A doença de Chagas é uma doença causada pelo protozoário parasita Trypanosoma cruzi, que afeta cerca de 10 milhões de pessoas, principalmente nas Américas. O T. cruzi utiliza aminoácidos como importante fonte de energia e em vários processos biológicos como diferenciação, resistência a condições de estresse e invasão de células hospedeiras. A serina está envolvida em muitas vias biosintéticas. Uma das funções relevantes da serina é a formação de compostos C1 para a biossíntese de nucleotídeos. O uso de serina para esse fim é iniciado pela Serina Hidroximetiltransferase, cuja atividade foi detectada em T. cruzi, mas seu papel na biologia do parasita permanece pouco explorado. Neste trabalho, identificamos um gene que codifica uma Serina Hidroximetiltransferase putativa com dupla localização (citoplasmática e mitocondrial). Por recombinação homóloga, obtemos parasitas knockouts heterozigotos nos quais um alelo de SHMT foi substituído pelo gene da neomicina fosfotransferase. Os parasitas knockouts não mostraram diferenças na taxa de crescimento das formas epimastigotas ou na metaciclogênese in vitro. Porém, os parasitas knockouts mostraram uma diminuição significativa tanto no índice de infecção como no número de tripomastigotas liberados de células CHO-K1 infectadas com formas metacíclicas knockout. / Chagas disease is a disorder caused by the protozoa parasite Trypanosoma cruzi, which affects about 10 million people, mainly in the Americas. T. cruzi uses amino acids as an important energy source and in several biological processes such as differentiation, resistance to stress conditions and in the host-cell invasion. Serine is involved in many biosynthetic pathways. One of the relevant functions of serine is the formation of C1 compounds for the biosynthesis of nucleotides. The use of serine for that purpose is initiated by Serine Hydroxymethyltransferase, whose activity was detected in T. cruzi but its role in the biology of parasite remains poorly explored. In this work we identified a putative gene encoding a SHMT with dual localization, cytoplasmic and mitochondrial. We generated a single knockout cell line by homologous recombination in which one allele of SHMT was replaced by the neomycin phosphotransferase gene. Knockout parasites showed no difference in epimastigote growth rate or in in vitro metacyclogenesis. However, knockout parasites showed a significant decrease in both, infection index and in the number of trypomastigotes released from CHO-K1cells infected with knockout metacyclic forms.

A inserção de DNA exógeno no genoma hospedeiro é conseguida principalmente através da utilização de vias de reparo como a junção de pontas não homólogas, que possui caráter aleatório, e a recombinação homóloga, que possibilita o gene targeting. Algumas ferramentas como as TAL Effector Nucleases (TALENs) e o RNA interferência (RNAi) podem ser utilizadas para aumentar a taxa de integração específica e assim melhorar a eficiência e o direcionamento da edição gênica. Nesse trabalho utilizamos o silenciamento gênico mediano por short interference RNA (siRNA) para inibição temporária dos genes ATF7IP uma metiltrasferase, EP300 uma acetiltransferase e KU70 (NHEJ) e um par de TALENs complementares a uma região do gene da distrofina canina. Células Caninas MDCK I foram transfectadas por lipofectamina 2000 (Invitrogen) com 320pmol de siRNAs para ATF7IP e Ep300; e 64 pmol do SiRNA para KU70 em diferentes grupos, 40 horas depois as células foram transfectadas com 15 μg vetor molde derivado do pEGFP-N1 (Clonatech) e com 10 μg dos RNAm das TALENs. A seleção se deu em meio DMEM high com 600μg/ mL de G418 (Lonza) por 14-16 dias. As colônias coletadas através de biópsias foram analisadas por Polimerase Chain Reaction e sequenciamento gênico. Três pares de primers foram utilizados; um controle endógeno (GAPDH), um controle interno do inserto (Neo qPCR) e um para confirmação da recombinação homóloga (DMD3). Os grupos apresentaram grande variação na taxa de mortalidade celular e consequentemente no número de colônias: Com o grupo ATF7IP+Vetor (648c) apresentando maior número de colônias e o grupo EP300+Ku70+Vetor+TALENs o menor (1c). A maior taxa de recombinação ocorreu nos grupos no grupo ATF7IP +Ku70+Vetor+TALENs com 40% das células positivas para neomicina apresentado o evento gene targeting, um aumento considerável na taxa de recombinação quando comparada a porcentagem de 3,1% do controle transfectado somente com o vetor molde. Mostrando que o uso conjunto das TALENs com siRNAs foi um sucesso para o aumento de eventos de edição gênica direcionada. / The insertion of exogenous DNA into a host genome is achieved primarily through the use of DNA repair pathways such as Non-Homologous End Joining (NHEJ) and the Homologous Recombination (HR). The integration by NHEJ has a random feature and is much more common than HR insertions, which are more likely to produce gene targeting events . TAL effector nucleases (TALENs) and RNA interference (RNAi) can be used to increase the rate of specific integration and thus improving the efficiency of gene editing. In this work, we used short interference RNA (siRNA)-mediated gene silencing for transient inhibition of genes ATF7IP (implicated in histone methylation), EP300 (acetyltransferase) and Ku70 (essential to NHEJ) and a pair of TALENs RNAm complementary to canine muscle dystrophin (DMD) gene. MDCK I Canine Cells were transfected by lipofectamine 2000 (Invitrogen) with 320 pmol of siRNAs for ATF7IP and EP300; and 64 pmol of siRNA