Orientador: José Luiz Rybarczyk Filho / Coorientador: Ney Lemke / Banca: Manuela Leal da Silva / Banca: Laurita dos Santos / Resumo: Comunidades microbianas desempenham papéis cruciais em todos ecosistemas da Terra, uma vez que metabolizam compostos essenciais. Essa característica torna importantes alvos de pesquisas em diversas áreas como médica, ambiental, alimentícia e biotecnológica. Entretanto, somente 1% de todas espécies de micro-organismos conhecidos podem ser cultivadas in vitro, dificultando o estudo de suas funções e de sua classificação taxonômica. Com o surgimento de novas tecnologias de sequenciamento, o genoma inteiro de micro-organismos de um habitat pode ser experimentalmente extraído, mas em pequenos fragmentos (¡1500 pb), tornando o processamento dos dados um grande desafio. As ferramentas de análise de metagenômica mais utilizadas classificam as sequências por homologia. Entretanto, o tempo computacional aumenta exponencialmente conforme o tamanho dos fragmentos diminuem. Isso mostra uma necessidade evidente de métodos alternativos que possam analisar dados de metagenômica de maneira rápida e precisa. Esse estudo propõe um novo método de identificação de sequências de bactérias que analisa esses dados. Os genomas de 2164 linhagens de bactérias foram obtidos pelo GenBank e fragmentados em grupos de teste e controle. Cada grupo foi aleatóriamente fragmentado em sequências de 64, 128, 256, 512, 1024, 2048 e 4096 pares de base. As medidas de organização de sequências aplicadas nos fragmentos foram: conteúdo GC, abundância de dinucleotídeos e entropias de dipletes, tripletes e tetrapletes. Foram calculados a média e o desvio padrão dos valores das sequências controle para cada espécie, gênero e família de bactéria. Foram feitas combinações de medidas para classificar as sequências em famílias, gêneros e espécies. A performance da metodologia foi determinada por medidas de sensibilidade, especificidade, precição e média harmônica para conjuntos de... / Abstract: Microbial communities play a crucial role in all ecosystems on Earth since they metabolize essential compounds. Given this relevant role they are investigated in Medicine, Biotechnology, Ecology, Food Sciences among other fields. However, only 1% of all known micro-organisms species can be cultivated in vitro. The unravelling of their functions and taxonomic classification demands the development of new approaches. With the advent of new sequencing strategies, the entire genome of microrganisms on a given habitat can be experimentally extracted, but the fragments obtained are small (<1500 bps), and the data processing remains a huge challenge. The most used metagenomic analysis tools classify the sequences by homology. However, the computational time grows exponentially as the read length decreases. There is an evident need for alternative methods that can analyze metagenomic data quickly and accurately. This study proposes a new bacteria sequences identification method to be used in metagenomic data. The genomes of 2164 bacterial strains were obtained from the GenBank and distributed into test and control sets. Each group was randomly fragmented into sequences of 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, and 4096 base pair. The sequences organization measures applied in the reads were: GC content, dinucleotide abundance and diplets, triplets and tetraplets entropy. The average and standard deviation of the control sequences values of each species, genus and families of bacteria were calculated. Combinations of genomic signatures and entropy were performed allowing classifying bacteria sequences into family, genus and species. The performance of the proposed methodology was determined by measuring sensitivity, specificity, accuracy and harmonic mean for the test set. The results indicated that the GC content presented the best performance among the signatures investigated. We also considered combinations of features, the combination considering GC ... / Mestre

Fosforribosil pirofosfato (PRPP) sintetases são enzimas de central importância em diversas vias metabólicas em todas as células. A enzima PRPP sintetase humana é constituída por um complexo composto de três subunidades catalíticas (PRSI, PRSII e PRSIII) e por proteínas homólogas de 39 e 41 kDa denominadas PRS Associated Proteins (PAPs) cuja função é desconhecida. A importância da PRPP sintetase em humanos, tem sido documentada pela identificação de uma desordem associada ao cromossomo X, resultando em uma atividade aumentada da PRPP sintetase.Em conseqüência se percebem concentrações elevadas na dosagem de ácido úrico, purino nucleotídeos levando ao desenvolvimento de patogenias como a gota e problemas neurológicos. Nesse sentido, realizaram-se estudos moleculares com o complexo enzimático que compõem as PRPP sintetases. Foram obtidos clones do gene hprsI em vetor de expressão pET29a(+) e a enzima foi expressa em bactérias Escherichia coli cepa BL21 (DE3). A proteína recombinante hPRSI foi purificada depois de fracionamento com sulfato de estreptomicina, sulfato de amônio e em coluna cromatográfica de troca iônica. O raio hidrodinâmico e o pI da enzima foram determinados usando respectivamente a técnica de espalhamento dinâmico de luz e o sistema Fast