Made available in DSpace on 2015-02-27T17:39:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 39.pdf: 933474 bytes, checksum: 32d444b6fff1f4ea75d1d816d67c7aa6 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde / Os produtos que requerem a característica de esterilidade devem ser submetidos ao Ensaio de Esterilidade Bacteriana e Fúngica assim como o ambiente de execução desse teste, a fim de evitar resultados falso-positivos. A legislação recomenda a identificação de microrganismos provenientes dos Ensaios e do ambiente onde estes foram realizados. A dificuldade da identificação de vários gêneros por metodologias fenotípicas e identificações equivocadas de bastonetes Gram positivos esporulados (BGPE) têm sido relatadas em vários estudos e mostram a necessidade da utilização de metodologias moleculares mais adequadas a essa identificação. Para tal, a análise da sequência do gene 16S rRNA tem sido promissora uma vez que este gene é universal para bactérias e está disponível em bancos de dados em uma grande quantidade de sequências permitindo, assim, a comparação das sequências de isolados bacterianos desconhecidos. O objetivo do presente estudo foi avaliar isolados bacterianos de BGPE provenientes de testes de esterilidade de produtos farmacêuticos e do controle ambiental das áreas onde são realizados estes testes. Para atingir esse objetivo foram avaliados 83 dos isolados bacterianos encaminhados para o Setor de Identificação Bacteriana do Departamento de Microbiologia do Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde da Fundação Oswaldo Cruz utilizando duas metodologias fenotípicas, os sistemas comerciais API 50CHB e VITEK 32 cartão BAC e uma genotípica, a análise da sequência do gene 16S rRNA. O API e o VITEK identificaram a espécie ou as prováveis espécies de 54% dos isolados bacterianos. Através da análise da sequência do gene 16S rRNA foram identificados os gêneros de todos os isolados bacterianos, que são: Bacillus, Paenibacillus, Terribacillus, Lysinibacillus, Cohnella, Oceanobacillus e Paenisporosarcina. Essa análise também mostrou que 18% dos isolados bacterianos avaliados podem fazer parte de espécies ainda não descritas. / Os produtos que requerem a característica de esterilidade devem ser submetidos ao Ensaio de Esterilidade Bacteriana e Fúngica assim como o ambiente de execução desse teste, a fim de evitar resultados falso-positivos. A legislação recomenda a identificação de microrganismos provenientes dos Ensaios e do ambiente onde estes foram realizados. A dificuldade da identificação de vários gêneros por metodologias fenotípicas e identificações equivocadas de bastonetes Gram positivos esporulados (BGPE) têm sido relatadas em vários estudos e mostram a necessidade da utilização de metodologias moleculares mais adequadas a essa identificação. Para tal, a análise da sequência do gene 16S rRNA tem sido promissora uma vez que este gene é universal para bactérias e está disponível em bancos de dados em uma grande quantidade de sequências permitindo, assim, a comparação das sequências de isolados bacterianos desconhecidos. O objetivo do presente estudo foi avaliar isolados bacterianos de BGPE provenientes de testes de esterilidade de produtos farmacêuticos e do controle ambiental das áreas onde são realizados estes testes. Para atingir esse objetivo foram avaliados 83 dos isolados bacterianos encaminhados para o Setor de Identificação Bacteriana do Departamento de Microbiologia do Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde da Fundação Oswaldo Cruz utilizando duas metodologias fenotípicas, os sistemas comerciais API 50CHB e VITEK 32 cartão BAC e uma genotípica, a análise da sequência do gene 16S rRNA. O API e o VITEK identificaram a espécie ou as prováveis espécies de 54% dos isolados bacterianos. Através da análise da sequência do gene 16S rRNA foram identificados os gêneros de todos os isolados bacterianos, que são: Bacillus, Paenibacillus, Terribacillus, Lysinibacillus, Cohnella, Oceanobacillus e Paenisporosarcina. Essa análise também mostrou que 18% dos isolados bacterianos avaliados podem fazer parte de espécies ainda não descritas.