for Ku70 in different groups. After 40 hours cells were transfected with 15 μg of a vector derived from pEGFP- N1 (Clontech) containing two regions homologous to the canine DMD gene (left arm length: 873 bp and right arm length: 1370 bp) and 10 μg of TALEN mRNA. The cell selection was achieved with DMEM high glucose with 600μg/ml G418 for 14-16 days. The colonies collected through biopsies were analyzed by polymerase chain reaction and gene sequencing. Three pairs of primers were used; an endogenous control (GAPDH) , an internal control of the insert (Neo qPCR) and a primer set to confirm the occurrence of homologous recombination events (DMD3). .Groups showed great variation in cell death rate and consequently in the number of colonies: ATF7IP+Vector had highest number of colonies (648c) and the group EP300+Ku70+Vetor+TALENs the lowest one (1c) The highest rate of homologous recombination was in ATF7IP +Ku70+Vetor+TALENs group that had 40% of the neomycin positives cells confirmed as gene targeting events, a considerable increase in the recombination rate compared to the 3.1% in the control group transfected only with the template vector. That shows that the combined use of siRNAs and TALENs was a success for increasing directed gene editing events.

A inserção de DNA exógeno no genoma hospedeiro é conseguida principalmente através da utilização de vias de reparo como a junção de pontas não homólogas, que possui caráter aleatório, e a recombinação homóloga, que possibilita o gene targeting. Algumas ferramentas como as TAL Effector Nucleases (TALENs) e o RNA interferência (RNAi) podem ser utilizadas para aumentar a taxa de integração específica e assim melhorar a eficiência e o direcionamento da edição gênica. Nesse trabalho utilizamos o silenciamento gênico mediano por short interference RNA (siRNA) para inibição temporária dos genes ATF7IP uma metiltrasferase, EP300 uma acetiltransferase e KU70 (NHEJ) e um par de TALENs complementares a uma região do gene da distrofina canina. Células Caninas MDCK I foram transfectadas por lipofectamina 2000 (Invitrogen) com 320pmol de siRNAs para ATF7IP e Ep300; e 64 pmol do SiRNA para KU70 em diferentes grupos, 40 horas depois as células foram transfectadas com 15 μg vetor molde derivado do pEGFP-N1 (Clonatech) e com 10 μg dos RNAm das TALENs. A seleção se deu em meio DMEM high com 600μg/ mL de G418 (Lonza) por 14-16 dias. As colônias coletadas através de biópsias foram analisadas por Polimerase Chain Reaction e sequenciamento gênico. Três pares de primers foram utilizados; um controle endógeno (GAPDH), um controle interno do inserto (Neo qPCR) e um para confirmação da recombinação homóloga (DMD3). Os grupos apresentaram grande variação na taxa de mortalidade celular e consequentemente no número de colônias: Com o grupo ATF7IP+Vetor (648c) apresentando maior número de colônias e o grupo EP300+Ku70+Vetor+TALENs o menor (1c). A maior taxa de recombinação ocorreu nos grupos no grupo ATF7IP +Ku70+Vetor+TALENs com 40% das células positivas para neomicina apresentado o evento gene targeting, um aumento considerável na taxa de recombinação quando comparada a porcentagem de 3,1% do controle transfectado somente com o vetor molde. Mostrando que o uso conjunto das TALENs com siRNAs foi um sucesso para o aumento de eventos de edição gênica direcionada. / The insertion of exogenous DNA into a host genome is achieved primarily through the use of DNA repair pathways such as Non-Homologous End Joining (NHEJ) and the Homologous Recombination (HR). The integration by NHEJ has a random feature and is much more common than HR insertions, which are more likely to produce gene targeting events . TAL effector nucleases (TALENs) and RNA interference (RNAi) can be used to increase the rate of specific integration and thus improving the efficiency of gene editing. In this work, we used short interference RNA (siRNA)-mediated gene silencing for transient inhibition of genes ATF7IP (implicated in histone methylation), EP300 (acetyltransferase) and Ku70 (essential to NHEJ) and a pair of TALENs RNAm complementary to canine muscle dystrophin (DMD) gene. MDCK I Canine Cells were transfected by lipofectamine 2000 (Invitrogen) with 320 pmol of siRNAs for ATF7IP and EP300; and 64 pmol of siRNA for Ku70 in different groups. After 40 hours cells were transfected with 15 μg of a vector derived from pEGFP- N1 (Clontech) containing two regions homologous to the canine DMD gene (left arm length: 873 bp and right arm length: 1370 bp) and 10 μg of TALEN mRNA. The cell selection was achieved with DMEM high glucose with 600μg/ml G418 for 14-16 days. The colonies collected through biopsies were analyzed by polymerase chain reaction and gene sequencing. Three pairs of primers were used; an endogenous control (GAPDH) , an internal control of the insert (Neo qPCR) and a primer set to confirm the occurrence of homologous recombination events (DMD3). .Groups showed great variation in cell death rate and consequently in the number of colonies: ATF7IP+Vector had highest number of colonies (648c) and the group EP300+Ku70+Vetor+TALENs the lowest one (1c) The highest rate of homologous recombination was in ATF7IP +Ku70+Vetor+TALENs group that had 40% of the neomycin positives cells confirmed as gene targeting events, a considerable increase in the recombination rate compared to the 3.1% in the control group transfected only with the template vector. That shows that the combined use of siRNAs and TALENs was a success for increasing directed gene editing events.