de eletroforese. A enzima foi caracterizada quanto ao seu enovelamento através da técnica de Dicroísmo Circular, apresentando um espectro característico de estrutura enovelada, composta predominantemente por a-hélices. Os genes hprsII e hpap4l-1 que codificam respectivamente para as proteínas hPRSI1 e HPAP41-1 foram clonados no vetor de clonagem pCR4-TOPO. A proteína recombinante hPAP39 foi clonada em vetor pMAL-c2X em fusão com a proteína Maltose Binding Protein (MBP) e expressa em E. coli. A proteína hPAP39 está em fase de purificação e foi submetida ao experimento de Imunoblotting. Investigações estruturais destas enzimas poderão trazer informações fundamentais para o conhecimento da via biossintética, assim como para o desenvolvimento de inibidores específicos visando o tratamento das desordens a elas associadas. / Phosphoribosyl pyrophosphate (PRPP) synthetases are enzymes of central importance in several metabolic pathways in all cells. The enzyme PRPP synthetase complex is composed of three catalytic subunitis (PRSI, PRSII and PRSIII) and homologous 39 and 41 kDa proteins termed PRPP synthetase-Associated Proteins (PAPs) which function is unknown. The importance of PRPP synthetase function in humans has been documented by the identification of an X chromosome-linked disorder associated with super activity of PRPP synthetase. As a consequence uric acid overproduction, purine nucleotide are observed resulting in the development of diseases such as gout and neurodevelopment impairment. In this line, molecular studies were done with the enzyme complex that constitutes the PRPP synthetases. Clones were obtained from the hprsI gene in the pET29a(+) expression vector and the enzyme was expressed in Escherichia coli BL21(DE3) bacterial. The recombinant human PRSI enzyme was purified, after streptomicine and ammonium sulfate fractionation and by anion exchange chromatography. The hPRSI hydrodynamic radius and pI were determined using, respectively, measures of Dynamic Light Scattering (DLS) and isoeletrophocusing electrophoresis. In addition, according to circular dichroism spectroscopy, hPRSI prevalent secondary structure is a-helix. The hprsí and hpap41-1 genes that codify, respectively, to hPRSII and hPAP41-1 proteins were cloned in pCR4-TOPO cloning vector. The recombinant protein hPAP39 was cloned in the pMAl-c2X expression vector in fusion with the Maltose Binding Protein (MBP) and expressed in E.coli. A purification protocol is been establish for the hPAP39 protein and is submitted by imunoblotting technique. Structural investigation of these enzymes will provide information about the biosynthetic pathway de novo of purine nucleotides, as well as to development of specific inhibitors aiming at the treatment of the associated disorders.

O sistema complemento participa da patogenia da Doença Hepática Alcoólica (DHA), onde C3 contribui para o acúmulo de triglicerídeos (tg) e C5 para injúria e inflamação hepática. Investigamos o papel de C5 em modelo de DHA aplicando as linhagens B6 e A/J, e geramos a linhagem congênica B6.A-Hc0 (B6 C5def). B6 e A/J foram tratados com dieta contendo ou não etanol, ou maltodextrina, por 6, 8 e 10 semanas. Em ambas as linhagens a dieta com etanol induziu hepatomegalia, acúmulo de tg e redução de IL6 e IL12 hepáticos ao longo das semanas. Os A/J tratados com etanol exibiram aumento de leucócitos circulantes, IL10 e NO hepáticos e menor acúmulo de tg hepáticos em relação aos B6. Os B6 tratados com etanol exibiram redução de IL1b, IL10 e NO hepáticos. Tratando a linhagem congênica por 10 semanas com a dieta com etanol observamos aumento de IL17 e IL10 e redução de IL1b e TGFb hepáticos nos B6.A-Hc0 em relação aos B6. Independentemente da dieta, houve aumento sérico de AST, FA, albumina, colesterol, tg e redução hepática de IL6, IL12 e IFNg nos B6.A-Hc0. Portanto, C5 promoveu um ambiente hepático pró-inflamatório e pareceu influenciar os valores séricos das enzimas de função e síntese hepática, citocinas e do perfil lipídico no modelo de DHA. / The complement system may be involved in the pathogenesis of Alcoholic Fatty Liver Disease (ALD). Murine models of ALD showed that C3 contributes to the accumulation of triglycerides (tg) in liver and the C5 seems to be involved with hepatic inflammation. We here investigated the contribution of C5 in ALD using C57Bl/6 (B6) and A/J (C5 deficient), and B6 C5 deficient congenic mice (B6.A-Hc0). B6 and A/J were treated with modified diet containing ethanol or maltodextrin for 6-10 weeks. In both strains, the ethanol diet induced hepatomegaly, increased liver tg and decreased IL6 and IL12 levels. However, total blood leukocytes counting, IL10 and NO liver production increased only in A/J. In addition, only in B6 the IL1b levels increased while IL10 and NO decreased in liver. A/J mice suffered more inflammatory damage and accumulated less liver tg than B6. In B6.A-Hc0 IL17 and IL10 increased while of IL1b and TGFb decreased when compared to B6. Independently of the diet, levels of AST, FA, albumin, cholesterol, tg increased in B6.A-Hc0 serum and IL6, IL12 and IFNg reduced in liver. In conclusion, C5 promoted a pro-inflammatory environment in the liver and influenced the serum levels of hepatic enzymes, cytokines and lipid profile.

