas de rastreamento intensivo e intervenções preventivas que podem diminuir significativamente o risco de câncer em portadores de mutação. O diagnóstico molecular da síndrome HBOC é laborioso e caro devido à heterogeneidade molecular da doença. Famílias que apresentam características indicativas de uma síndrome de predisposição ao câncer de mama e ovário hereditários, mas que são negativas para mutações pontuais em BRCA1/2 vêm sendo testadas para grandes rearranjos visto que essas anormalidades têm sido consideradas como respondendo por, no mínimo, 10% do todos os casos HBOC com mutação identificável, incluindo grandes deleções ou duplicações. Um estudo recente de Portugal, demonstrou que um rearranjo fundador no exon 3 de BRCA2 ocorre em por 8% das famílias HBOC do Norte do país. Os objetivos deste trabalho incluíram a verificação da freqüência e caracterização de rearranjos gênicos nos genes BRCA1 e BRCA2, incluindo a mutação fundadora c.156_157insAlu no exon 3 de BRCA2 em famílias brasileiras dealto risco para a síndrome HBOC. Em um grupo de 145 indivíduos em risco nãorelacionados rastreados para a mutação fundadorac.156_157insAlu no exon 3 de BRCA2 foram encontrados 3 portadores da mutação (prevalência de 2%). Em um grupo de 145 indivíduos de risco não-relacionados rastreados para rearranjos gênicos em BRCA1 e BRCA2 pela técnica de MLPA (multiplex ligation-dependent probe amplification) foram identificados 4 portadores de mutação germinativa, sendo a mutação em dois deles um rearranjo gênico no gene BRCA1 (1,4%) envolvendo sequencias Alu. Rearranjos gênicos em BRCA1 e BRCA2 são responsáveis por uma parcela das mutações em famílias HBOC Brasileiras. O presente estudo, envolvendo uma série grande de famílias com o fenótipo da síndrome HBOC, não identificou novos rearranjos fundadores, no entanto, demonstrou a presença de rearranjos tanto em BRCA1 quanto em BRCA2, reiterando a importância da busca ativa por estas alterações, que dificilmente são identificadas por técnicas convencionais de sequenciamento gênico. A técnica de MLPA associada a um protocolo específico para detecção da mutação fundadora Portuguesa c.156_157insAlu podem ser utilizadas como estratégia inicial de rastreamento de mutações em famílias Brasileiras com a síndrome. Os resultados apresentados aqui, no entanto, indicam que mutações serão identificadas em menos de 10% dos casos utilizando esta estratégia. / Breast cancer is one of the most common malignancies affecting women worldwide. In Brazil, the State of Rio Grande do Sul has incidence rates and mortality from breast cancer are among the largest in the country. Approximately 5-10% of the cases are caused by germline mutations in predisposing genes including BRCA1 and BRCA2 are associated with the syndrome of breast and ovarian cancer Hereditary (Hereditary Breast and Ovarian Cancer Syndrome or HBOC, OMIM # 114480). The identification of inherited cases of breast cancer is important because affected individuals have cumulative risk life much higher than the population for developing cancer because of an affected family may also be at risk because there are measures of intensive screening and preventive interventions that can significantly decrease the risk of cancer in mutation carriers. The molecular diagnosis of HBOC syndrome is laborious and expensive due to the molecular heterogeneity of the disease. Families that have characteristics indicative of a cancer predisposition syndrome of hereditary breast and ovarian cancers, but are negative for mutations in BRCA1/2 have been tested for large rearrangements because these abnormalities have been identified as accounting for at least 10 % of all cases HBOC identifiable mutation, including large deletions or duplications. A recent study from Portugal, the founder showed that a rearrangement in exon 3 of BRCA2 occurs in 8% of HBOC families of the north. The objectives of this work included the verification of the frequency and characterization of gene rearrangements in BRCA1 and BRCA2 genes, including c.156_157insAlu founder mutation in exon 3 of BRCA2 mutations in Brazilian families at high risk for HBOC syndrome. In a group of 145 individuals at risk unrelated traced to c.156_157insAlu founder mutation in exon 3 of 3 found BRCA2 mutation carriers (prevalence 2%). In a group of 145 individuals at risk unrelated screened for gene rearrangements in BRCA1 and BRCA2 by the technique of MLPA (multiplex ligationdependent probe amplification) identified four carriers of germline mutation, and two of the mutation in a gene rearrangement in the gene BRCA1 (1.4%) involving Alu sequences. Gene rearrangements in BRCA1 and BRCA2 account for a portion of HBOC mutations in Brazilian families. This study, involving a large series of families with HBOC syndrome phenotype, no new rearrangements identified founders, however, showed the presence of rearrangements in both BRCA1 and BRCA2, reiterating the importance of active search for these changes, which hardly are identified by conventional techniques of gene sequencing. The technique of MLPA protocol associated with a specific mutation detection founder Portuguese c.156_157insAlu strategy can be used as initial screening for mutations in families with Brazilian syndrome. The results presented here, however, indicate mutations that will be identified in less than 10% of the cases using this strategy.