A doença de Chagas é uma doença causada pelo protozoário parasita Trypanosoma cruzi, que afeta cerca de 10 milhões de pessoas, principalmente nas Américas. O T. cruzi utiliza aminoácidos como importante fonte de energia e em vários processos biológicos como diferenciação, resistência a condições de estresse e invasão de células hospedeiras. A serina está envolvida em muitas vias biosintéticas. Uma das funções relevantes da serina é a formação de compostos C1 para a biossíntese de nucleotídeos. O uso de serina para esse fim é iniciado pela Serina Hidroximetiltransferase, cuja atividade foi detectada em T. cruzi, mas seu papel na biologia do parasita permanece pouco explorado. Neste trabalho, identificamos um gene que codifica uma Serina Hidroximetiltransferase putativa com dupla localização (citoplasmática e mitocondrial). Por recombinação homóloga, obtemos parasitas knockouts heterozigotos nos quais um alelo de SHMT foi substituído pelo gene da neomicina fosfotransferase. Os parasitas knockouts não mostraram diferenças na taxa de crescimento das formas epimastigotas ou na metaciclogênese in vitro. Porém, os parasitas knockouts mostraram uma diminuição significativa tanto no índice de infecção como no número de tripomastigotas liberados de células CHO-K1 infectadas com formas metacíclicas knockout. / Chagas disease is a disorder caused by the protozoa parasite Trypanosoma cruzi, which affects about 10 million people, mainly in the Americas. T. cruzi uses amino acids as an important energy source and in several biological processes such as differentiation, resistance to stress conditions and in the host-cell invasion. Serine is involved in many biosynthetic pathways. One of the relevant functions of serine is the formation of C1 compounds for the biosynthesis of nucleotides. The use of serine for that purpose is initiated by Serine Hydroxymethyltransferase, whose activity was detected in T. cruzi but its role in the biology of parasite remains poorly explored. In this work we identified a putative gene encoding a SHMT with dual localization, cytoplasmic and mitochondrial. We generated a single knockout cell line by homologous recombination in which one allele of SHMT was replaced by the neomycin phosphotransferase gene. Knockout parasites showed no difference in epimastigote growth rate or in in vitro metacyclogenesis. However, knockout parasites showed a significant decrease in both, infection index and in the number of trypomastigotes released from CHO-K1cells infected with knockout metacyclic forms.

Bmi-1 é uma proteína do grupo Polycomb capaz de induzir atividade de telomerase, levando à imortalização de células epiteliais. As células, quando imortalizadas, se tronam mais susceptíveis a danos em dupla fita (double-strand breaks (DSB))e a recombinação homóloga é uma das duas vias de reparo dos DSBs. Dentre os genes reguladores da recombinação homóloga temos o BRCA-1, que está envolvido na resposta ao dano associado à proteína RAD51, que por sua vez se acumula rapidamente nos focos de dano ao DNA após a sinalização do H2AX, que têm se mostrado um excelente marcador de dano celular por se acumular rapidamente nos focos de lesão, desencadeando o processo de reparo. Topoisomerase III (TopoIII) remove intermediários da recombinação homóloga antes da segregação de cromossomos, prevenindo danos à estrutura do DNA celular. O papel das proteínas envolvidas na recombinação homóloga, em carcinomas ductais invasores positivos para o BMI-1, necessita ser investigado. Utilizando-se tissue microarrays contendo 239 casos de carcinomas ductais mamários primários, foi analisada a expressão imunoistoquímica de BMI-1, receptor de estrógeno, receptor de progesterona, HER-2, Ki67, p53 e BRCA-1, H2AX, RAD51 e topoisomerase III. Positividade para o Bmi-1 foi encontrada em 66 casos (27.6%). A positividade imunoistoquímica do BMI-1 relacionou-se a RE (p=0,004), RP (p<0,001), Ki-67 (p < 0,001), p53 (p=0,003), BRCA-1(p= 0,003), H2AX (p= 0,024) e TopoIII (p < 0,001). Concluindo, nossos resultados mostraram haver relação entre o BMI-1 e genes reguladores da HR, sugerindo que a positividade de BMI-1 pode ser um importante evento na recombinação homóloga em carcinomas ductais invasores da mama. / Bmi-1 is a Polycomb group protein which is able to induce telomerase activity, enabling the immortalization of epithelial cells. Immortalized cells shown more susceptible to double-strand breaks (DSB) and the homologous recombination (HR) are one of DSB repair pathways. Among the regulatory genes in HR, there is BRCA1, involved in the response to DNA damage associated with the RAD51 protein, which accumulates in DNA damage foci after signaling H2AX. H2AX has also been shown to be a good marker of DNA damage. Topoisomerase III (TopoIII) removes HR intermediates before the segregation of chromosomes, preventing damage to the structure of the cellular DNA. The role of proteins involved in HR, in breast carcinomas positive for BMI-1, remains to be investigated. The aim of this study was evaluate the association between BMI-1 and homologous recombination proteins. Using tissue microarrays containing 239 cases of primary breast tumors, the expression of Bmi-1, BRCA-1, H2AX, Rad51, p53, Ki-67, topoisomerase III, RE, RP and HER-2 was analyzed by immunohistochemistry. We observe high expression of Bmi-1 in 66 cases (27.6%). Immunohistochemistry overexpression of BMI-1 was related to RE (p=0,004), RP (p<0,001), Ki-67 (p < 0,001), p53 (p=0,003), BRCA-1(p= 0,003), H2AX (p= 0,024) and TopoIII (p < 0,001). Our results showed a relation between the expression of BMI-1 and HR regulatory genes, suggesting that overexpression of Bmi-1 is an important event in breast cancer homologous recombination.