Made available in DSpace on 2015-12-06T23:47:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Howard Hughes Medical Institute (HHMI) / World Health Organization (WHO) / O tema deste trabalho é estudar alguns fatores importantes de patogenicidade de fungos do Filo Ascomycota e sua correlação com padrões da dinâmica da expressão gênica na perspectiva da Evolução Molecular. Decidimos concentrar nossos esforços iniciais nas questões de sistemática deste grupo, uma vez que a sistemática do Filo Ascomycota, tal como inferida por métodos atuais, apresenta politomias basais, indicando portanto, controvérsias na reconstrução dos eventos de radiação evolutiva de seus principais taxa. A análise molecular descrita neste trabalho sugere a existência de dois grupos na posição basal entre os ascomicetos filamentosos: os Discomycetes e os Pyrenomycetes. Foram propostos dois cenários para os principais eventos de radiação daquele filo, o primeiro localizando os principais eventos na era Proterozóica e o segundo, na era Paleozóica. Para tanto, geramos um alinhamento de 166 seqüências da subunidade menor do gene ribossômico 18S (SSU rDNA 18S), representativas de todos os filos de Fungi e utilizamos como base para uma análise filogenética Bayesiana. A filogenia sugeriu que os Discomycetes são o grupo basal dentre os ascomicetos filamentosos e provavelmente mantém caracteres ancestrais visto que seus representantes estão espalhados entre outros grupos de fungos filamentosos. Verificamos que a taxa evolutiva de heterogeneidade do filo Ascomycota rejeita a hipótese nula de um relógio molecular global. Para datar os principais eventos da radiação deste filo, foi utilizado o método “penalized likelihood”, e para calibração, foram incluídos um fóssil de Pyrenomycete datado em 400 Ma e considerados dois diferentes cenários encontrados na literatura, um com uma data estimada de 1.576 Ma para a separação entre planta-animal-fungo e outro, com data estimada de 965 Ma para a separação entre animal-fungo. Estimativas baseadas no primeiro cenário são mais antigas do que datas propostas em estudos anteriores baseados em seqüências do rDNA 18S, mas corroboram estimativas baseadas em análises de multiproteínas, sugerindo que a radiação dos principais grupos de Ascomycota ocorreu na era Proterozóica. Durante o processo evolutivo, fatores de patogenicidade surgiram dentro do filo Ascomycota e são encontrados em fungos dos grupos Pezizomycetes, Archiascomycetes e na Ordem Saccharomycetales. Candida albicans, o patógeno humano oportunista mais frequentemente isolado, é um representante desta ordem. Sua capacidade de formar biofilmes confere propriedades importantes para processos infectivos e colonização de diversos substratos, sendo ainda muito efetiva na resistência às drogas antifúngicas. A descrição e dinâmica dos componentes moleculares da matriz do biofilme, associados com as mudanças no metabolismo celular, poderiam explicar, pelo menos em parte, as propriedades em macro escala desta importante estrutura. Utilizando espectrometria de massa identificamos a enolase como um dos principais componentes da matriz do biofilme de Candida. Ainda, a presença de enolase na superfície celular foi confirmada por imunofluorescência. Caracteristicamente, por ser uma enzima citosólica que participa da via glicolítica, a enolase não possui sinal de secreção, no entanto, verificamos que a proteína é possivelmente glicosilada e fosforilada. Análises de degradação e recaptação mostraram que a proteína é degradada a 37o C e não é recaptada pela parede celular, sugerindo que exista uma via de secreção não-clássica por onde a enolase possa ser secretada para o biofilme e para a superfície celular sem ser degradada no meio externo. A expressão da enolase (ENO1) e das enzimas da via glicolítica como a hexoquinase, piruvatoquinase e aldolase (HXK1, HXK2, PYK1 e FBA1) de 14 diferentes linhagens de C. albicans que foram cultivadas em condições de crescimento como biofilme, microaerofilia, hifas e leveduras, não mostraram variação significativa, sugerindo que a condição de crescimento não afeta a expressão desses genes nas diferentes linhagens analisadas. Os genes ALS3 e HWP1 codificadores de adesinas tiveram a expressão diminuída em pelo menos 4 vezes em resposta a diminuição da expressão dos genes TEC1 e BCR1 que controlam a formação biofilme. Este tipo de regulação sugere que mecanismos de “feedforward” possam estar presentes nesta rede regulatória. A principal adesina da parede celular das hifas é Hwp1p, necessária para a formação apropriada de hifas e virulência em candidíase sistêmica. Nós descrevemos um novo alelo de HWP1 (HWP1-2), que não possui três importantes regiões, em comparação com o alelo descrito anteriormente (HWP1-1). As regiões 1 e 2 consistem de 10 aminoácidos repetidos em seqüência, importantes para a conformação funcional de cadeias peptídicas e a adesão das células de C. albicans ao epitélio de mamíferos. A região 3 é composta de 34 aminoácidos que promovem a ligação cruzada com outras proteínas na superfície de C. albicans. As linhagens homozigota para HWP1-2 (L757) e heterozigota (L296) têm níveis significativamente mais baixos na expressão de HWP1 durante a formação de hifas e biofilme, em comparação com a linhagem SC5314 (homozigota para HWP1-1). L757 teve crescimento na forma de hifa reduzido (40,4%) e diminuída a formação de biofilme (90,8%), sugerindo que a Hwp1-2p é menos eficiente para manter a adesão célula-célula e célula-superfície durante a formação do biofilme. Em conjunto nossos resultados mostram que as propriedades patogênicas de fungos não podem ser seriamente estudadas sem uma sólida base em sistemática molecular apoiada, por sua vez, nos métodos explicitamente quantitativos das áreas de Estatística, Teoria de Sistemas Dinâmicos e algoritmos computacionais. / The aim of this work is the study of factors that are important for the pathogenicity of the main fungi within phylum Ascomycota and its correlation with expression patterns on the perspective of Molecular Evolution. We decided to elucidate questions concerning the systematics of this group, since the actual systematics of the Ascomycota phylum is depicted as basal polytomies. The molecular analysis described in this work indicates two groups in the basal position among filamentous ascomycetes: Discomycetes and Pyrenoycetes. Also, two scenarios are proposed for the major radiation events within that phylum, one places the major events in the Proterozoic era and the other, in the Paleozoic era. Accordingly, we generated a dataset of 166 small subunit (18S) rDNA sequences, representative of all groups of Fungi and used as input in a Bayesian phylogenetic analysis. This phylogeny suggests that Discomycetes are a basal group of filamentous ascomycetes and probably maintain ancestor characters since their representatives are intermingled among other filamentous fungi. Also, we show that the evolutionary rate heterogeneity within Ascomycota rejects the null hypothesis of a global