Orientadores: Marcelo Menossi Teixeira, Agustine Gentile / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-18T02:51:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_FabioOmetto_M.pdf: 10515001 bytes, checksum: 45aee75247b1cfb2cf161e57b8dcf10c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A transcrição é um evento crucial para a expressão gênica, sendo que a RNA polimerase II tem um papel destacado: são suas subunidades que interagem entre si e com os fatores de transcrição (TFs), formando um complexo que sintetiza o transcrito primário a partir da molécula de DNA. Entender como as subunidades funcionam e interagem entre si e com os TFs é um ponto fundamental para entender as bases da expressão gênica. Uma subunidade intrigante é a quarta maior subunidade, Rpb4, que juntamente com a Rpb7, a sétima maior subunidade, forma um heterodímero localizado em uma região à parte do core enzimático. Em situações de crescimento, Rpb4 encontra-se pouco associada com Rpb7. Porém, em situações de estresse a ligação das subunidades é de suma importância para a viabilidade celular. Esta tese faz a primeira caracterização do gene ScRpb4 de cana-de-açúcar, que codifica uma proteína homóloga à proteína correspondente à quarta maior subunidade da RNA Pol II de plantas. A proteína ScRpb4 foi expressa em Eschericchia coli e os resultados indicam que os maiores níveis foram observados com a construção baseada em pET-28a à 37 °C, induzidas por 4 horas com IPTG. A expressão do gene ScRpb4 foi uniforme em diferentes tecidos e condições, possuindo um ligeiro aumento da expressão na folha imatura, gema lateral, raiz e flor. Na hibridização in situ verificou-se que os transcritos foram encontrados na zona periférica do sistema vascular de folhas e no meristema apical das inflorescências, mostrando que ScRpb4 e expresso em tecidos imaturos com ativa divisão celular. A localização subcelular revelou que ScRpb4 está presente tanto no núcleo quanto no citoplasma, fato similar ao previamente reportado em leveduras. Todos os resultados encontrados estão de acordo com o provável papel de Rpb4 como parte da maquinaria transcricional, e trazem novos dados para essa subunidade em plantas / Abstract: Transcription is a crucial event for gene expression, whereas RNA Polymerase II plays an important role: its subunits interacts with each other and with the transcription factors (TFs) form a complex that synthesizes the primary transcript from the DNA molecule. Understanding how the subunits work and interact among themselves and with the TFs is a key point to understand the basis of gene expression. An interesting subunit is the fourth largest subunit, Rpb4, which together with Rpb7, the seventh largest subunit, forms a heterodimer located away from the enzymatic core. In yeast, in situations of optimal conditions, Rpb4 is often associated with Rpb7, but in non­optimal conditions, the association of the subunits is critical for cell viability. Our work does the first characterization of the ScRpb4 gene from sugarcane, which encodes a homologous protein to the proteins corresponding to the fourth largest subunit of the RNA Polymerase II from plants. The ScRpb4 protein was expressed in Eschericchia coli and results indicate that the highest levels of expression was observed with the construction based on pET-28a at 37 °C, induced with IPfG for 4 hours. ScRpb4 gene expression was uniform in different tissues and conditions, with a slightly higher expression in immature leaf, lateral bud, root and flowers. In situ hybridization showed that the ScRpb4 transcripts were found at the periphery of the vascular system in leaves and in the apical meristem of inflorescence, showing that ScRpb4 is expressed in immature tissues with active cell division. The subcellular localization revealed that ScRpb4 functions in nucleus and cytoplasm, similarly to previous reports found in yeast. All the results found are in agreement with the alleged role of the ScRpb4 as a part of the transcriptional machine and provide new data of this subunit in plants / Mestrado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Orientador: Nilson Ivo Tonin Zanchin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T17:37:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vaz_ThaisHaline_D.pdf: 13126521 bytes, checksum: 672f3c7b0345ee333ab24793e624068d (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A resposta individual das células está na base da resistência do organismo à infecção viral. O principal mecanismo de resistência envolve a participação de inúmeros genes da via de sinalização dos interferons. Vários estudos vêm sendo conduzidos em larga escala para identificar genes que respondem aos mais variados tratamentos, assim como clusters gênicos relacionados a determinadas enfermidades, como a leucemia. A função do produto de muitos destes genes ainda não foi caracterizada. Numa ampla revisão destes artigos identificamos a proteína KIAA0082/ISG95 respondendo a interferon, à infecção pelo vírus da hepatite C (HCV), ao tratamento celular com oligodeoxinucleotídeos CpG, fazendo parte de um cluster de genes relacionados à leucemia e sendo super-expressa em linfócitos T ativados. Embora não possua função conhecida, esta proteína apresenta quatro domínios que indicam uma possível atividade relacionada ao