Os micro-organismos são profícuas fontes de produtos naturais bioativos. Diversos fármacos de importância clínica são de origem microbiana, sendo que a maioria dos antibióticos usados clinicamente é produzida por actinobactérias, principalmente do gênero Streptomyces. A resistência a múltiplas drogas por microorganismos patogênicos e também pelas células tumorais leva à necessidade por novos fármacos antibacterianos e antitumorais. Actinobactérias endofíticas têm demonstrado grande potencial para a busca de produtos naturais bioativos. O presente trabalho relata o estudo químico de duas linhagens de actinobactérias endofíticas, Streptomyces sp. RTd 22 e Streptomyces sp RTd 31, isoladas das raízes de Tithonia diversifolia. As frações ativas nos ensaios biológicos foram fracionadas para a identificação dos compostos bioativos, sendo eles os antibióticos macrolídeos concanamicinas A (S31-1) e B (S31-2), anidro-agliconas das concanamicinas A (S31-3) e B (S31-4), todos produzidos por Streptomyces sp RTd31, e o ionóforo poliéter grisorixina (S22-2), produzido por Streptomyces sp. RTd22. Foi realizado o monitoramento da produção desses compostos bioativos por UPLC-MS através do modo SIM. As concanamicinas A e B tiveram um máximo de produção com 96h, já a grisorixina obteve um máximo com 192h. Outros compostos identificados por desreplicação dos extratos butanólicos de ambas as actinobactérias foram os sideróforos norcardamina (S31-7) e desoxi-nocardamina (S31-8), já o sideróforo desferrioxamina B (S31-9) foi identificado apenas nos extratos butanólicos de Streptomyces sp RTd31. Experimentos de variação do meio de cultivo e co-cultura com bactérias patogênicas foram empregados a fim de estimular a biossíntese de novos compostos, porém nenhum novo metabólito foi identificado. O sequenciamento genético da actinobactéria Streptomyces sp. RTd22 permitiu verificar a presença de vários clusters biossintéticos nesse micro-organismo através da análise feita pelo antiSMASH. Foi possível identificar o cluster da himastatina (S22-4) e da coeliquelina (S22-5), sendo que ambos os compostos não foram biossintetizados nas condições de cultivo utilizadas. O cluster biossintético da grisorixina foi determinado e o experimento de recombinação homóloga para a deleção do gene análogo a flavina mono-oxigenase da nigericina nigC foi realizado. Dois mutantes foram obtidos e um deles foi cultivado para a análise do perfil metabólico por espectrometria de massas. Não houve a produção da grisorixina nem do seu possível precursor pelo mutante, mas outros metabólitos foram produzidos / Microorganisms are prolific sources of bioactive natural products. Several clinically important drugs have microbial origin, and most of the therapeutically used antibiotics are produced by actinobacteria, mainly from the genus Streptomyces. The multidrug resistance observed in pathogenic microorganisms and tumor cells lead to the need for new antibacterial and antitumor drugs . Endophytic actinobacteria have shown great potential in the search for bioactive natural products. This work describes the chemical study of two endophytic actinobacteria strains: Streptomyces sp. RTd 22 and Streptomyces sp RTD 31, isolated from Tithonia diversifolia roots. Active fractions in biological assays were further fractionated for identifying the bioactive compounds, which are: the macrolide antibiotics concanamycins (S31-1) and B (S31-2), anhydrous aglycones of concanamycins A (S31-3) and B (S31-4), all four produced by Streptomyces sp. RTd31, and the ionophore polyether grisorixin (S22-2), produced by Streptomyces sp. RTd22. The production of these bioactive compounds was monitored by UPLC-MS via the SIM mode. Concanamycins A and B had maximum production at 96 h, and grisorixin at 192 h. Other compounds identified by the dereplication of buthanolic extracts of both actinobacteria were the siderophore norcardamine (S31-7) and deoxy-nocardamine (S31-8), the siderophores desferrioxamine B (S31-9) was identified only in buthanolic extracts of Streptomyces sp RTd31. Experiments varying media and co-culture were tested to stimulate the biosynthesis of novel compounds, but nothing new was identified. By genome sequencing of Streptomyces sp RTd22 and antiSMASH analysis it was possible to verify the presence of several biosynthetic clusters in the genome of this strain. It was possible to identify the biosynthetic clusters of himastatin (S22-4) and its analogous compound coelichelin (S22-5); however, these compounds were not biosynthesized in the culture conditions used. The grisorixin biosynthetic cluster was determined, and homologous recombination was performed for deleting the analogue gene of nigericin flavin monooxygenase nigCI. Two mutants were obtained, and one of them was cultured for analyzing its metabolic profile by mass spectrometry. There was no production of grisorixin or its possible precursor by the mutant, but others compounds were produced.