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2012-07-16T21:36:49Z No. of bitstreams: 1 Enio Paulo Estimativa de mistura étnica avaliada por Marcadores Informativos de.pdf: 352598 bytes, checksum: 7d448dc54afe1ec271f59fc912275f41 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-16T21:36:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Enio Paulo Estimativa de mistura étnica avaliada por Marcadores Informativos de.pdf: 352598 bytes, checksum: 7d448dc54afe1ec271f59fc912275f41 (MD5) Previous issue date: 2010 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, Bahia, Brasil / A miscigenação entre os três principais grupos étnicos (ameríndios, europeus e africanos) originou a alta diversidade genética da população brasileira. Na Bahia a proporção de afrodescendentes é de 77,5%, sendo que em Salvador 79,8% se auto-denominam negros ou pardos. Poucos estudos descrevem a diversidade genética da população baiana e a contribuição de cada grupo étnico na sua formação. Diversos marcadores de DNA são atualmente utilizados para estimar mistura étnica em populações miscigenadas. Estes marcadores são denominados alelos específicos de população (PSAs) ou marcadores informativos de ancestralidade (AIMs) e apresentam alelos com grandes diferenciais de freqüência, superiores a 30%, entre populações geográfica ou etnicamente definidas. Os microssatélites (STRs) são variantes genéticos úteis no mapeamento genético de espécies, na identificação de pessoas, mapeamento genético e análise de populações. Alguns STRs apresentam alelos com freqüências marcantes em determinados grupos populacionais. Com objetivo de comparar a ancestralidade genomica avaliada com dois tipos de marcadores, foram estudados 8 microssatélites STRs autossômicos (TH01, vWA31, D18S51, FGA, TPOX, D7S820, D3S1358, D8S1179) e 9 AIMs (FY-Null, LPL, AT3-I/D, Sb19.3, APO, PV92, CYP3A4, CKMM, GC-1F e GC-1S), em 203 indivíduos miscigenados da Bahia. A genotipagem foi realizada por PCR (Polimerase Chain Reaction), para deleções, inserções e para os microssatélites e PCR quantitativo em tempo real para mutações pontuais. As contribuições africana, européia e ameríndia observadas foram respectivamente 33,5%, 58,6% e 7,9% para os STRs e 45,08%, 45,16% e 9,75% para os AIMs, comprovando a miscigenação da população. O Índice Kappa, mostrou que a concordância entre as estimativas de ancestralidade utilizando os dois tipos de marcadores (AIMs e STRs), foi muito baixa (kappa = 0,12). Foi observada associação entre sobrenome de conotação religiosa e ancestralidade africana / The mixing between the three main ethnic groups (Amerindians, Europeans and Africans) produced a high genetic diversity of the braziliam population. In Bahia, the proportion of African descent that call themselves black or brown is 77.5% and 79.8% in Salvador. Few studies describe the genetic diversity of the population of Bahia and the contribution of each ethnic group in its formation. Several DNA markers are currently used to estimate ethnic mix in admixed populations. These markers are called alleles specific population (PSAs) or ancestry informative markers (AIMs) and carry alleles with large differences in frequency above 30% between populations geographically or ethnically defined. Microsatellites (STRs) are useful genetic variants in the genetic mapping of species, identification of persons, genetic mapping and analysis of populations. Some STRs have alleles with frequencies marked in certain population groups. To compare the ancestry genomica evaluated with two types of markers were studied 8 microsatellite autosomal STRs (TH01, vWA31, D18S51, FGA, TPOX, D7S820, D3S1358, D8S1179) and 9 AIMs (FY-Null, LPL, AT3-I /D, Sb19.3, APO, PV92, CYP3A4, CK-MM, GC and GC-1F-1S) in 203 subjects with mixed Bahia. Genotyping was performed by PCR (Polymerase Chain Reaction), for deletions, insertions and for microsatellite and quantitative PCR in real time for mutations. The contributions of African, European and Amerindian observed were respectively 33.5%, 58.6% and 7.9% for the STRs and 45.08%, 45.16% and 9.75% for the AIMs, proving the mixing of population. The Kappa index showed that the correlation between the estimates of ancestry using both types of markers (AIMs and STRs), was very low (kappa = 0.12). Association was found between devotional surnames and African ancestry.