metabolismo de RNA. Neste trabalho demonstramos que o promotor do gene ISG95 responde à estimulação por interferon num sistema repórter em células Vero. As atividades bioquímicas de ISG95 foram determinadas usando a proteína recombinante expressa em células de inseto Sf9. ISG95 interage com RNA e com S-adenosilmetionina, possuindo também atividade de metiltransferase in vitro. Ensaios de localização sub-celular demonstraram sua distribuição nuclear. Além disso, através do método duplo-híbrido de levedura e de ensaio de co-imunoprecipitação, foi possível identificar sua interação com o domínio C-terminal (CTD) da RNA polimerase II, o que é consistente com sua localização nuclear e com a função predita para o domínio WW localizado na extremidade C-terminal de ISG95. Os resultados indicam que ISG95 é parte da via de resposta a interferon e tem função associada possivelmente a eventos de processamento de prémRNA mediados pelo domínio CTD da RNA polimerase II / Abstract: A major mechanism of cellular resistance to viral invasion involves genes from the interferon signaling pathway, called ISGs (interferon stimulated genes). Global transcriptional profiling studies have linked increased expression of ISG95 (KIAA0082) to response to interferon treatment and to viral infection, suggesting that it may be part of the cellular defense against viral replication. In this work, we shown that the ISG95 promoter can drive interferoninduced transcription of a reporter gene in Vero cell cultures. The biochemical functions of ISG95 were assessed using recombinant protein. ISG95 shows RNA- and S-adenosyl-methionine binding and protein methyltransferase activity in vitro. ISG95 interacts with the C-terminal domain of RNA polymerase II, which is consistent with its nuclear localization and with the predicted function of the WW domain found in the C-terminal region of ISG95. The results presented in this work indicate that ISG95 is part of the interferon response pathway and functions in the pre-mRNA processing events mediated by the C-terminal domain of the RNA polymerase II / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Trypanosoma cruzi é o agente causador da Doença de Chagas, que segundo a OMS, atinge oito milhões de pessoas principalmente na América Latina, causando danos à saúde pública, juntamente com um impacto econômico negativo. Durante o processo de infecção, uma variedade de eventos celulares ocorre apenas pelo simples contato do parasito com a célula hospedeira, levando a modificações no metabolismo celular e alterações morfológicas. O parasita é capaz de modular respostas celulares e imunológicas da célula hospedeira para sua própria sobrevivência. Além do que, pode alterar compartimentos celulares como o número e tamanho de nucléolos, sugerindo que a presença do parasita poderia estar interferindo na maquinaria nuclear. Porém, pouco se conhece sobre a organização nuclear da célula hospedeira quando infectada por Trypanosoma cruzi. O objetivo deste estudo foi de investigar pela primeira vez os compartimentos nucleares das células hospedeiras durante o curso da infecção por T. cruzi. Células LLC-MK2 foram infectadas com T. cruzi e reações de imunofluorescência indireta foram realizadas utilizando anticorpos e marcadores específicos para proteínas nucleares. As análises das imagens de microscopia confocal e quantificação das fluorescências pelo ImageJ mostraram padrões distintos nos compartimentos nucleares quando comparadas com células não infectadas. Corpos de Cajal e Speckles sofrem alterações quando a célula está infectada e isso depende do ciclo celular do parasita. Neste trabalho também foi investigado através de quantificação de imagem e immunoblotting o comportamento das Ribonucleoproteínas A1 e A2B1 durante a parasitemia. Estas análises demonstram que o T. cruzi pode modular a célula hospedeira quando infectada a favor de sua sobrevivência, promovendo alterações na dinâmica dos compartimentos nucleares durante o seu ciclo celular. Esse estudo inédito poderá auxiliar a compreender a biologia do parasita e sua interação com a célula hospedeira e desta maneira contribuir na busca de possíveis alvos terapêuticos / Trypanosoma cruzi is the causal agente of Chagas disease, that affects about eight million people mostly in Latin America according to the WHO, causing damage to public health and a negative economic impact. During infection, a variety of signaling processes occur after contact of the parasite to the host cell, what can lead to metabolic modifications as well morphological alterations in both cells. The parasite can modulate host cell cellular and immunological responses for its own survival. In addiction, the presence of T. cruzi can modify the nuclear compartments such as nucleoli, suggesting that the presence of the parasite could be interfering with the nuclear machinery. However, little is know about the nuclear organization when the host cell is infected with Trypanosoma cruzi. This study aimed to investigate for the first time the nuclear compartment of host cells infected by T. cruzi using specific antibodies and fluorescent markers for nuclear compartments, in order to investigate the morphological and functional changes in the nucleus of the host cell. Using LLC-MK2 cells infected with T. cruzi, we performed indirect immunofluorescence