molecular clock. To estimates the dates of major radiation events, we used the penalized likelihood method and for calibration we included a 400 My Pyrenomycete fossil. Two distinct scenarios were considered, being, one with an estimated date of 1.576 Myr for the plant–animal–fungus split and the other with an estimated date of 965 Myr for the animal–fungus split. Estimates under the first scenario are older than dates proposed in previous studies based on small subunit rDNA sequences but support estimates based on multiprotein analysis, suggesting that the radiation of the major Ascomycota groups occurred into the Proterozoic era. Pathogenic factors have evolved within Ascomycota and can be found in fungi of Orders Pezizomycetes, Archiascomycetes and Saccharomycetales. Candida albicans, the most frequently isolated human opportunistic pathogen, is representative of this Order. Its ability to form biofilms is a very important factor during the infection process, colonization of several solid substrates and confers significant resistance to antifungal drugs. Components of the biofilm matrix associated with changes in the cellular metabolism could, at least in part, explain its macro-scale properties. We identified that enolase is a major component of the Candida biofilm matrix by using mass espectrometry and confirmed its presence in the cell surface by immunefluorescence. Characteristically of cytosolic enzymes that participate of the glycolytic pathway, enolase does not possess signal for secretion, however, we verified that this protein can be putatively glycosylated and phosphorylated. Degradation and reuptake analyses of enolase demonstrated that it is degraded at 37o C and it is not reuptaked by the cell wall, which suggests that there is a non-classical secretory pathway by where enolase can be sent to the biofilm matrix and the cell surface protected against the external medium degradation. No significant variation in the expression of enolase (ENO1) and glycolytic pathway enzymes hexokinase, pyruvate kinase and aldolase (HXK1, HXK2, PYK1 and FBA1) were observed among 14 different lineages of C. albicans grown in biofilm, microaerophilia, hyphal induced and yeast induced conditions. Adhesin encoding genes ALS3 and HWP1 showed diminished expression levels (at least 4-fold) in response to the down regulation of biofilm control genes TEC1 and BCR1. This suggests that expression levels of ALS3 and HWP1 can be regulated by feedforward mechanisms. The major C. albicans hyphae cell wall adhesin, Hwp1p, is necessary for hyphae formation and virulence in systemic candidiasis. We described a novel HWP1 allele (HWP1-2) lacking three important regions as compared to the previously described allele, HWP1-1. Regions 1 and 2 consist of 10 amino acid repeats important for functional conformation of peptide chains and attachment of C. albicans cells to the mammalian epithelia. Region 3 consists of 34 amino acid that promote the cross-linking with other proteins on C. albicans surface. The HWP1-2 homozygous (L757) and heterozygous (L296) strains have significantly lower levels of HWP1 expression during hyphal growth and biofilm formation compared to the strain SC5314 (HWP1-1). L757 has reduced hyphal growth (40.4%) and impaired biofilm formation (90.8%), suggesting that the HWP1-2p is less efficient to maintain cell-to-cell and cell-to-surface adhesion during biofilm formation. Our results clearly show that any study of fungal pathogenicity factors have to be solidly based on molecular systematics, which in turn, has to be grounded on the explicitly quantitative methods of Statistics, Dynamic Systems Theory and computational algorithms. / BV UNIFESP: Teses e dissertações

O estudo sobre a cinética de incorporação de uridina em ácidos nucleicos permitiu estabelecer que o tamanho do \"pool\" de precursores permanece constante na presença de concentrações de uridina exógena acima de aproximadamente1 µM. Concluiu-se ainda que todo o sistema de tomada de uridina, medido pela sua incorporação em ácidos nucleicos, apresenta um Km de 5,1 µM e opera a uma velocidade máxima de 11 pmoles/min/l,3 x 107 células. Um estudo análogo, em presença de rifampicina, possibilitou calcular que a meia vida de RNAs mensa - geiros em B. subtilis é de 2 minutos e que 44% da radiatividade incorporada em RNA num determinado instante se encontra na fração de RNA estável (ribossômico e de transferência). A análise do mecanismo de transcrição dos genes para RNA ribossômico foi abordada por meio do estudo do alongamento de cadeias de rRNA já iniciadas, em presença de rifampicina. As relações iniciais de radiatividade incorporada em rRNA 16S e 23S, quando rifampicina e uridina tritiada são adicionadas concomitantemente, bem corno a cinética de decaimento de marcação presente em ambas as espécies de rRNA sugerem que os genes para RNA ribossômico 16S e 23S são cotranscritos nessa ordem, em B. subtilis. Levando-se em consideração essas e outras evidências, propõe-se o seguinte relacionamento estrutural para a unidade de transcrição: [Obs.: Ver no arquivo em PDF] Os resultados experimentais foram comparados com modelos teóricos descritos no Apêndice. A existência de um mecanismo de cotranscrição para os genes responsáveis pela síntese de rRNA em procariotos e eucariotos parece sugerir que esse mecanismo, de fundamental importância, instalou-se precocemente e foi mantido durante a evolução. / The kinetics of uridine incorporation into nucleic acids has shown that the precursor pool size remains constant in the presence of exogenous uridine concentrations above 1 µM, approximately. It has also been shown that the whole system of uridine uptake, as measured by the incorporation of uridine into nucleic acids, has an apparent Km of 5.1 µM and operates at a maximal rate of 11 pmoles/min/ 1.3 x 107 cells. The incorporation, in the presence of rifampicin, made it possible to calculate the half life of the messenger RNA\'s in B.subtilis as being 2 minutes. In any given instant, 44% of the radioactivity incorporated into RNA belongs to the stable RNA fraction (ribosomal and transfer). The analysis of the ribosomal RNA genes transcription mechanism was undertaken by a study of the rRNA chain elongation in the presence of rifampicin. The initial ratios of radioactivity incorporated in 16S and 23S rRNA\'s, when rifampicin and tritiated uridine are concomitantly added, and the decay kinetics of the radioactivity present in both rRNA species, suggest that the 16S and 23S rRNA genes are cotranscribed, in that order, in B.subtilis. Taking into consideration these and other evidences, the following structural relationships are proposed for the transcriptional unit: The experimental results were compared with theoretical models described in the Appendix. The existence of a cotranscription mechanism for the rRNA genes in prokaryotes and eukaryotes seems to suggest that such mechanism, being of fundamental importance, established itself very early and was maintained through evolution.