Micronutrientes, vitaminas e minerais, são indispensáveis para as vias de metabolismo do DNA e, além disso, são tão importantes para a manutenção da vida quanto os macronutrientes. Na ausência dos nutrientes adequados, a instabilidade genômica compromete a homeostase, ocasionando doenças crônicas e certos tipos de câncer. Meios de cultura celular tem por finalidade mimetizar o ambiente in vivo, proporcionando aos modelos in vitro condições adequadas para que se avalie a resposta celular aos diferentes estímulos. O artigo de revisão sumariza e discute os micronutrientes usados na suplementação das culturas celulares e sua influência na a viabilidade celular e a estabilidade genômica, focando nos estudos in vitro previamente realizados. Nestes estudos, os meios de cultura celular incluem certas vitaminas e minerais em concentrações distintas das fisiológicas in vivo. Em muitos meios de cultura comumente usados, a única fonte de micronutrientes é o Soro Fetal Bovino (SFB), o qual contribui com 5-10% da composição final do meio. Atenção insuficiente tem sido direcionada à composição de SFB, micronutrientes e culturas celulares como um todo, ou à influência de micronutrientes na viabilidade e genética de culturas celulares. Estudos adicionais avaliando melhor o papel de micronutrientes no nível molecular e a sua influência na estabilidade genômica de células ainda se fazem necessários. O micronutriente foco dessa tese é o Ferro (Fe), que por sua vez é um micronutriente essencial, sendo requerido para o crescimento, desenvolvimento e condições normais de funcionamento das células. Tanto seu excesso quanto a sua deficiência podem causar estresse oxidativo e dano ao DNA. Uma vez que os meios de cultura usualmente utilizados para culturas celulares têm níveis de Fe abaixo das concentrações encontradas no soro fisiológico humano, os objetivos deste estudo foram a avaliação do papel da suplementação com Fe na viabilidade celular, na produção de espécies reativas de oxigênio (ERO), na atividade da catalase, na integridade genômica, na expressão de proteínas de reparo de DNA que contém clusters Fe/S em sua estrutura (TFIIH e MutyH) e na expressão de receptores de absorção de Fe (CD71 e Nramp2). Duas linhagens celulares – MRC5 (fibroblasto pulmanar humano) e HepG2 (hepatocarcinoma) - e dois tipos de suplementação com Fe foram utilizados, holo-Transferrina (h-Tf) e FeSO4. Ambas suplementações foram capazes de aumentar os níveis intracelulares de Fe e a viabilidade genômica. A suplementação com Fe também aumentou a formação de ERO, sem alterar a atividade da catalase. No entanto, este aumento de ERO não foi acompanhado por genotoxicidade. No que se refere à expressão de proteínas de reparo ao DNA, os resultados sugerem que o pré-tratamento com h-Tf ou FeSO4 não exercem influência direta na expressão de TFIIH ou MutyH. Entretanto, na expressão de receptores de Fe, os resultados preliminares indicam que CD71 é uma via prioritária de absorção de Fe, estando relacionada com a homeostase de Fe, enquanto Nramp2 parece ter um papel secundário. Devido à importância fisiológica da h-Tf na homeostase do Fe e o acúmulo de ERO menos pronunciado, sugere-se que h-Tf seja uma melhor forma para a suplementação de Fe nas culturas in vitro. Estudos adicionais se fazem necessários para a melhor elucidação do papel do Fe na viabilidade celular e estabilidade genômica. / Micronutrients, including minerals and vitamins, are indispensable to DNA metabolic pathways and thus are as important for life as macronutrients. Without the proper nutrients, genomic instability compromises homeostasis, leading to chronic diseases and certain types of cancer. Cell-culture media try to mimic the in vivo environment, providing in vitro models used to infer cells’ responses to different stimuli. The review summarizes and discusses studies of cellculture supplementation with micronutrients that can increase cell viability and genomic stability, with a particular focus on previous in vitro experiments. In these studies, the cell-culture media include certain vitamins and minerals at concentrations not equal to the physiological levels. In many common culture media, the sole source of micronutrients is fetal bovine serum (FBS), which contributes to only 5-10% of the media composition. Minimal attention has been dedicated to FBS composition, micronutrients in cell cultures as a whole, or the influence of micronutrients on the viability and genetics of culture cells. Further studies better evaluating micronutrients’ roles at a molecular level and its influence on the genomic stability of cells is still required. The micronutrient focus on this thesis is Iron (Fe), which is an essential micronutrient and