using distinct nuclear antibodies. Confocal microscopy analysis of infected cells showed pattern variations in the nuclear compartments when compared to uninfected cells. Cajal bodies and Speckles suffer alterations when the cell is infected and it is related to the parasite life cycle. In this work we also investigated by image quantification and immunoblotting the behavior of Ribonucleoproteins A1 and A2B1 during infection. These evidences support the idea that T. cruzi can modulate host cell response to ensure its own survival during the infection, promoting changes in the dynamics of the nuclear compartments. This unpublished data may help to understand the biology of the parasite and its interaction with the host cell and thus contributing to seek for potential therapeutic targets

Recentemente, tem sido demonstrado que a maioria dos RNAs transcritos em células humanas são RNAs não-codificadores de proteínas (ncRNAs) originados de íntrons ou regiões intergênicas. Em trabalhos anteriores realizados por nosso grupo, foram descritos longos ncRNAs transcritos de regiões intrônicas de genes codificadores e cuja expressão foi correlacionada ao grau de diferenciação de tumores de próstata, apontando para a relevância fisiológica desta classe de transcritos. Apesar de sua abundância, as propriedades, funções e regulação da grande maioria dos ncRNAs ainda não foram elucidadas. O objetivo do presente trabalho foi investigar a biossíntese de ncRNAs intrônicos em células humanas, primordialmente a contribuição da RNA Polimerase II (RNAP II), bem como aspectos de sua regulação. Primeiramente, o modelo de regulação da expressão gênica por hormônio andrógeno foi utilizado para avaliação da participação direta de um fator de transcrição de RNAP II, o Receptor de Andrógeno (AR), na modulação da transcrição de ncRNAs intrônicos. Utilizando-se a técnica de imunoprecipitação da cromatina, foi detectada a ligação do AR ao elemento de resposta a andrógeno (ARE) presente em um possível promotor de um transcrito intrônico antisenso (derivado do locus Myo5A), cuja expressão é aumentada em células da linhagem LNCaP tratadas com o hormônio. A ligação ao ARE foi induzida pelo tratamento, sugerindo que o efeito do andrógeno na expressão do ncRNA é mediado pelo AR. Em uma segunda abordagem, o efeito da inibição da transcrição por RNAP II com α-amanitina por 24 h em células LNCaP foi avaliado com o uso de microarranjos de oligonucleotídeos representando transcritos total ou parcialmente intrônicos, além de éxons de genes codificadores. A expressão de menos de 20 % dos transcritos intrônicos foi afetada, fração significativamente menor que a observada para os transcritos exônicos (40 %). Ainda que a maioria dos ncRNAs intrônicos diferencialmente expressos tenha sua abundância diminuída, interessantemente, 13 a 16 % foram aumentados, contrastando com aproximadamente 2 a 3 % de exônicos que aumentaram. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que a RNAP II atua na transcrição de ncRNAs intrônicos, mas que uma fração considerável pode ser transcrita por outra RNA Polimerase. / It has been recently shown that the bulk of the transcription in human cells is comprised of non-protein-coding RNAs (or noncoding RNAs - ncRNAs) transcribed from introns and intergenic regions of the genome. Previous work from our group has demonstrated that expression of long intronic ncRNAs can be correlated to the degree of prostate tumor differentiation, underscoring the physiological relevance of these transcripts. However, the properties, functions, and regulation of this huge population of ncRNAs remain largely unknown. The present work aimed to investigate the biosynthesis of intronic ncRNAs and aspects of its regulation in human cells, focusing on the contribution of RNA Polymerase II (RNAP II). Initially, the model of regulation of gene expression by androgen hormone was used in order to evaluate the participation of the RNAP II transcription factor Androgen Receptor (AR) in the transcriptional regulation of intronic ncRNAs. Chromatin immunoprecipitation experiments revealed the binding of the AR in an androgen response element (ARE) present in a putative promoter driving the expression of an antisense intronic transcript in Myo5A locus in LNCaP cells. The interaction occurred in an androgen-inducible fashion, along with the up-regulation of the transcript, suggesting that hormone activation occurred in a direct manner mediated by the AR. In a different approach, the effect of RNAP II inhibition with α-amanitin for 24 h in LNCaP cells was analyzed using an oligoarray representing totally and partially intronic transcripts, as well as exons of proteincoding genes. The expression of less than 20 % of the intronic transcripts was affected by the treatment, contrasting to a significantly higher fraction observed for exonic messages (40 %). Moreover, most differentially expressed intronic transcripts were down-regulated, but strikingly 13 to 16 % were up-regulated in cells with blocked RNAP II, while this fraction for exonic transcripts was about 2 %. The results described here demonstrate that RNAP II in fact plays a role in intronic transcription in human cells, but also highlight that another transcriptional system may account for the biogenesis of a fraction of intronic ncRNAs.