Embora menos eficientes que os vetores virais, lipídios catiônicos têm sido cada vez mais usados como transportadores de material genético. Eles têm como vantagens em relação aos transportadores virais, a baixa imunidade, controle de qualidade e produção em grande quantidade, entre outros. Todavia, a interação entre lipídios catiônicos e material genético ainda é pouco compreendida. No presente trabalho, estudamos a interação entre o anfifílico catiônico brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) e o nucleotídeo 2´-desoxiadenosina 5´-monofosfato (dAMP). Para tanto, utilizamos a técnica de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) aplicada a marcadores de spin derivados do ácido esteárico incorporados em vesículas de DODAB. Os resultados mostraram que na fase gel, na região próxima à superfície das bicamadas de DODAB, o dAMP causa muito pouca alteração na fluidez da membrana, enquanto que, na região do centro da bicamada, o dAMP diminui a fluidez da membrana, o que pode ser um efeito apenas de cargas, isto é, devido à blindagem eletrostática. Já na fase fluida, em ambas as regiões o dAMP aumenta a fluidez da membrana, sendo que, no centro das bicamadas induz um acréscimo significativo na polaridade do meio. A transição de fase gel-fluida do DODAB não sofre modificações com o acréscimo de dAMP. De uma maneira geral, nossos resultados mostraram que o dAMP não causa grandes modificações na estrutura do DODAB. Concluímos que o dAMP se localiza na região da superfície das bicamadas do DODAB e se comporta como um íon grande. Este resultado deverá ser considerado na análise estrutural da interação DNA/vesículas lipídicas em nível molecular. / Though less efficient than viral vectors, cationic lipids have been used as carriers in gene therapy. They offer several advantages over viral vectors, including the low immunogenic and inflammatory responses, the potential transfer of unlimited-size expression units, and the possibility for engineered cell-specific targeting. However, the interaction between cationic lipids and genetic material needs to be better understood for the optimization of the transfection protocol. In the present work, we study the interaction between the nucleotide 2´-deoxyadenosine 5´-monophosphate (dAMP) and cationic liposomes of dioctadecyl dimethylammonium (DODAB), through the analysis of the electron spin resonance (ESR) spectra of spin labels incorporated in the bilayers. DODAB gel phase structure is not much affected by dAMP. The observed packing effect at the bilayer core seems to be related to the expected electrostatic screening effect at the bilayer surface, bringing the headgroups closer together, due to the presence of anions at the surface. In DODAB fluid phase, above 44 oC, ESR results strongly suggest that the relatively large double charged molecule of DMP is localized at the bilayer surface, but incorporated in the membrane, such that it is able of somehow space the headgroups, turning the bilayer core less packed and more hydrated. This result is certainly relevant for the structural understanding of the DNA-cationic membrane interaction on a molecular level.