is required for growth, development, and normal cellular functioning. Either excess or deficiency of iron can cause oxidative stress and DNA damage Since the cell media commonly used for cell culture has a lower iron concentration than the human serum, this study aimed to evaluate the role of iron supplementation on viability, reactive oxygen species (ROS) production, catalase activity, genome integrity and the expression of iron-bearing DNA repair proteins (TFIIH and MutyH) and proteins associated with iron absorption (CD71 and Nramp2). Two human cell lines – MRC5 (normal lung fibroblast) and HepG2 (hepatocellular carcinoma) and 2 sources of iron - holo-Transferrin (h-Tf) or FeSO4 were used. Both iron supplements were able to increase intracellular iron levels and cell viability. Iron supplementation increased the formation of ROS, but did not alter catalase activity. However, this increase was not accompanied by genotoxicity. Regarding the DNA repair protein expressions, the results suggest that 24h pre-treatment with h-Tf or FeSO4 has no role in the TFIIH or MutyH expressions. Although, in iron receptor proteins expression, the preliminary data could indicate that CD71 is priority related with Fe homeostasis while Nramp2 seems to have a secondary role. Due to h-Tf physiological role in the iron homeostasis and the less pronounced ROS accumulation, h-Tf could be a better iron supplier in vitro. Additional studies are still required to better elucidate the role of Fe in cell viability and genomic stability.

Neisseria meningitidis (Nm) is one of the major causes of bacterial meningitis in the African meningitis belt (AMB). This organism is part of the genus Neisseria, which includes ten human restricted species, mostly harmless commensals of the nasopharynx; however, Nm is capable of causing invasive meningococcal disease. The transition from carriage to pathogenic state remains perplexing, and strict virulece factors have yet to be identified. It has been hypothesised that non-pathogenic Neisseria (NPN) carried asymptomatically in the oroopharynx could play a role in modulating carriage of Nm, and therefore, its likelihood of invasion. In chapter 3, the diversity of the genus was characterised within a collection of 46 034 nasopharyngeal samples obtained across the AMB: five different species were identified, with Nm and NPNs displaying inversely related risk factors fo carriage. Chapter 5 presents the whole genome sequence (WGS) analysis of 107 Neisseria isolates unclassified by other methods. This higher genetic resolution, complemented with the use of a novel speciation approach, revealed seven novel Neisseria species, mostly collected in African countries. The invasive potential may also be due to the presence of particular genetic factors in the meningococcal genome. Chapter 4 presents the WGS comparison of 23 carried and invasive serogroup A Nm collected in Chad during the 2011 meningitis epidemic. Isolates from both phenotypic groups were found to be part of the same bacterial populations; however, discrete clusters were identified, associated with distinct age groups. These results indicate that genomic analyses are essential to appropriately study Neisseria diversity, and that lower resolution methods have greatly underestimated the diversity of the genus in Africa. The identification of Nm clusters associated with certain niches and of the differences in carriage risk factors suggests that variation in the environment, including the presence of NPNs, may be key in modulating carriage of Nm.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-15Bitstream added on 2014-06-13T19:12:55Z : No. of bitstreams: 1 dias_es_me_sjrp.pdf: 1177689 bytes, checksum: f1f230e591b3ef47a8155f3bc9916e14 (MD5) / Três modelos têm sido propostos para explicar o modo de expansão dos elementos de transposição nos genomas – master gene, transposon e intermediário. O modelo master gene aplica-se à situação em que existe apenas uma única sequência ativa, de uma subfamília particular, que dá origem às demais sequências, as quais não apresentam capacidade de mobilização, enquanto o modelo transposon assume que todas as sequências de uma subfamília são ativas. Por outro lado, o modelo intermediário, considera que algumas cópias apresentam capacidade de mobilização e outras permanecem inativas. Os modelos propostos podem ser relacionados aos mecanismos de transposição, copy-and-paste e cut-and-paste, característicos das classes de elementos transponíveis I e II, respectivamente. Contudo, os estudos de dispersão intragenômica se concentram em elementos da classe I sem LTRs. Com o objetivo de ampliar o entendimento da dinâmica de dispersão genômica dos elementos de