O presente trabalho visou identificar e caracterizar três cepas, BRA1, BRA3 e BRA5, isoladas do resíduo de bauxita da região Sul de Minas Gerais. Foi realizado o seqüenciamento do gene 16S RNA ribossomal utilizando dois pares de primers em que foi possível seqüenciar 1300pb de cada cepa isolada. Testes bioquímicos e metabólicos complementares foram realizados a fim de caracterizar os isolados. Os resultados indicaram que a cepa BRA1 foi identificada com 99,7% de similaridade com Bacillus cohnii e caracterizada como: Gram-positiva; redutora de nitrato, catalase, oxidase e amilase positiva; faixa de crescimento entre pH 7 e 10; tolerante às concentrações de 0 a 10% de NaCl, e; faixa de temperatura de 20 a 40ºC. A cepa BRA3 foi identificada com 99,7% de similaridade com Bacillus pseudofirmus e caracterizada como: Gram-positiva; catalase e amilase positiva; oxidase negativa e não redutora de nitrato; faixa de crescimento entre pH 7 e 10; tolerante às concentrações de 5 a 10% de NaCl, dependente do íon Na+ para crescimento, e; faixa de temperatura de 10 a 40ºC. Com os resultados da técnica de seqüenciamento, a cepa BRA5 foi identificada com 99,7% de similaridade com Bacilus clarkii e Bacillus polygoni. Após testes bioquímicos e fisiológicos, a cepa BRA5 ficou mais próxima às características bioquímicas do Bacillus clarkii, caracterizada como: Gram-positiva; catalase e oxidase positiva, redutora de nitrato e amilase negativa; faixa de crescimento entre pH 8 e 10; tolerante às concentrações de 5 a 10% de NaCl, dependente do íon Na+ para crescimento, e; faixa de temperatura de 20 a 40ºC. A utilização dos açúcares: glicose, frutose, sacarose e manitol pelas cepas foi positiva e os ácidos mais produzidos a partir das fontes de carbono foram os ácidos acético, isobutírico, isovalérico, entre outros. As cepas BRA1, BRA3 e BRA5 utilizando glicose como fonte de carbono foram capazes de diminuir o pH do meio de 10,5 para aproximadamente 9,3, 9,5 e 9, respectivamente. A identificação e caracterização dos isolados foram bem sucedidas e os resultados apresentados estão de acordo com os encontrados na literatura. / This study aimed to identify and characterize three strains BRA1, BRA3 and BRA5 isolated from bauxite residue in the Southern region of Minas Gerais. Sequencing of 16S ribosomal RNA gene was carried out using two pairs of primers, which allowed high quality sequencing of 1300pb from each isolated strain. Additional biochemical tests were conducted to characterize the strains. The results indicated that strain BRA1 was identified with 99.7% similarity with B. cohnii and characterized as: Gram-positive; positive for nitrate reduction, catalase, oxidase and amylase; growth range between pH 7 and 10; tolerant to concentrations of 0 to 10% NaCl, and; growth is observed between 20 and 40 °C. The strain BRA3 was identified with 99.7% similarity with Bacillus pseudofirmus and characterized as: Gram-positive; positive for catalase and amylase; negative for oxidase and nitrate reduction; growth range between pH 7 and 10; tolerant to concentrations of 5 to 10% NaCl, Na+ ion dependent for growth, and; growth is observed between 10 and 40 °C. In the results of the sequencing analysis, strain BRA5 was identified with 99.7% similarity with Bacillus clarkii and Bacillus polygoni. After biochemical and physiological tests, the strain BRA5 was closest to the biochemical characteristics of Bacillus clarkii, characterized as Gram-positive; positive for catalase and oxidase, non-nitrate reduction, and amylase; growth range between pH 8 and 10; tolerant to concentrations of 5 to 10% NaCl, Na + ion dependent for growth, and; growth is observed between 20 and 40 °C. The use of sugars: glucose, fructose, sucrose and mannitol was positive and the higher amount of acids produced from the carbon sources were acetic, isobutyric, isovaleric, among others. Strains BRA1, BRA3 and BRA5 using glucose as a carbon source were able to decrease the medium pH 10.5 to approximately 9.3, 9.5 and 9, respectively. The identification and characterization of isolates were successful and the results presented are consistent with those found in the literature. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG

Rickettsia rickettsii é o agente etiológico da Febre Maculosa das Montanhas Rochosas, que no Brasil é transmitida pelos carrapatos Amblyomma cajennense e A. aureolatum. Para elucidar os mecanismos de virulência sobre seus vetores, construímos bibliotecas subtrativas utilizando RNA de A. aureolatum infectados ou não com o patógeno. Com a análise bioinformática, foram obtidas 56 sequências únicas com expressão induzida e 12 com expressão reprimida pela infecção. Após a validação dos dados por RT-qPCR 3 genes foram caracterizados por RNAi: uma hebraeína, uma proteína dissulfeto isomerase (PDI) e uma proteína com domínio Kunitz-type. Um maior número de carrapatos adquiriu R. rickettsii quando a expressão gênica da hebraeína e da PDI foi silenciada, sugerindo que elas participam na defesa do carrapato contra a infecção. Nenhum efeito foi observado sobre a transmissão da bactéria para o hospedeiro ou sobre o fitness de carrapatos nos três genes analisados. O presente estudo apontou genes importantes que possibilitam uma melhor compreensão da relação carrapato-riquétsia. / Rickettsia rickettsii is the etiological agent of Rocky Mountain Spotted Fever and, in Brazil, it is transmitted by Amblyomma cajennense and A. aureolatum. To elucidate mechanisms of virulence to its vectors, we construct cDNA libraries with RNA of ticks A. aureolatum infected or not with this pathogen. After bioinformatic analysis, 56 unique sequences were obtained representing up-regulated genes and 12 down-regulated by infection. After data validation by RT- qPCR, 3 genes were characterizated by RNAi: a hebraein, a protein disulfide isomerase (PDI), and a protein with Kunitz-type domain. A higher number of ticks acquired R. rickettsii when the gene expression of hebraein and PDI was silenced, suggesting that both proteins participate in the defense of the tick against infection. No effect on the transmission of the bacterium to the host or on the fitness of ticks was observed after knockdown of the 3 analyzed genes. Data obtained by the present study pointed out important genes that provide information to better understand of the tick-rickettsia relationship.

O estudo sobre a cinética de incorporação de uridina em ácidos nucleicos permitiu estabelecer que o tamanho do \"pool\" de precursores permanece constante na presença de concentrações de uridina exógena acima de aproximadamente1 µM. Concluiu-se ainda que todo o sistema de tomada de uridina, medido pela sua incorporação em ácidos nucleicos, apresenta um Km de 5,1 µM e opera a uma velocidade máxima de 11 pmoles/min/l,3 x 107 células. Um estudo análogo, em presença de rifampicina, possibilitou calcular que a meia vida de RNAs mensa - geiros em B. subtilis é de 2 minutos e que 44% da radiatividade incorporada em RNA num determinado instante se encontra na fração de RNA estável (ribossômico e de transferência). A análise do mecanismo de transcrição dos genes para RNA ribossômico foi abordada por meio do estudo do alongamento de cadeias de rRNA já iniciadas, em presença de rifampicina. As relações iniciais de radiatividade incorporada em rRNA 16S e 23S, quando rifampicina e uridina tritiada são adicionadas concomitantemente, bem corno a cinética de decaimento de marcação presente em ambas as espécies de rRNA sugerem que os genes para RNA ribossômico 16S e 23S são cotranscritos nessa ordem, em B. subtilis. Levando-se em consideração essas e outras evidências, propõe-se o seguinte relacionamento estrutural para a unidade de transcrição: [Obs.: Ver no arquivo em PDF] Os resultados experimentais foram comparados com modelos teóricos descritos no Apêndice. A existência de um mecanismo de cotranscrição para os genes responsáveis pela síntese de rRNA em procariotos e eucariotos parece sugerir que esse mecanismo, de fundamental importância, instalou-se precocemente e foi mantido durante a evolução. / The kinetics of uridine incorporation into nucleic acids has shown that the precursor pool size remains constant in the presence of exogenous uridine concentrations above 1 µM, approximately. It has also been shown that the whole system of uridine uptake, as measured by the incorporation of uridine into nucleic acids, has an apparent Km of 5.1 µM and operates at a maximal rate of 11 pmoles/min/ 1.3 x 107 cells. The incorporation, in the presence of rifampicin, made it possible to calculate the half life of the messenger RNA\'s in B.subtilis as being 2 minutes. In any given instant, 44% of the radioactivity incorporated into RNA belongs to the stable RNA fraction (ribosomal and transfer). The analysis of the ribosomal RNA genes transcription mechanism was undertaken by a study of the rRNA chain elongation in the presence of rifampicin. The initial ratios of radioactivity incorporated in 16S and 23S rRNA\'s, when rifampicin and tritiated uridine are concomitantly added, and the decay kinetics of the radioactivity present in both rRNA species, suggest that the 16S and 23S rRNA genes are cotranscribed, in that order, in B.subtilis. Taking into consideration these and other evidences, the following structural relationships are proposed for the transcriptional unit: The experimental results were compared with theoretical models described in the Appendix. The existence of a cotranscription mechanism for the rRNA genes in prokaryotes and eukaryotes seems to suggest that such mechanism, being of fundamental importance, established itself very early and was maintained through evolution.