Bmi-1 é uma proteína do grupo Polycomb capaz de induzir atividade de telomerase, levando à imortalização de células epiteliais. As células, quando imortalizadas, se tronam mais susceptíveis a danos em dupla fita (double-strand breaks (DSB))e a recombinação homóloga é uma das duas vias de reparo dos DSBs. Dentre os genes reguladores da recombinação homóloga temos o BRCA-1, que está envolvido na resposta ao dano associado à proteína RAD51, que por sua vez se acumula rapidamente nos focos de dano ao DNA após a sinalização do H2AX, que têm se mostrado um excelente marcador de dano celular por se acumular rapidamente nos focos de lesão, desencadeando o processo de reparo. Topoisomerase III (TopoIII) remove intermediários da recombinação homóloga antes da segregação de cromossomos, prevenindo danos à estrutura do DNA celular. O papel das proteínas envolvidas na recombinação homóloga, em carcinomas ductais invasores positivos para o BMI-1, necessita ser investigado. Utilizando-se tissue microarrays contendo 239 casos de carcinomas ductais mamários primários, foi analisada a expressão imunoistoquímica de BMI-1, receptor de estrógeno, receptor de progesterona, HER-2, Ki67, p53 e BRCA-1, H2AX, RAD51 e topoisomerase III. Positividade para o Bmi-1 foi encontrada em 66 casos (27.6%). A positividade imunoistoquímica do BMI-1 relacionou-se a RE (p=0,004), RP (p<0,001), Ki-67 (p < 0,001), p53 (p=0,003), BRCA-1(p= 0,003), H2AX (p= 0,024) e TopoIII (p < 0,001). Concluindo, nossos resultados mostraram haver relação entre o BMI-1 e genes reguladores da HR, sugerindo que a positividade de BMI-1 pode ser um importante evento na recombinação homóloga em carcinomas ductais invasores da mama. / Bmi-1 is a Polycomb group protein which is able to induce telomerase activity, enabling the immortalization of epithelial cells. Immortalized cells shown more susceptible to double-strand breaks (DSB) and the homologous recombination (HR) are one of DSB repair pathways. Among the regulatory genes in HR, there is BRCA1, involved in the response to DNA damage associated with the RAD51 protein, which accumulates in DNA damage foci after signaling H2AX. H2AX has also been shown to be a good marker of DNA damage. Topoisomerase III (TopoIII) removes HR intermediates before the segregation of chromosomes, preventing damage to the structure of the cellular DNA. The role of proteins involved in HR, in breast carcinomas positive for BMI-1, remains to be investigated. The aim of this study was evaluate the association between BMI-1 and homologous recombination proteins. Using tissue microarrays containing 239 cases of primary breast tumors, the expression of Bmi-1, BRCA-1, H2AX, Rad51, p53, Ki-67, topoisomerase III, RE, RP and HER-2 was analyzed by immunohistochemistry. We observe high expression of Bmi-1 in 66 cases (27.6%). Immunohistochemistry overexpression of BMI-1 was related to RE (p=0,004), RP (p<0,001), Ki-67 (p < 0,001), p53 (p=0,003), BRCA-1(p= 0,003), H2AX (p= 0,024) and TopoIII (p < 0,001). Our results showed a relation between the expression of BMI-1 and HR regulatory genes, suggesting that overexpression of Bmi-1 is an important event in breast cancer homologous recombination.