transposição e buscando verificar se os modelos propostos para a dispersão dos retroposons ajustam-se aos transposons e aos retrotransposons, foram analisados o transposon Bari e o retrotransposon 412 no genoma das espécies do grupo melanogaster de Drosophila e em populações naturais de D. melanogaster e D. simulans. Assim, buscas por seqüência similares a ambos os elementos selecionados foram realizadas nos genomas seqüenciados de seis espécies do grupo melanogaster; bem como, foram amplificadas, clonadas e sequenciadas cópias presentes nas populações naturais de ambas as espécies. Foram reconstruídas as relações evolutivas entre as sequências dos genomas, como também entre aquelas das populações naturais por meio do programa Network, utilizando o algoritmo Median Joining. Nossos resultados indicam a ausência de um modelo único de dispersão para ambos os elementos... / Three models have been proposed to explain the expansion of transposable elements within genomes - master gene, transposon and intermediate. The master gene model applies to situations in which there is only one active sequence of a particular subfamily, which gives rise to other sequences which have no capacity for mobilization, while the transposon model assumes that all sequences of a subfamily are active. On the other hand, the intermediate model considers that some copies have the capacity for mobilization and others remain inactive. The proposed models can be related to mechanisms of transposition, copy-and-paste and cut-and-paste, characteristic of class I and II of transposable elements, respectively. However, studies of intragenomic dispersion concentrate on elements of the class I without LTRs. Aiming at enhancing the understanding of the transposable elements genomic dynamics of dispersion and trying to verify whether the proposed models for dispersion of retroposons fit to transposons and retrotransposons, we analyzed the retrotransposon 412 and Bari transposon in the genome of the species melanogaster group of Drosophila and in natural populations of D. melanogaster and D. simulans. Thus, searches for sequences similar to both elements were done in the sequenced genomes of six species of the melanogaster group; as well as copies present in natural populations of both species were amplified, cloned and sequenced. We reconstructed the evolutionary relationships between the sequences of the genomes, as well as those amplified from samples of wild populations through the Network program, using the Median Joining algorithm. Our results indicate the absence of a single model of dispersion for both transposable elements, Bari and 412, in the different species analyzed, as well as in the populations of both species... (Complete abstract click electronic access below)

Doctor of Philosophy / Genetics Interdepartmental Program / Jesse A. Poland / Wheat is perhaps the most important component in human diet introduced since the conception of modern agriculture, which provides about 20% of the daily protein and calorie intake to billions of people. Adaptable to wide range of climates, wheat is grown worldwide, lending it the potential to mitigate the imminent risk of food security for future population of 9.5 billion people. For developing improved crop varieties in the future, genetic diversity is a key factor in plant breeding. Constraints in wheat evolution and artificial selection practices have resulted in erosion of this ingredient in elite germplasm. However, wheat wild relatives, such as Ae. tauschii, D-genome donor of wheat, are a storehouse for unexploited genetic diversity that can be used for improving wheat for disease and insect resistance, yield, quality, and tolerance to abiotic stresses. More than 1700 genebanks around the world hold over 7 million accessions of these wild relatives. These genebanks are expensive to maintain, therefore, efficient curation is necessary. We developed and implemented a protocol to identify duplicate accessions using genomic tools. Implementing this approach with three genebanks, we identified over 50% duplicated accessions across genebanks. There are over a million Triticeae accessions held collectively, and it is likely as more number of genebanks are tested, there will be decreasing number of unique accessions. Selecting and utilizing the wild genetic diversity is no easy task. Historically, breeders and geneticists have chosen the accessions primarily based on associated phenotypic data. Unless focusing on a targeted trait, this practice is imperfect in capturing the genetic diversity with some other limitations, such as confounding phenotypic data with the testing environment. Utilizing next-generation sequencing methods, we selected