Rickettsia rickettsii é o agente etiológico da Febre Maculosa das Montanhas Rochosas, que no Brasil é transmitida pelos carrapatos Amblyomma cajennense e A. aureolatum. Para elucidar os mecanismos de virulência sobre seus vetores, construímos bibliotecas subtrativas utilizando RNA de A. aureolatum infectados ou não com o patógeno. Com a análise bioinformática, foram obtidas 56 sequências únicas com expressão induzida e 12 com expressão reprimida pela infecção. Após a validação dos dados por RT-qPCR 3 genes foram caracterizados por RNAi: uma hebraeína, uma proteína dissulfeto isomerase (PDI) e uma proteína com domínio Kunitz-type. Um maior número de carrapatos adquiriu R. rickettsii quando a expressão gênica da hebraeína e da PDI foi silenciada, sugerindo que elas participam na defesa do carrapato contra a infecção. Nenhum efeito foi observado sobre a transmissão da bactéria para o hospedeiro ou sobre o fitness de carrapatos nos três genes analisados. O presente estudo apontou genes importantes que possibilitam uma melhor compreensão da relação carrapato-riquétsia. / Rickettsia rickettsii is the etiological agent of Rocky Mountain Spotted Fever and, in Brazil, it is transmitted by Amblyomma cajennense and A. aureolatum. To elucidate mechanisms of virulence to its vectors, we construct cDNA libraries with RNA of ticks A. aureolatum infected or not with this pathogen. After bioinformatic analysis, 56 unique sequences were obtained representing up-regulated genes and 12 down-regulated by infection. After data validation by RT- qPCR, 3 genes were characterizated by RNAi: a hebraein, a protein disulfide isomerase (PDI), and a protein with Kunitz-type domain. A higher number of ticks acquired R. rickettsii when the gene expression of hebraein and PDI was silenced, suggesting that both proteins participate in the defense of the tick against infection. No effect on the transmission of the bacterium to the host or on the fitness of ticks was observed after knockdown of the 3 analyzed genes. Data obtained by the present study pointed out important genes that provide information to better understand of the tick-rickettsia relationship.

O tetracloroeteno (PCE), um dos principais contaminantes de águas subterrâneas, é uma molécula recalcitrante, com toxicidade elevada. Processos de biorremediação de água ou solo contaminados com PCE são normalmente limitados pela baixa eficiência de microrganismos sabidamente envolvidos em sua degradação. No entanto, a prospecção de novos microrganismos, mais eficientes na degradação do PCE é uma alternativa para otimizar esses processos. Os objetivos deste estudo foram desenvolver uma técnica de biorremediação utilizando um reator horizontal de leito fixo (RHLF) contendo consórcios de microrganismos eficientes na degradação do PCE, e caracterizar a via de degradação do PCE utilizada pelo consórcio selecionado. Para tanto, amostras de sedimento de dois poços de monitoramento de água foram coletadas de uma metalúrgica com histórico de contaminação com PCE. Os sedimentos foram imobilizados, acondicionados em RHLFs específicos e submetidos a cultivo de enriquecimento em meio mínimo suplementado com PCE. A estrutura das comunidades e a diversidade bacteriana dos RHLFs foram avaliadas e comparadas com as amostras do PM1 e PM2, por PCR-DGGE e sequenciamento de bibliotecas de clones do gene rRNA 16S. Os resultados evidenciaram a seleção de populações bacterianas no RHLF contendo o inóculo do PM1 (In1) após o cultivo de enriquecimento, enquanto no RHLF contendo o inóculo do PM2 (In2), a estrutura da comunidade bacteriana não diferiu daquela observada no PM2. Ensaios de degradação do PCE nos RHLFs, usando cromatografia gasosa associada à espectrometria de massas (CG/EM), mostraram, após 12 horas, uma eficiência de 87 % na degradação do PCE no reator com In1 e 96 % no reator com In2. Foi feito o isolamento e identificação, por sequenciamento do gene rRNA 16S, das bactérias dos RHLFs, sendo identificados 4 isolados do In1, similares a Burkholderia sp., Pseudomonas stutzeri, P. oryzihabitans e Stenotrophomonas maltophilia e 7 isolados do In2, similares a Microbacterium trichotecenenolyticum, S. maltophilia, Klebsiella sp., Exiguobacterium acetylicum, P. oryzihabitans, Acinetobacter junii e Comamonas sp. Compostos orgânicos voláteis nos reatores com In1 e In2 foram analisados por CG/EM, identificando a produção de clorofórmio (TCM) e 1,1,1-tricloroetano (TCA) como produtos da degradação do PCE. Consórcios formados por bactérias isoladas dos reatores In1 (IIn1) e In2 (IIn2) foram imobilizados e acondicionados em RHLFs distintos para avaliar o potencial dos mesmos na degradação do PCE. Após 12 horas, 92 % do PCE foi degradado nos reatores com IIn1 e IIn2, com produção de TCM e TCA. Testes de degradação usando células em suspensão foram conduzidos para avaliar a eficiência de cada isolado na degradação do PCE. O isolado I8 do In2 (I8In2), identificado como Comamonas sp., teve 68 % de eficiência na degradação do PCE. Ensaios com inibidor de monoxigenases do citocromo P-450 (1-aminobenzotriazole) mostraram que a degradação do PCE nos RHLFs, contendo IIn1, IIn2 e I8In2, foram dependentes dessa enzima. Como conclusão, nós identificamos uma nova via de degradação do PCE altamente eficiente, aeróbia e mediada por monoxigenases e isolamos cepas bacterianas que podem ser usadas como consórcios imobilizados nos RHLFs como uma alternativa eficiente na remediação de áreas contaminadas com PCE. / Tetrachloroethene (PCE), one of the main contaminants of