Os micoplasmas são os menores microrganismos capazes de autoreplicação conhecidos na natureza, responsáveis por uma série de doenças no homem e nos animais, infectando ainda plantas e insetos. Constituem um grande grupo de bactérias, ordenadas em diferentes gêneros na classe Mollicutes, cuja principal característica em comum, além do genoma reduzido, é a ausência de parede celular. Mycoplasma mycoïdes subsp. mycoïdes SC, responsável pela Pleuropneumonia Contagiosa Bovina, foi o primeiro microrganismo desta classe de bactérias a ser identificado. Esta é uma doença bastante grave, com altas taxas de morbidade e mortalidade. A variedade Mycoplasma mycoïdes subsp. mycoïdes LC é responsável principalmente por casos de Pleuropneumonia Contagiosa Caprina, mastite no gado bovino, e ainda artrite em ovinos e caprinos em menor extensão. M. capricolum é um patógeno caprino, responsável principalmente por casos de artrite com grande importância econômica na medicina veterinária. M. pulmonis é um patógeno de roedores, considerado como o melhor modelo experimental para o estudo das micoplasmoses respiratórias. M. genitalium, o menor microrganismo conhecido capaz de se autoreplicar, é um patógeno humano responsável por casos de uretrite não gonocócica, cujo seqüenciamento completo do cromossomo tornou-se um marco na era da genômica. O estudo funcional do genoma destes micoplasmas, para a compreensão de sua biologia e patogenicidade, requer o desenvolvimento de ferramentas genéticas eficientes. No presente trabalho, análises in silico das seqüências na região das prováveis origens de replicação cromossômica (oriC) destes micoplasmas demonstraram a existência de possíveis DnaA boxes localizados em torno do gene dnaA. Estas regiões oriC foram caracterizadas funcionalmente após sua clonagem em vetores artificiais e a transformação dos micoplasmas com os plasmídeos recombinantes resultantes. O plasmídeo pMPO1, contendo a região oriC de M. pulmonis, sofreu integração no cromossomo do micoplasma por recombinação homóloga após poucas passagens in vitro. A redução desta oriC para o fragmento contendo somente os DnaA boxes localizados nas estremidades 5´ou 3´do gene dnaA não foi capaz de produzir plasmídeos replicativos em M. pulmonis, exceto quando estes dois fragmentos foram clonados no mesmo vetor, espaçados pelo determinante de resistência à tetraciclina tetM. Um fragmento interno do gene da hemolisina A (hlyA) de M. pulmonis foi clonado nestes plasmídeos oriC, e os vetores resultantes foram utilizados para transformar o micoplasma. A integração destes vetores por um crossing-over com o gene hlyA, causando a sua dirupção, foi documentada. Deste modo, estes plasmídeos oriC podem vir a se tornar ferramentas genéticas valiosas para o estudo do papel de genes específicos, notadamente aqueles potencialmente envolvidos na patogênese. / Mycoplasmas are the smallest microorganisms capable of self replication known to date, responsible for many diseases in man and animals, infecting also plants and insects. They constitute a large group of bacteria, classified in different genera in the class Mollicutes, which main common characteristic, besides the small genome, is the absence of a cell wall. Mycoplasma mycoïdes subsp. mycoïdes SC, responsible for the Bovine Contagious Pleuropneumonia, was the first microorganism of this class of bacteria to be identified. That is a quite severe disease, with high morbidity and mortality rates. Mycoplasma mycoïdes subsp. mycoïdes LC is responsible mainly for cases of Caprine Contagious Pleuropneumonia, mastitis in cattle, and also arthritis in goats and sheep in less extension. M. capricolum is a pathogen of goats, responsible mainly by cases of arthritis with large economic impact in veterinary medicine. M. pulmonis is a rodent pathogen, considered to be the best experimental model for studying respiratory mycoplasmoses. M. genitalium, the smallest microorganism capable of self replication, is an human pathogen responsible for cases of non gonococcal urethritis, which complete chromosome sequencing has become a benchmark in the era of genomics. Functional studies of these mycoplasma genomes, for comprehension of their biology and pathogenicity, requires the development of efficient genetic tools. In the present work, in silico analysis of sequences of the putative origin of chromosome replication (oriC) region of these mycoplasmas demonstrates the existence of putative DnaA boxes located around the dnaA gene. These oriC regions were functionally characterized after cloning into artificial vectors and transformation of mycoplasmas with the resulting recombinant plasmids. The plasmid pMPO1, which contains the M. pulmonis oriC region, has integrated into the mycoplasma chromosome by homologous recombination after a few in vitro passages. Reduction of this oriC to the fragment containing only the DnaA boxes located upstream or downstream the dnaA gene could not produce plasmids able to replicate in M. pulmonis, except when these two fragments were cloned in the same vector, spaced by tetracycline resistance gene tetM. An internal fragment of the M. pulmonis hemolysine A gene (hlyA) was cloned into these oriC plasmids, and the resulting vectors were used to transform the mycoplasma. Integration of these disruption vectors by one crossing-over with the hlyA gene could be documented. Therefore, these oriC plasmids may become valuable genetic tools for studying the role of specific genes of mycoplasmas, specially those potentially involved in pathogenesis.