DNA is often damaged by environmental agents which lead to the up-regulation of several genes involved in different repair pathways. The regulation of DNA repair is important for cell survival following exposure to DNA-damaging agents. Schistosoma mansoni is a parasite that undergoes several modifications in its complex life cycle, being exposed to a subset of DNA-damaging agents, such as the environment and host immune response, and therefore, such as many other organisms, it is likely to be provided for efficient repair mechanisms. Recently, studies have shown that Nucleotide Excision Repair (NER) consists in an indispensable mechanism for removing a broad spectrum of DNA lesions. In the current study, it was analyzed the gene expression of Nucleotide Excision Repair Factor 2 (NEF2) - SmRad23 and SmRad4, in different developmental stages of S. mansoni, as well as the expression level of these genes in S. mansoni adult worms treated with DNA-damaging agents. Together, the results have confirmed the expression of these two proteins in all of the evolutive stages studied of the parasite, and shown a differential expression in front of the treatment with the different chemical agents. Furthermore, it was revealed the correlation of these genes with their orthologues in other eukaryotes. Therefore, the presence of SmRad23 and SmRad4 in all of the developmental stages of S. mansoni, as well as their differential expression following exposition to DNA-damaging agents, suggest that the NER is an important repair pathway during the complex life cycle of this parasite. / O DNA é freqüentemente danificado por agentes ambientais que levam à ativação de vários genes envolvidos em diferentes vias de reparo. A regulação do reparo do DNA é importante para a sobrevida da célula mediante exposição a agentes causadores de dano. Schistosoma mansoni é um parasito que passa por várias modificações em seu complexo ciclo de vida, estando exposto a uma série de agentes lesivos ao DNA, tais como aqueles presentes no meio ambiente e na própria resposta imune do hospedeiro, e, portanto, assim como muitos outros organismos, é provável que seja provido de eficientes mecanismos de reparo. Recentemente, estudos têm demonstrado que a via de reparo por excisão de nucleotídeos (NER) consiste em um mecanismo indispensável em eucariotos para a remoção de um amplo espectro lesões no DNA. No presente estudo, foi analisada a expressão gênica do fator de reparo por excisão de nucleotídeos 2 (NEF2) - SmRad23 e SmRad4, em diferentes estágios de desenvolvimento de S. mansoni, assim como o nível de expressão destes genes em vermes adultos tratados com agentes lesivos ao DNA. Em conjunto, os resultados confirmaram a expressão dessas duas proteínas em todos os estágios evolutivos estudados do parasito, e mostraram uma expressão diferencial destes genes mediante tratamento com os diferentes agentes químicos. Além disso, foi revelada a correlação destes genes com seus ortólogos em outros eucariotos. Portanto, a presença de SmRad23 e SmRad4, em todos os estágios de desenvolvimento de S. mansoni, bem como sua expressão diferencial mediante exposição a agentes lesivos ao DNA, sugere que NER constitui uma importante via de reparo durante o complexo ciclo de vida deste parasito. / Mestre em Imunologia e Parasitologia Aplicadas

Orientador: Luiz Eduardo de Ângelo Sanchez / Banca: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Amauri Hassui / Resumo: A operação de roleteamento é realizada com o intuito de diminuir a rugosidade e melhorar as propriedades mecânicas da peça, como o aumento da dureza e da resistência à fadiga. O processo se dá sem remoção de material, por meio de trabalho a frio, no qual a ferramenta promove o escoamento do material dos picos para o preenchimento dos vales na superfície da peça de trabalho. Esta operação envolve deformação plástica com consequente introdução de tensão residual de compressão nas camadas subsuperficiais da peça. No entanto, as forças de contato envolvidas no processo podem ser excessivamente altas ao ponto de produzir desvios de forma afetando a qualidade superficial da peça acabada. Para minimizar estes problemas, encontram-se pesquisas que utilizam um feixe de laser para o aquecimento localizado da peça na região imediatamente anterior ao contato da ferramenta. Porém, por questões de custo e espaço físico em torno da máquina, este método tem seu uso restrito. A fim de tornar o roleteamento a quente mais viável, neste trabalho é proposto o uso de resistência elétrica em cerâmica, de baixo custo, a qual emite radiação infravermelha como fonte de calor. Para medir a eficiência da técnica proposta foram realizadas operações de roleteamento convencional e comparadas com a condição a quente empregando uma liga aeronáutica inconel 718. Foram analisadas importantes variáveis de saída do processo relacionadas com a qualidade superficial, como a rugosidade, microdureza, tensão residual... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The burnishing operation is performed in order to reduce roughness and improve the mechanical properties of the part, such as increased hardness and fatigue resistance. The process takes place without material removal by means of cold working, in which the tool promotes the flow of the material from the peaks to fill the valleys on the surface of the workpiece. This operation involves plastic deformation with consequent introduction of residual compressive stress in the subsurface layers of the part. However, the forces involved in the process may be excessively high to the extent of producing shape deviations affecting the surface quality of the finished workpiece. To minimize these problems, there are researches that use a laser beam for localized heating of the part in the region immediately prior to the tool contact. However, for reasons of cost and physical space around the machine, this method has its restricted use. In order to make hot rolling more feasible, in this work the use of low cost electric ceramic resistance is proposed, which emits infrared radiation as a source of heat. To measure the efficiency of the proposed technique, conventional burnishing operations will be performed and compared to the hot condition using an aeronautical alloy 718 Inconel. Important process output variables related to surface quality, such as roughness, micro hardness, residual stress and circularity, when using different input parameters, such as force, part rotation and number of... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Angelo Silva (asilva@icict.fiocruz.br) on 2016-07-20T13:39:17Z No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) 71861.pdf: 5007629 bytes, checksum: 55da00139dd89620d62ea58fe070c552 (MD5) / Approved for entry into archive by Anderson Silva (avargas@icict.fiocruz.br) on 2016-07-28T16:45:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 71861.pdf: 5007629 bytes, checksum: 55da00139dd89620d62ea58fe070c552 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-28T16:45:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 71861.pdf: 5007629 bytes, checksum: 55da00139dd89620d62ea58fe070c552 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2016 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / O vírus dengue infecta um número estimado de 50-100 milhões de pessoas 100 milhões de pessoas anualmente em todo o mundo e no Brasil, dengue foi relatada pela primeira vez em 1981, desde então, a infecção tornou-se hiper-endêmica. As práticas atuais de diagnóstico não detectam o vírus em cerca de 50% dos casos suspeitos. Metagenômica é uma estratégia que pode ser aplicada na identificação de qualquer organismo em uma amostra, uma vez que recupera sequências de ácidos nucléicos que são analisadas contra bases de dados. Neste estudo, o nosso objetivo foi aplicar abordagens de metagenômica para analisar casos fatais de pacientes que apresentaram sintomas similares a dengue, mas com teste negativo para este vírus e também amostras de pacientes com suspeita febre amarela. e também amostras de pacientes com suspeita febre amarela. e também amostras de pacientes com suspeita de febre amarela. DNA e RNA genômico foram extraídos, amplificados com iniciadores randômicos e processados no sequenciador Illumina HiSeq2500. Em seguida, aplicamos um pipeline de bioinformática para filtragem de sequências de baixa qualidade e remoção de sequências humanas. Vários programas foram utilizados para classificar as reads metagenômicas: Kraken, GOTTCHA, SURPI, Metaphlan2, Taxoner e Blastn. As análises in silico identificaram patógenos que foram posteriormente confirmados por ensaios in vitro aplicando reagentes específicos Deste modo, identificamos vírus e bactérias em 13% das amostras. Quatro desses vírus, com potencial de patogenicidade estavam em amostras distintas: Parvovírus B19, vírus da Hepatite A, vírus da Hepatite G e vírus Torque-teno. Todos eles, com exceção do vírus da Hepatite A estavam nos casos fatais. As bactérias identificadas foram N. meningitidis do serogrupo C em duas amostras e S. pneumoniae em duas outras amostras. Esses são patógenos que causam surtos e epidemias no Brasil e têm alta taxa de mortalidade. Particularmente, N. meningiditis sorogrupo C é o determinante de surtos atuais de N. meningiditis no Brasil. Além disso, dois genomas completos foram recuperados, o do Parvovírus B19 de um dos casos fatais (5,6 kb) e o do vírus Chikungunya (12 kb) que estava presente na amostra utilizada como controle positivo para as análises de metagenômica. Aqui, podemos demonstrar a aplicabilidade da metagenômica tanto na identificação quanto recuperação de genomas completos de patógenos a partir de amostras clínicas humanas / Dengue virus infects an estimated 50-100 million people annually worldwide and in Brazil, dengue was first reported in 1981, since