a MiniCore consisting of only 40 accessions out of 574 capturing more than 95% of the allelic diversity. This MiniCore will facilitate the use of genetic diversity present in Ae. tauschii for wheat improvement including resistance to leaf rust, stem rust, Hessian fly, and tolerance to abiotic stresses. Hessian fly is an important insect pest of wheat worldwide. Out of 34 known resistance genes, only six have been mapped on the D sub-genome. With swift HF evolution, we need to rapidly map and deploy the resistance genes. Some of the undefeated HF resistance genes, such as H26 and H32, were introgressed from Ae. tauschii. In this study, we mapped three previously known genes, and a new gene from Ae. tauschii accession KU2147. Genes were mapped on chromosomes 6B, 3D, and 6D. Further, identification and cloning of resistance genes will enhance our understanding about its function and mode of action. In conclusion, wild wheat relatives are genetically diverse species, and utilizing the novel genetic diversity in Ae. tauschii will be fruitful for wheat improvement in the wake of climate change to ensure future food security to expected 2 billion newcomers by 2050.

Le cancer du côlon (CC) est l'un des cancers les plus fréquents et les plus mortels en France et dans le monde. Près de la moitié des patients décèdent dans les 5 ans suivant le diagnostic. La classification clinique en stade histologique et la classification moléculaire selon les formes d'instabilité du génome (l'instabilité des microsatellites (MSI), l'instabilité chromosomique (CIN) et l'hyperméthylation des promoteurs (CIMP)) ne suffisent pas à définir des entités homogènes du point de vue moléculaire et à prédire de manière efficace la récidive. Pour améliorer la prise en charge des patients, il apparaît indispensable de mieux appréhender la diversité de la maladie afin de trouver des marqueurs pronostiques et prédictifs efficaces. Mon travail de thèse a donc été d'étudier la diversité des CC à l'échelle moléculaire par l'utilisation d'approches omiques sur une large cohorte de patients. Il a abouti à l'établissement d'une classification transcriptomique robuste de ce cancer dans son ensemble, validée sur des données indépendantes, et à la caractérisation fine de chacun des sous-types. Six sous-types ont ainsi été définis présentant des caractéristiques clinico-pathologiques, des altérations moléculaires de l'ADN, des enrichissements de signatures liées aux lésions et cellules d'origines, des voies de signalisation dérégulées et des survies bien distinctes. Les résultats de ce travail ont été confortés par un travail de classification consensus mis en place avec un consortium de travail international auquel j'ai participé. Ces résultats ont permis de confirmer que le cancer colorectal n'est pas une maladie homogène. Ils ouvrent de nouvelles perspectives pour l'établissement de signatures pronostiques et la recherche de cibles pour de nouveaux traitements ainsi que pour l'évaluation de la réponse au traitement au sein d'essais cliniques. / Colon cancer (CC) is one of the most frequent and most deadly cancer in France and worldwide. Nearly half of patients die within 5 years after diagnosis. Clinical stage based on histological features and molecular classification based genomic instabilities (microsatellite instability (MSI), chromosomal instability (CIN) and hypermethylation of the promoters (ICPM)) are not sufficient to define homogeneous molecular entities and to predict recurrence effectively. To improve patient care, it is essential to better understand the diversity of the disease so that effective prognostic and predictive markers could be found. My PhD work has been focused on studying the diversity of CC at the molecular level through the use of omics approaches on a large cohort of tumor samples. It led to the establishment of a robust transcriptomic classification of these cancers, validated on independent data sets, and to a detailed characterization of each of the subtypes. Six subtypes have been defined and were associated with distinct clinicopathological characteristics and molecular alterations, specific enrichments of supervised gene expression signatures related to cell and lesions of origin, specific deregulated signaling pathways and distinct survival. The results of this work have been strengthened by a consensus classification defined by an international consortium working group in which I've been involved. These results confirm that colorectal cancer is an heterogeneous disease. They provide a renewed framework to develop prognostic signatures, discover new treatment targets, identify new therapeutic strategies and assess response to treatment in clinical trials.