Recentemente, tem sido demonstrado que a maioria dos RNAs transcritos em células humanas são RNAs não-codificadores de proteínas (ncRNAs) originados de íntrons ou regiões intergênicas. Em trabalhos anteriores realizados por nosso grupo, foram descritos longos ncRNAs transcritos de regiões intrônicas de genes codificadores e cuja expressão foi correlacionada ao grau de diferenciação de tumores de próstata, apontando para a relevância fisiológica desta classe de transcritos. Apesar de sua abundância, as propriedades, funções e regulação da grande maioria dos ncRNAs ainda não foram elucidadas. O objetivo do presente trabalho foi investigar a biossíntese de ncRNAs intrônicos em células humanas, primordialmente a contribuição da RNA Polimerase II (RNAP II), bem como aspectos de sua regulação. Primeiramente, o modelo de regulação da expressão gênica por hormônio andrógeno foi utilizado para avaliação da participação direta de um fator de transcrição de RNAP II, o Receptor de Andrógeno (AR), na modulação da transcrição de ncRNAs intrônicos. Utilizando-se a técnica de imunoprecipitação da cromatina, foi detectada a ligação do AR ao elemento de resposta a andrógeno (ARE) presente em um possível promotor de um transcrito intrônico antisenso (derivado do locus Myo5A), cuja expressão é aumentada em células da linhagem LNCaP tratadas com o hormônio. A ligação ao ARE foi induzida pelo tratamento, sugerindo que o efeito do andrógeno na expressão do ncRNA é mediado pelo AR. Em uma segunda abordagem, o efeito da inibição da transcrição por RNAP II com α-amanitina por 24 h em células LNCaP foi avaliado com o uso de microarranjos de oligonucleotídeos representando transcritos total ou parcialmente intrônicos, além de éxons de genes codificadores. A expressão de menos de 20 % dos transcritos intrônicos foi afetada, fração significativamente menor que a observada para os transcritos exônicos (40 %). Ainda que a maioria dos ncRNAs intrônicos diferencialmente expressos tenha sua abundância diminuída, interessantemente, 13 a 16 % foram aumentados, contrastando com aproximadamente 2 a 3 % de exônicos que aumentaram. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que a RNAP II atua na transcrição de ncRNAs intrônicos, mas que uma fração considerável pode ser transcrita por outra RNA Polimerase. / It has been recently shown that the bulk of the transcription in human cells is comprised of non-protein-coding RNAs (or noncoding RNAs - ncRNAs) transcribed from introns and intergenic regions of the genome. Previous work from our group has demonstrated that expression of long intronic ncRNAs can be correlated to the degree of prostate tumor differentiation, underscoring the physiological relevance of these transcripts. However, the properties, functions, and regulation of this huge population of ncRNAs remain largely unknown. The present work aimed to investigate the biosynthesis of intronic ncRNAs and aspects of its regulation in human cells, focusing on the contribution of RNA Polymerase II (RNAP II). Initially, the model of regulation of gene expression by androgen hormone was used in order to evaluate the participation of the RNAP II transcription factor Androgen Receptor (AR) in the transcriptional regulation of intronic ncRNAs. Chromatin immunoprecipitation experiments revealed the binding of the AR in an androgen response element (ARE) present in a putative promoter driving the expression of an antisense intronic transcript in Myo5A locus in LNCaP cells. The interaction occurred in an androgen-inducible fashion, along with the up-regulation of the transcript, suggesting that hormone activation occurred in a direct manner mediated by the AR. In a different approach, the effect of RNAP II inhibition with α-amanitin for 24 h in LNCaP cells was analyzed using an oligoarray representing totally and partially intronic transcripts, as well as exons of proteincoding genes. The expression of less than 20 % of the intronic transcripts was affected by the treatment, contrasting to a significantly higher fraction observed for exonic messages (40 %). Moreover, most differentially expressed intronic transcripts were down-regulated, but strikingly 13 to 16 % were up-regulated in cells with blocked RNAP II, while this fraction for exonic transcripts was about 2 %. The results described here demonstrate that RNAP II in fact plays a role in intronic transcription in human cells, but also highlight that another transcriptional system may account for the biogenesis of a fraction of intronic ncRNAs.