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2012-07-16T21:26:49Z No. of bitstreams: 1 Elsio Augusto Wunder Júnior Patogênese da leptospirose...pdf: 2609622 bytes, checksum: aa34c959355bc105a6e849e74258cf78 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-16T21:26:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elsio Augusto Wunder Júnior Patogênese da leptospirose...pdf: 2609622 bytes, checksum: aa34c959355bc105a6e849e74258cf78 (MD5) Previous issue date: 2010 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, Bahia, Brasil / A leptospirose é uma zoonose de importância global e um importante problema de saúde pública principalmente em países em desenvolvimento. É causada por bactérias do gênero Leptospira, uma espiroqueta móvel e de alta morbidade capaz de se disseminar nos tecidos e causar doença crônica em animais hospedeiros. Uma barreira importante para o controle e prevenção da doença tem sido o pouco conhecimento da patogênese do agente, em parte pela falta de ferramentas disponíveis e eficazes de manipulação genética. Um dos objetivos desse estudo foi caracterizar duas cepas mutantes de Leptospira interrogans. A interrupção do gene lipl32, que codifica para a proteína LipL32, a mais abundante proteína no gênero Leptospira e expressa somente na superfície das leptospiras patogênicas, foi realizada através da inserção do transposon Himar1 no sorovar Manilae. A cepa mutante não apresentou nenhuma diferença de crescimento ou de aderência em componentes da matriz celular, comparada com a cepa parental. O mutante foi capaz de produzir doença aguda no modelo animal de hamster e causar colonização crônica no modelo animal de rato, mostrando que LipL32 não possui um papel nestes modelos de infecção. A interrupção do gene ligB foi realizada com a utilização, pela primeira vez em leptospiras patogênicas, da técnica de recombinação homóloga por mutagênese dirigida, onde o gene que codifica para a proteína LigB teve uma parte substituída por um cassete de resistência de espectinomicina (Spcr). Essa proteína, identificada como um possível fator de virulência, reconhecida pelo soro de pacientes infectados e importante para a aderência em componentes da matriz celular, mostrou não ser importante para a infecção aguda ou crônica, quando testada frente aos modelos animais, além de não ser necessária para a aderência em cultura de células. Outro objetivo desse trabalho foi estudar a cinética de disseminação da Leptospira interrogans no modelo animal de hamster, utilizando uma dose alta (108 leptospiras) e baixa (250 leptospiras) de inóculo, além de diferentes rotas de infecção. Nossos resultados demonstraram que leptospiras se disseminam rapidamente em todos os tecidos 01 hora após a infecção com uma alta dose de inóculo e que possivelmente a carga do agente nos tecidos é mais importante para a patogênese do que a sua habilidade para a disseminação. Também demonstramos que a motilidade não é essencial para disseminação, mas pode ser essencial para a carga nos tecidos e letalidade. / Leptospirosis is a worldwide zoonosis and a major public health problem especially important in developing countries. Caused by bacteria of Leptospira genus, a motile lifethreatening spirochete which is able to disseminate to tissues and causes chronic carriage in animal hosts. A significant barrier to the control and prevention of leptospirosis has been the limited understanding of its pathogenesis, due in part to the lack of tools available for the genetic manipulation of this pathogen. One of the purposes of this study was to characterize two mutant strains of Leptospira interrogans. Interruption of lipL32 gene, encoding LipL32, the most abundant protein of pathogenic leptospires and its major outermembrane lipoprotein, was achieved in serovar Manilae using transposon mutagenesis with Himar1. The mutant had normal morphology and growth rate compared to the wild type and was equally adherent to extracellular matrix. The mutant was able to cause acute severe disease manifestations in the hamster model and chronic colonization in the rat model, showing that LipL32 doesn’t play a role in neither of those models of infection. Interruption of ligB gene was achieved using the homologous recombination by target mutagenesis for the first time in pathogenic leptospires and a spectinomycin resistance (Spcr) gene replaced a portion of the ligB coding sequence. This Lig protein, previously identified as a putative virulence factor, recognized by the sera of infected patients and important for the adherence in extracellular matrix components, showed not to be important for acute or chronic infection when tested with animal models and it’s not required to mediate bacterial adherence to cultured cells. Another purpose of this study was to determine and analyze the kinetics of dissemination of Leptospira interrogans in the hamster model, using a high (108 leptospires) and low (250 leptospires) dose of inoculum and different routes of infection. Our results demonstrated that leptospires can rapidly disseminate through all tissues after 1 hour post-challenge with a high inoculum dose and that perhaps the load of the agent in target tissues is more important for pathogenesis than its ability for dissemination. We also demonstrate that motility is not essential for dissemination but can be essential for tissue load and lethality.