Submitted by Priscila Arrigucci Bernardes (p.arrigucci@yahoo.com.br) on 2018-07-25T18:53:46Z No. of bitstreams: 1 Tese_Priscila_Arrigucci_Bernardes.pdf: 3025957 bytes, checksum: 866a988a470ab68070a7e7a922fc2993 (MD5) / Approved for entry into archive by Karina Gimenes Fernandes null (karinagi@fcav.unesp.br) on 2018-07-26T10:33:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bernardes_pa_dr_jabo.pdf: 3025957 bytes, checksum: 866a988a470ab68070a7e7a922fc2993 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-26T10:33:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bernardes_pa_dr_jabo.pdf: 3025957 bytes, checksum: 866a988a470ab68070a7e7a922fc2993 (MD5) Previous issue date: 2018-06-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Dentre as informações fornecidas pelas metodologias que utilizam marcadores do tipo polimorfismo de nucleotídeo único (SNPs), as de segmentos de homozigose (ROH) e de desequilíbrio de ligação têm colaborado para estudos de aplicação direta da informação genômica em populações de bovinos de corte, como em estudos de associação com cobertura ampla do genoma, de seleção genômica e de estrutura da população, dentre outros. Atualmente a imputação vem sendo utilizada principalmente para reduzir custos com a genotipagem dos animais e pode ser utilizada combinando informações genômicas de diferentes painéis. Para que dados imputados sejam utilizados de forma eficiente, é necessário que a imputação tenha sido implementada de forma que todos os animais tenham seus genótipos inferidos com elevada acurácia. No entanto, esta é verificada apenas se houver o genótipo real para avaliar a confiabilidade do genótipo imputado. Dessa maneira, os objetivos deste trabalho foram: (1) estudar a imputação de painéis comercial e customizados de baixa densidade para painéis de alta densidade (Illumina e Affymetrix), assim como para um painel combinado (Illumina + Affymetrix) para bovinos da raça Nelore, e estudar o desequilíbrio de ligação e conformação de blocos de haplótipos antes e após a imputação; (2) estudar estratégias para predição da acurácia de imputação, utilizando redes neurais artificiais e regressão linear múltipla; (3) estudar os segmentos de homozigose e, com isso, a endogamia presente em uma população de bovinos da raça Nelore, assim como identificar os genes presentes nos segmentos de homozigose mais frequentes na população. Os estudos de ROH foram realizados com utilização de informações de 34 touros de diferentes linhagens e suas progênies, totalizando 809 animais genotipados da raça Nelore com informação de 509.107 SNPs (Illumina). Para as análises de imputação e de predição da acurácia de imputação foram utilizados os mesmos animais, sendo que 93 destes também foram genotipados com o painel “Axion Genome-Wide BOS 1 Array Plate”. A partir dos resultados das análises de imputação demonstrou-se que o uso combinado de painéis pode ser uma alternativa para aumentar a densidade e o número de bloco de haplótipos, aumentando a probabilidade de obter um marcador próximo a um QTL de interesse. Além disso, essa estratégia indica que a escolha de SNPs em comum entre os painéis de alta densidade (Ilumina e Affymetrix) pode ser utilizada para customizar um painel de menor densidade, permitindo elevar a acurácia de imputação do painel da Illumina e Affymetrix. Na análise de predição da acurácia de imputação, a utilização de redes neurais artificiais foi mais eficiente comparada ao modelo de regressão linear múltipla, podendo ser utilizada com esta finalidade. A partir dos resultados das análises de ROH observou-se que a população encontra-se com baixo nível de endogamia, no entanto os reprodutores apresentaram maior valor de endogamia comparado a progênie, o qual somado a presença de segmentos de homozigose mais longos nestes animais podem indicar que tenha ocorrido intensa utilização de poucos reprodutores nas gerações mais recentes em algumas famílias. / Among all the information provided by methodologies that use single nucleotide polymorphism (SNPs), the runs of homozygosity (ROH) and linkage disequilibrium have been used for studies that explore genomic information in beef cattle population, as the genome-wide association, genomic selection, the structure of population and others. Nowadays, the imputation is used in these studies to reduce genomic costs and this also can be used combining genomic information from different panels. The animals used to be imputed should present genotypes inferred with high accuracy to allow the use imputed genotypes in other studies. However, the accuracy is verified only if there is a real genotype to evaluate the imputed genotype. Therefore, this study aimed: (1) Evaluate imputation of commercial and customized low density panels to high density panels (Illumina and Affymetrix), as well as to a combined panel (Illumina + Affymetrix) in Nelore