groundwater, is a recalcitrant molecule with high toxicity. Bioremediation processes of water or soil contaminated with PCE are usually limited by the low efficiency of microorganisms known to be involved in its degradation. However, the exploration of new and more efficient microorganisms in the degradation of PCE is an alternative to optimize these processes. The objectives of these studies were to develop a bioremediation technique using horizontal fixed bed reactor (HFBR) containing microbial consortia effective in the PCE degradation, and to characterize the PCE degradation pathway used by the selected consortium. For that, sediment samples of two groundwater monitoring wells were collected from a metallurgical plant with historical of PCE contamination. The sediments were immobilized, packed in specific HFBRs and subjected to enrichment in minimal medium supplemented with PCE. The bacterial community structure and diversity in the HFBRs were evaluated and compared to samples from the MW1 and MW2, by PCR-DGGE and sequencing of 16S rRNA gene clone libraries. The results revealed the selection of bacterial populations in the HFBR containing inoculum from MW1 (In1) after enrichment, while in the HFBRs containing inoculum from MW2 (In2), the bacterial community structure did not differ from that observed in MW2. Tests of PCE degradation in HFBRs using gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) showed, after 12 hours, an efficiency of 87 % in the PCE degradation in the In1 reactor and 96 % in the In2 reactor. Bacteria from HFBR were isolated and identified by sequencing of 16S rRNA gene, and 4 isolates from In1, similar to Burkholderia sp., Pseudomonas stutzeri, P. oryzihabitans and Stenotrophomonas maltophilia, and 7 isolates from In2, similar to Microbacterium trichotecenenolyticum, S. maltophilia, Klebsiella sp., Exiguobacterium acetylicum, P. oryzihabitans, Acinetobacter junii and Comamonas sp. were identified. Volatile organic compounds in the reactors with In1 and In2 were analyzed by GC/MS, showing the production of chloroform (TCM) and 1,1,1-trichloroethane (TCA) as PCE degradation products. Consortia composed of bacteria isolated from the In1 (IIn1) and In2 (IIn2) reactors were immobilized and packed in distinct HFBRs to evaluate the potential of specific consortia in PCE degradation. After 12 hours, 92 % of PCE was degraded in reactors with IIn1 and IIn2, with the production of TCM and TCA. Degradation tests using cells suspension were conducted to evaluate the efficiency of each isolate in PCE degradation. Isolate I8 from In2 (I8In2), identified as Comamonas sp., showed 68 % efficiency in the PCE degradation. Assays using inhibitor of monooxygenases cytochrome P-450 (1-aminobenzotriazole) showed that the PCE degradation in HFBRs containing IIn1, IIn2 and I8In2 were dependent of this enzyme. In conclusion, we have identified a new highly efficient PCE degradation pathway, aerobic and mediated by monooxygenases, and isolated bacterial strains that may be used as consortia which immobilized in HFBRs as an efficient alternative in the remediation of PCE contaminated areas.

Microcistinas são potentes hepatotoxinas e promotoras de tumores encontradas em águas doces que causam riscos à saúde pública e, portanto, representam um sério problema para as estações de tratamento de água. O gênero de cianobactéria Microcystis é o mais conhecido produtor dessas toxinas e também o mais comumente encontrado formando florações em reservatórios de água usados para abastecimento público. Entretanto, algumas bactérias são capazes de utilizar essas toxinas como fonte de carbono o que pode contribuir para a sua remoção da água. Neste estudo foi avaliado o potencial de degradação da microcistina-XR (MCYST-XR) por bactérias heterotróficas isoladas de um sistema de abastecimento público de água da cidade de Piracicaba-SP. A cianotoxina MCYST-XR avaliada foi isolada da linhagem Microcystis aeruginosa NPLJ-4 e purificada. Culturas puras de 35 bactérias isoladas do sistema de abastecimento de água foram testadas. Para isso, cada bactéria foi inoculada em meio mínimo de sais contendo 60 g mL-1 de MCYST-XR purificada e após 144 horas a degradação da toxina foi avaliada por análise em LC-MS/MS. Os picos indicando a massa da microcistina-XR (m/z 1037) não foram detectados no meio de cultura de seis bactérias, as quais foram identificadas pelo sequenciamento quase completo do gene de RNAr 16S como pertencentes aos gêneros Pseudomonas sp., Sphingomonas sp., Microbacterium sp., Agromyces sp., Bacillus sp. e Acinetobacter sp. Este é o primeiro relato de uma linhagem de Acinetobacter capaz de degradar MCYST. A cinética de biodegradação da MCYST-XR mostrou redução de 80% em 72 horas, período em que as bactérias apresentaram o máximo crescimento. A presença do gene mlrA codificante da enzima microcistinase envolvida no metabolismo da microcistina foi avaliada nos genomas dos seis isolados bacterianos usando iniciadores de PCR específicos. Fragmentos de aproximadamente 800 pb foram amplificados em dois isolados, Bacillus sp.e Microbacterium sp. Ensaios de toxicidade utilizando o cládocero Daphnia similis foram realizados para verificar a efetiva remoção da MCYST-XR e a não formação de subprodutos tóxicos na via de biodegradacão. Os resultados negativos dos bioensaios após 48 horas indicaram a ausência de subprodutos tóxicos na via da degradação. / Microcystins are potent hepatotoxins and tumor promoters found in freshwaters that cause public health risks and thus represent