then the infection became hyper-endemic. The current diagnostic practices cannot detect the virus around 50% of suspected cases. Metagenomic is a strategy that can be applied to recover any organism in a sample. In this study, our aim was to apply metagenomics approaches to analyse fatal cases of patients presenting dengue-like symptoms, but testing negative for this virus and samples of patients with suspect yellow fever. Genomic DNA and RNA were extracted, amplified with random primers and sequenced in the Illumina HiSeq2500 sequencer. We then followed a bioinformatics filtering pipeline to remove both low-quality sequences and human sequences. Several tools were used to classify the metagenome reads: Kraken, GOTTCHA, SURPI, Metaphlan2, Taxoner and Blastn. The in silico analysis identified pathogens that were further confirmed by in vitro assays applying specific reagents. In this way, we were able to detect viruses and bacteria in 13% of the samples Four viruses, with pathogenicity potential were identified in distinct samples: Parvovirus B19, Hepatitis A virus, Hepatitis G virus and Torque-teno virus. All of them, except Hepatitis A virus were present in fatal cases. The Parvovirus B19 is in fact a pathogen that has been eventually associated to fatal cases. The bacteria identified were N. meningitides serogroup C in two samples and S. pneumoniae in two other samples. Those are pathogens that cause outbreaks and epidemics in Brazil and have high mortality rate. Particularly, N. meningiditis outbreaks in Brazil. Moreover, two complete genomes were recovered, the B19V from one of the fatal cases (5.6 kb) and the Chikungunya virus (12 kb) that was in the sample used as a positive control to the metagenomics approach. Here, we demonstrated th applicability of metagenomics in both the identification and recovery of complete genomes of pathogens from human clinical samples

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:23:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:29:19Z : No. of bitstreams: 1 000851881.pdf: 1966900 bytes, checksum: f12318e1992f89b39d28775a2373ebce (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Comunidades microbianas desempenham papéis cruciais em todos ecosistemas da Terra, uma vez que metabolizam compostos essenciais. Essa característica torna importantes alvos de pesquisas em diversas áreas como médica, ambiental, alimentícia e biotecnológica. Entretanto, somente 1% de todas espécies de micro-organismos conhecidos podem ser cultivadas in vitro, dificultando o estudo de suas funções e de sua classificação taxonômica. Com o surgimento de novas tecnologias de sequenciamento, o genoma inteiro de micro-organismos de um habitat pode ser experimentalmente extraído, mas em pequenos fragmentos (¡1500 pb), tornando o processamento dos dados um grande desafio. As ferramentas de análise de metagenômica mais utilizadas classificam as sequências por homologia. Entretanto, o tempo computacional aumenta exponencialmente conforme o tamanho dos fragmentos diminuem. Isso mostra uma necessidade evidente de métodos alternativos que possam analisar dados de metagenômica de maneira rápida e precisa. Esse estudo propõe um novo método de identificação de sequências de bactérias que analisa esses dados. Os genomas de 2164 linhagens de bactérias foram obtidos pelo GenBank e fragmentados em grupos de teste e controle. Cada grupo foi aleatóriamente fragmentado em sequências de 64, 128, 256, 512, 1024, 2048 e 4096 pares de base. As medidas de organização de sequências aplicadas nos fragmentos foram: conteúdo GC, abundância de dinucleotídeos e entropias de dipletes, tripletes e tetrapletes. Foram calculados a média e o desvio padrão dos valores das sequências controle para cada espécie, gênero e família de bactéria. Foram feitas combinações de medidas para classificar as sequências em famílias, gêneros e espécies. A performance da metodologia foi determinada por medidas de sensibilidade, especificidade, precição e média harmônica para conjuntos de... / Microbial communities play a crucial role in all ecosystems on Earth since they metabolize essential compounds. Given this relevant role they are investigated in Medicine, Biotechnology, Ecology, Food Sciences among other fields. However, only 1% of all known micro-organisms species can be cultivated in vitro. The unravelling of their functions and taxonomic classification demands the development of new approaches. With the advent of new sequencing strategies, the entire genome of microrganisms on a given habitat can be experimentally extracted, but the fragments obtained are small (<1500 bps), and the data processing remains a huge challenge. The most used metagenomic analysis tools classify the sequences by homology. However, the computational time grows exponentially as the read length decreases. There is an evident need for alternative methods that can analyze metagenomic data