beef cattle, and estimating linkage disequilibrium and haplotype blocks conformation to high density panels individually and after imputation; (2) Study a strategy to predict imputation accuracy using artificial neural network and linear regression; (3) Study runs of homozygosity and inbreeding in a populations from Nelore beef cattle, as well as identify genes present in ROH with high frequency in population. For ROH studies were used 34 bulls from different lines and the progeny, totalizing 809 Nelore animals genotyped with information of 509.107 SNPs (Illumina). The imputation analysis and imputation accuracy prediction used the same animals, wherein 93 were also genotyped with Axion Genome-Wide BOS 1 Array Plate. The imputation analysis demonstrates that the combined panels used from different panels can be considered due to increasing the density and number of haplotype blocks, increasing the probability to find a marker close to an important QTL. Furthermore, this strategy indicates that the choice for common SNPs between high-density panels Illumina and Affymetrix to customize a lower density panel can increase the imputation accuracy to Illumina and Affymetrix. The prediction of imputation accuracy analysis showed that the neural network is more efficient compared to linear regression, and could be used for this purpose. The results from ROH analysis showed low population inbreeding, however the sires presented higher inbreeding compared to progenies and longer runs of homozigosity, which suggest that has occurred intense use of few sires in recent generations in some families. / FAPESP: 2015/25096-6 e 2016/22940-3.

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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Transposable elements (TEs) are DNA fragments that can move within and between genomes causing great impact on the evolution of organisms. The hAT superfamily belongs to class II, subclass I of TEs and despite having originally been described in insects and plants, it is now known that these elements have a wide distribution and are diverse in many groups of higher organisms. Phylogenetic studies show that this superfamily is very ancient and its occurrence in these groups may be related to events of horizontal transfer (HT). This work was performed in order to estimate possible cases of hATs elements' HT. The elements homo1 and howilli2 described by Ortiz and Loreto in 2009 in D. willistoni and D. mojavensis species were searched in Neotropical Drosophila genomes using PCR with degenerate primers and because they are very similar elements and described in distantly related species, it was suggested that these elements might be being transmitted horizontally. Amplification was detected in 18 of the 34 species analyzed and these elements showed a patch distribution and incongruities with the TEs and host species' phylogeny, suggesting possible cases of HT. In addition, the estimated divergence of sequences found showed that these elements are or recently were active in the genomes that were investigated. Thus, our results demonstrate that these elements could be in an expansion process in Neotropical drosophilid genomes due to the large amount of HT events observed. / Elementos transponíveis (TEs) são fragmentos de DNA que podem se mover dentro e entre genomas, causando grande impacto na evolução dos organismos. A superfamília hAT pertence a classe II, subclasse I dos TEs e apesar de originalmente terem sido descritos em insetos e plantas, hoje se sabe que esses elementos possuem uma ampla distribuição e são diversos em muitos grupos de organismos superiores. Estudos filogenéticos demonstram que esta superfamília é muito antiga e que sua ocorrência nesses grupos pode estar relacionada a eventos de transferência horizontal (TH). Este trabalho foi realizado com a finalidade de estimar possíveis casos de TH entre elementos hATs. Os elementos homo1 e howilli2, descritos por Ortiz e Loreto em 2009, nas espécies D. willistoni e D. mojavensis, foram buscados nos genomas de Drosophila Neotropicais por meio de PCR com primers degenerados, e por se tratarem de elementos muito similares e descritos em espécies distantemente relacionadas, foi sugerido que esses elementos poderiam estar sendo transmitidos horizontalmente. Das 34 espécies analisadas, houve amplificação em 18, e esses elementos apresentaram uma distribuição descontínua e incongruências com a filogenia das espécies hospedeiras, o que sugere eventos de TH. Além disso, a estimativa de divergência das sequências encontradas revelou que esses elementos são ou foram ativos muito recentemente nos genomas em que foram investigados. Sendo assim, nossos resultados demonstram que esses elementos podem estar em processo de expansão nos genomas de drosofilídeos Neotropicais devido a grande quantidade de eventos de TH que foram observados.