a serious problem for water treatment plants. The cyanobacterium genus Microcystis is the most known toxin-producer and the most common bloom-forming in water reservoirs used for public supply. However, some bacteria are able to use these toxins as carbon source, which can contribute to its removal from water. This study assessed the potential for degradation of microcystin-XR (MCYST-XR) by heterotrophic bacteria isolated from a public water supply system of the city of Piracicaba-SP. The cyanotoxin MCYSTXR evaluated was isolated from Microcystis aeruginosa strain NPLJ-4 and purified. Pure cultures of 35 bacteria isolated from the water supply system were tested. For this, each bacterium was inoculated in minimal medium salts containing 60 g mL-1 of purified MCYST-XR and after 144 hours the toxin degradation was evaluated by LC-MS/MS analysis. The peaks indicating the mass of microcystin-XR (m/z 1037) were not detected in the culture medium of six bacteria, which were identified by almost complete sequencing of the 16S rRNA gene as belonging to the genera Pseudomonas sp., Sphingomonas sp., Microbacterium sp., Agromyces sp., Bacillus sp. and Acinetobacter sp. This is the first report of an Acinetobacter strain able to degrade MCYST. The kinetic of the MCYST-XR biodegration showed 80% reduction in 72 hours, period in which the bacteria showed the maximum growth. The presence of the mlrA gene encoding the microcystinase enzyme involved in the metabolism of microcystin was evaluated in the genomes of the six bacterial isolates using specific PCR primers. Fragments of approximately 800 bp were amplified in two isolates, Bacillus sp. and Microbacterium sp. Toxicity assays using the cladoceran Daphnia similis were conducted to verify the effective removal of MCYST-XR and the non formation of toxic by-products in the biodegradation pathway. The negative results of the bioassays after 48 hours indicated absence of toxic by-products in the biodegradation pathway.

a. Do ponto de vista metodológico dois problemas foram enfrentados neste trabalho: i) extração dos RNA\'s e ii) fracionamento das células das glândulas salivares de R. angelae. i) O processo prático elaborado para resolver o primeiro problema se constituiu numa variação da técnica clássica de extração com fenol. Jogando com a presença de detergente e variações de pH e de temperatura, foi possível se chegar a um método que garante a extração e um fracionamento parcial de, praticamente, todo RNA celular. Com extrações a baixa temperatura obtém-se preferencialmente rRNA e tRNA. O RNA refratário a extração com fenol a frio tem propriedades do RNA nuclear, mas o citoplasma, também parece conter classes de RNA somente extraíveis a quente. A dificuldade de extração do RNA nuclear com fenol frio, foi especulativamente interpretada como uma propriedade das RNP\'s que encerram esta classe de RNA. A grande vantagem deste método de extração está no fato de ter permitido isolar, com as extrações a alta temperatura, frações de RNA enriquecidas em produtos de transcrição específicos de determinados períodos do desenvolvimento larval. ii) O fracionamento celular das glândulas salivares não é alcançado pela aplicação das técnicas tradicionais de fracionamento de tecido. Em vista disso foi necessário procurar uma alternativa experimental para êste caso. Combinando um enzima proteolítico com a ação de detergentes não iônicos foi conseguido um método útil para o fracionamento das células das glândulas salivares. Êste método foi aplicado nesta tese para um estudo inicial das RNP\'s e da transferência do rRNA do núcleo para o citoplasma nas células das glândulas salivares. b. Foi possível verificar com êste trabalho que o rRNA é sintetizado inicialmente na forma de um precursor primário de 37s, o qual é processado no interior do núcleo para dar as espécies maduras de rRNA segundo o esquema: (Ver no arquivo) No 3º período do 4º estádio do desenvolvimento larval de R. angelae, a síntese de rRNA é intensa. Neste mesmo período observa-se claramente um nucleolo típico na base do cromossomo X. No período seguinte ocorre uma redução na síntese das formas maduras de rRNA. Esta queda de síntese é desencadeada por um bloqueio ao nível do processamento dos precursores nucleares de rRNA citoplasmático. Estudos citológicos tem revelado que neste período o nucleolo sofre uma aparente desagregação. c. Os resultados de incorporação de uridina-H3 mostraram que o 3º e 4º períodos tem uma velocidade de síntese de RNA muito à do 2º período. No 4º período quando a síntese de rRNA é inibida aumenta de importância a síntese de outras classes de RNA. Aparentemente é muito intensificada a síntese de RNA nuclear. Êstes resultados são interpretados como consequência da ativação de novos genes nesta época do desenvolvimento larval. Êstes fatos não são inesperados pois este estágio se caracteriza pelo desenvolvimento de \"puffs\" gigantes, os quais são específicos do tecido e do período de desenvolvimento. O 5º período parece representar uma fase de transição entre uma época de ativa síntese de RNA e outra onde a atividade transcritiva sofre uma redução drástica, provavelmente devido à histólise do tecido que vai ocorrer logo em seguida. d. Os dados apresentados nesta tese são considerados sob todos os aspectos significativos. Com isto faz-se uma tentativa de discussão crítica, no sentido de avaliar a importância do sistema glândulas salivares de R. angelae, como modelo de estudo para a genética molecular dos organismos superiores. / Not available