quickly and accurately. This study proposes a new bacteria sequences identification method to be used in metagenomic data. The genomes of 2164 bacterial strains were obtained from the GenBank and distributed into test and control sets. Each group was randomly fragmented into sequences of 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, and 4096 base pair. The sequences organization measures applied in the reads were: GC content, dinucleotide abundance and diplets, triplets and tetraplets entropy. The average and standard deviation of the control sequences values of each species, genus and families of bacteria were calculated. Combinations of genomic signatures and entropy were performed allowing classifying bacteria sequences into family, genus and species. The performance of the proposed methodology was determined by measuring sensitivity, specificity, accuracy and harmonic mean for the test set. The results indicated that the GC content presented the best performance among the signatures investigated. We also considered combinations of features, the combination considering GC ... / FAPESP: 2013/1517-4

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-01Bitstream added on 2014-06-13T20:03:29Z : No. of bitstreams: 1 buzanskas_me_dr_jabo.pdf: 1313691 bytes, checksum: 7e8dfd967547ab3d2ff714be1b7ddd4b (MD5) / Recentes avanços tecnológicos possibilitaram a utilização de dados genômicos na avaliação de animais de produção. Os marcadores do tipo SNP (“Single Nucleotide Polymorphism”) estão entre os mais utilizados para estudos do genoma bovino, pois estão presentes em grande quantidade e podem estar associados a regiões do genoma que atuam em características de interesse econômico. Fatores como a redução dos custos de genotipagem e a alta densidade dos painéis de marcadores possibilitaram que esta tecnologia seja utilizada em larga escala. Os objetivos deste trabalho foram avaliar o desequilíbrio de ligação (DL) e a conservação da fase do desequilíbrio de ligação (FDL) entre animais da raça Canchim e do grupo genético MA; e aplicar a metodologia “Generalized Quase- Likelihood Score” para estudo de associações genômica entre SNPs e características de peso corporal ao nascimento (PN), ao desmame (PD) e ao sobreano (PS); perímetro escrotal ao desmame (PED) e ao sobreano (PES); e idade ao primeiro (IPP) e segundo (ISP) parto nestes mesmos animais. Foram utilizados 285 animais da raça Canchim (proporção Charolês-Zebu igual a 62,5 % e 37,5%) e 114 animais do grupo genético MA (proporção aproximada Charolês-Zebu igual a 65,6% e 34,4%) genotipados para o painel de alta densidade BovineHD - Illumina® bead chip (777k). Para o estudo de DL e FDL as informações dos genótipos de alta densidade foram concatenadas com o mapa de genótipos de menor densidade (BovineSNP50 v2 bead chip) que possui aproximadamente 50 mil SNPs (50k), realizando assim a redução da densidade dos marcadores. Foram realizadas análises para animais Canchim, MA e Canchim + MA. O painel de 777k mostrou-se mais eficiente para estudo do DL e FDL quando comparado ao painel de 50k, pois apresentou elevada conservação de FDL (acima de 0,80)... / Recent technological advances have enabled to use genomic data in livestock evaluation. Single nucleotide polymorphism (SNP) are one of the most widely used genetic markers because they are widely spread along the genome and also could be associated with traits of economic interest. High-throughput panels are becoming interesting for the producers as the cost of genotyping reduces. The objectives of this study were to evaluate the extent of linkage disequilibrium (LD) and the phase of linkage disequilibrium (PLD) between Canchim animals and MA genetic group; and to apply the Generalized Quasi-Likelihood Score method to perform a genome wide association study with birth weight (BW), weaning weight (WW), yearling weight (YW), scrotal circumference at weaning (SCW), scrotal circumference at yearling (SCY), age at first calving (AFC), and age at second calving (ASC). Analyses considered 285 Canchim animals (Charolais-Zebu proportion of 62.5% - 37.5%) and 114 animals of the MA genetic group (Charolais-Zebu proportion of 65.6% - 34.4%) genotyped with the BovineHD - Illumina Bead® chip (777k). Two marker densities were used for the LD and PLD analyses; one considered the 777k panel while the other considered a reduced panel which was resulted from a combined information of the high-throughput panel and the BovineSNP50 chip bead v2 map from Illumina®. These analyses were carried out for Canchim, MA, and Canchim + MA animals. PLD conservation was high in both panels, but only the 777k panel had higher mean r2 (LD measure) equal to 0.38, 0.34, and 0.31 at distances from 0.00 to 0.0025 Mb, 0.0025 to 0.0050 Mb, and 0.0050 to 0.0075 Mb in the Canchim + MA analysis. After this step, genome wide associations were carried out using the Generalized Quasi-Likelihood Score method (GQLS), which considers the logistic regression to associate phenotypic information... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Prof. Dr. Cassius Carvalho Torres-Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Odontologia. Defesa: Curitiba, 2016 / Inclui referências : f. 69-79 / Área de concentração / Resumo: A anemia de Fanconi (AF) é uma síndrome genética rara caracterizada por instabilidade cromossômica e dificuldade de reparo do DNA. Pacientes com AF desenvolvem o carcinoma de células escamosas (CCE) na boca mais cedo e com maior frequência que a população em geral, especialmente após o transplante de células tronco hematopoéticas (TCTH). Embora tenha aumentado a evidência de um papel etiológico da microbiota local e o processo de carcinogênese; não existem informações sobre a microbiota bucal de pacientes com AF. O objetivo desse estudo foi explorar a microbiota salivar de 61 pacientes com AF e comparar os resultados com a condição de saúde bucal e fatores de riscos associados ao desenvolvimento do CCE. Depois de responder a um questionário e ser submetido a um exame clínico intrabucal, todos os pacientes passaram por um etapa de coleta de saliva e as amostras foram analisadas utilizando o sequenciamento do gene 16S rRNA (Região Hipervariável :V3-V4 Miseq, Illumina). O perfil microbiano associado aos parâmetros clínicos e dados retirados de prontuário médico foram analisados utilizando modelos lineares. A mediana de idade da amostra estudada foi de 22 anos e a maioria deles haviam sido submetidos ao TCTH (n=53). Os filos bacterianos mais abundantes foram Firmicutes (média da abundância relativa ± desvio padrão(DP)) (42,1% ± 10,1%) e Bacteroidetes (25,4% ± 11,4%). O histórico de doença do enxerto contra o hospedeiro (DECH) bucal (n=27) estava associada com maiores proporções de Firmicutes (43,8% x 38,5%, p = 0,05) quando comparados com os que não apresentaram DECH. Altos níveis de sangramento gengival foram associados com os genêros Prevotella (22,25% x 20%), Streptococcus (19,83% x 17,61%), Porphyromonas (3,63% x 1,42%, p = 0,03), Treponema (1,02% x 0,28%, p = 0,009), Parvimonas (0,28% x 0,07%, p = 0,02) e Dialister (0,27% x 0,10%, p = 0,04). Por fim, pacientes transplantados à mais de 11 anos mostraram níveis mais elevados de Streptococcus (18,4%), Haemophilus (12,7%) e Neisseria (6,8%). Em conclusão, pacientes com AF que apresentavam piores condições de higiene bucal abrigavam maiores proporções de gêneros de bactérias compatíveis com doença periodontal. Foram observadas diferenças microbianas específicas, na presença de longo tempo de transplante, histórico de GVHD e mucosite, bem como, na presença de lesões com potencial de malignidade. Palavras-chave: Anemia de Fanconi. Câncer bucal. Microbiota. Saliva. Bactéria. Sequenciamento de Nucleotídeos de Alto Rendimento. / Abstract: Fanconi anemia (FA) is a rare genetic disease characterized by chromosomal instability and impaired DNA damage repair. FA patients develop oral squamous cell carcinoma (OSCC) earlier and more frequently than the general population, especially after hematopoeitic stem cell transplantation (HSCT). Although evidence of an etiological role of the local microbiome and carcinogenesis has grown, no information exists regarding the oral microbiome of FA patients. The aim of this study was to explore the salivary microbiome of 61 FA patients regarding their oral health status and OSCC risk factors. After answering a questionnaire and receiving oral clinical examination, saliva samples were collected and analyzed using 16rRNA sequencing (V3-V4 hypervariable region, MiSeq, Illumina). The microbial profiles associated with medical and clinical parameters were analyzed using general linear models. Patients were young (mean age = 22 yrs old) and most of them had received HSCT (n=53). The most abundant phyla were Firmicutes (mean relative abundance ± SD) (42.1%±10.1%) and Bacteroidetes (25.4%±11.4%). A history of graft-versus-host disease (GVHD) (n=27) was associated with higher proportions of Firmicutes (43.8% x 38.5%, p=0.05). High levels of gingival bleeding were associated with the genera Prevotella (22.25% x 20%), Streptococcus (19.83% x 17.61%), Porphyromonas (3.63% x 1.42%, p=0.03), Treponema (1.02% x 0.28%, p=0.009), Parvimonas (0.28% x 0.07%, p=0.02) and Dialister (0.27% x 0.10%, p=0.04). Finally, participants transplanted longer than 11 years showed highest levels of Streptococcus (18.4%), Haemophilus (12.7%) and Neisseria (6.8%). In conclusion, FA patients with poor oral hygiene harbored higher proportions of genera of bacteria compatible with gingival disease. Specific microbial differences were observed in the presence of a history of long time since HSCT, history of oral GVHD and mucositis as well when potential malignant oral lesion was present. Keywords: Fanconi anemia. Oral cancer. Microbiome. Saliva. Bacteria. Massively-Parallel Sequencing.