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The first study characterized the expression of MAS receptor and key enzymes for Ang-(1-7) production, such as, ACE2, NEP and PEP during follicular development. Furthermore, the regulation of local Ang1-7 system was evaluated after the intrafollicular injection of fulvestrant (an estradiolreceptor inhibitor) in the dominant follicle. Cows were ovariectomized when the size between the largest (F1) and the second largest follicle (F2) was not statistically different (Day 2), slightly different (Day 3), or markedly different (Day 4). The mRNA abundance of genes encoding MAS receptor, ACE2, NEP and PEP was evaluated in the follicular cells from F1 and F2. The mRNA expression of MAS receptor was upregulated in the granulosa cells of F2 after the establishment of follicular deviation (Day 4), while PEP mRNA increased during (Day 3) and after (Day 4) the deviation process. However, the mRNA expression of ACE2 was upregulated in the granulosa cells of F1 during and after the deviation process. The mRNA expression of NEP was not regulated in F1 and F2. The MAS receptor was immunolocated in the granulosa and theca cells of F1 and F2 during follicular deviation. Moreover, MAS receptor gene expression increased when the F1 was treated with the estrogen receptor-antagonist in vivo. In conclusion, the expression profile of MAS receptor, ACE2, NEP and PEP in dominant and subordinate follicles indicated that Ang-(1-7) play a role in the regulation of the follicular dominance in cattle. A second study was performed to investigate the expression of genes that control homologous recombination (HR; 53BP1, ATM, RAD50, RAD51, RAD52, BRCA1, BRCA2 and NBS1), and non-homologous end-joining (NHEJ; KU70, KU80 and DNAPK), DNArepair pathways in bovine embryos with high, intermediate or low developmental competence. We also evaluated whether bovine embryos can respond to DNA double-stranded breaks (DSBs) induced by ultraviolet (UV) irradiation by regulating the expression of genes involved in the HR and NHEJ repair pathways. Embryos with high, intermediate or low developmental competence were selected based on the cleavage time after in vitro fertilization and were removed from in vitro culture before (36 h), during (72 h) and after (96 h) the expected period of embryonic genome activation (EGA). All studied genes were expressed before, during and after the EGA period regardless the developmental competence of the embryos. Higher mRNA expression of 53BP1 and RAD52 was found before EGA in embryos with low developmental competence. Expression of 53BP1, RAD51 and KU70 was downregulated at 72 h and upregulated at 168 h post-fertilization in bovine embryos with DSBs induced by UV irradiation. In conclusion, important genes controlling HR and NHEJ repair pathways are expressed in bovine embryos before, during or after EGA. Lower developmental competence seems to be associated with a higher mRNA expression of 53BP1 and RAD52. Bovine embryos can response to UV-induced DSBs after the EGA but HR and NHEJ repair pathways seem to be particularly regulated at the blastocyst stage. / O primeiro estudo caracterizou a expressão do receptor MAS e de enzimas responsáveis pela produção de Ang-(1-7), tais como, enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2), endopeptidase neutra (NEP) e prolil endopeptidase (PEP) durante o desenvolvimento folicular. Além disso, a regulação local do sistema Ang-(1-7) foi avaliada após a injeção intrafolicular de fulvestrant (inibidor do receptor de estradiol) no folículo dominante. As vacas foram ovariectomizadas quando o tamanho entre o maior (F1) e o segundo maior folículo (F2) não era estatisticamente diferente (D2), ligeiramente (D3) ou marcadamente diferente (D4). A expressão de RNAm do receptor MAS, ACE2, NEP e PEP foi avaliada nas células foliculares do F1 e F2. O receptor MAS foi mais expresso nas células da granulosa do F2 após o estabelecimento da divergência folicular (D4), enquanto a expressão de PEP aumentou durante (D3) e após (D4) o processo de divergência. Entretanto, a expressão de ACE2 foi maior nas células da granulosa do F1 durante e após a divergência. A expressão de PEP não foi regulada no F1 e F2. O receptor MAS foi imunolocalizado nas células da teca e granulosa do F1 e F2 durante a divergência folicular. A expressão de RNAm do receptor MAS aumentou quando o F1 foi tratado com fulvestrant in vivo. Em conclusão, o perfil de expressão do receptor MAS, ACE2, NEP e PEP nos folículos dominante e subordinado indicam que a Ang-(1-7) apresenta uma função na regulação da dominância folicular em bovinos. Em um segundo estudo investigamos a expressão de genes que controlam o reparo do DNA através das vias de recombinação homóloga (HR; 53BP1, ATM, RAD50, RAD51, RAD52, BRCA1, BRCA2, NBS1) e união terminal não homóloga (NHEJ; KU70, KU80, DNAPK) em embriões bovinos com alta, média ou baixa competência de desenvolvimento. Foi também avaliado se embriões bovinos podem responder a quebra na fita dupla de DNA (DSBs), induzida por irradiação UV, através da regulação de genes envolvidos nas vias de reparo HR e NHEJ. Embriões com alta, média ou baixa competência de desenvolvimento foram selecionados pelo tempo de clivagem após a fertilização in vitro e foram removidos do cultivo antes (36 h), durante (72 h) ou após (96 h) o momento esperado para a ativação do genoma embrionário (AGE). Todos os genes foram expressos antes, durante e após a AGE independentemente da competência de desenvolvimento dos embriões. A expressão de 53BP1 e RAD52 foi maior antes da AGE em embriões com baixa competência de desenvolvimento. A expressão de 53BP1, RAD51 e KU70 foi mais baixa as 72 h e maior as 168 h pós fertilização em embriões com DSBs induzida por irradiação UV. Em conclusão, genes importantes para o controle das vias de reparo HR e NHEJ são expressos em embriões bovinos independentemente do tempo de cultivo ou da competência de desenvolvimento. A menor competência de desenvolvimento embrionário parece estar associada com maior expressão de 53BP1 e RAD52. Os embriões bovinos respondem a DSBs após a AGE mas as vias HR e NHEJ são reguladas principalmente no estágio de blastocisto.