Orientador: Prof. Dr. David Correa Martins Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, 2014.

Muitas plantas apresentam crescimento indeterminado e são capazes de produzir novos órgãos e tecidos ao longo de todo seu ciclo de vida. Essa capacidade é devida parcialmente à expressão altamente regulada de genes específicos, tais como os genes SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPLs). SPLs codificam fatores de transcrição específicos de plantas que desempenham papéis importantes em diferentes aspectos do desenvolvimento, tais como mudança de fase juvenil-adulto, definição da arquitetura da planta e amadurecimento do fruto. A maioria dos genes SPLs são pós-transcricionalmente regulados pelo microRNA (miRNA) miR156. Apesar de alguns aspectos regulados pelas SPLs serem bem estudados, suas funções moleculares durante o desenvolvimento do fruto são pouco compreendidas. Neste trabalho, nós geramos 22 eventos transgênicos de Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom (MT) superexpressando o precursor AtMIR156b. Plantas transgênicas exibiram morfologia foliar e floral anormal além de alteração na arquitetura vegetal. Interessantemente, a maioria dos eventos apresentou frutos de crescimento indeterminado, os quais não apresentam sementes sendo caracterizados pelo crescimento de frutos secundários além da presença de estruturas vegetativas e meristemas florais ectópicos. Fazendo uso da técnica de RT-qPCR, nós encontramos uma robusta correlação entre expressão do miR156 e o fenótipo dos frutos, sugerindo que esta rota regula o desenvolvimento e determinação do fruto de tomateiro. O mutante de tomateiro Mouse ears (Me) apresenta um fraco nível de indeterminação no fruto, sendo que os níveis do transcrito miR156 maduro são maiores no fruto mutante quando comparado aos controles MT, mas significativamente menores que nos frutos transgênicos. Oito SPLs de tomateiro foram silenciadas em diferentes níveis em frutos de diferentes eventos transgênicos e no mutante Me. O fator de transcrição do tipo MADS-box MACROCALYX (MC), o qual é ortólogo ao gene APETALA1 (AP1) de arabidopsis (alvo direto in vivo da proteína SPL3), afeta a determinação da inflorescência e o desenvolvimento das sépalas. A expressão de MC foi severamente reduzida nos frutos dos eventos transgênicos, mas não no mutante Me. Este dado sugere que a desregulação da expressão de MC deve ser responsável pelo forte fenótipo de indeterminação do fruto observados nos eventos transgênicos. Tomados em conjunto, nossos dados sugerem uma nova função para a via genética mir156/SPL na regulação do desenvolvimento e determinação de frutos carnosos, provavelmente através da regulação da expressão de MC. / Many plants have indeterminate growth and are capable of producing new organs and tissues throughout their life. This capability is partially due to the highly regulated expression of specific genes such as SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPL) genes. SPLs encode plant-specific transcription factors that play important roles in development, such as phase transition, plant architecture, and fruit ripening. Most SPL genes are post-transcriptionally regulated by the microRNA (miRNA) miR156. Although some developmental aspects regulated by SPLs have been well studied, their molecular roles during fruit development are poorly understood. In this work, we generated 22 transgenic events of Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom (MT) overexpressing AtMIR156b precursor. Transgenic plants exhibit abnormal leaf and flower morphology and altered vegetative architecture. Interestingly, most events display navel-like fruits that are seedless and characterized by the growth of secondary fruits and present leaf-like structures as well as ectopic flowering meristems. By using RT-qPCR, we found a robust correlation between miR156/SPL expression and the fruit phenotype, suggesting that this pathway regulates tomato fruit development and determinacy. The tomato mutant Mouse ears (Me) displays a weak level of fruit indeterminacy. Levels of mature miR156 transcripts are higher in fruits from the mutant as comparing to MT fruits, but significantly lower than in transgenic fruits. Eight tomato SPLs were downregulated at variable levels in fruits from distinct transgenic events and Me plants. The MADS-type of transcription factor Macrocalyx (MC) gene is an orthologue of Arabidopsis AP1 (a direct in vivo target of SPL3) and affects tomato inflorescence determinacy and sepal development. MC was severely downregulated in fruits from transgenics but not in fruits from Me mutant. This data suggests that the MC misregulation may lead to the strong fruit indeterminacy phenotype observed in the transgenic events. Taken together, our data suggest a new function for miR156/SPL pathway in regulating fruit development and determinacy likely through the regulation of MC expression.

Pseudomonas aeruginosa é uma gamaproteobactéria ubíqua capaz de infectar indivíduos imunocomprometidos e causar infecções hospitalares. Entre duas repetições diretas situadas na ilha de patogenicidade PAPI-1 da linhagem PA14, encontram-se dois grupos de genes transcritos em direções opostas. O primeiro, composto de pvrS, pvrR, rcsC e rcsB, codifica proteínas de sistemas de dois componentes e está relacionado com virulência, enquanto o segundo compreende cinco genes (cupD1-D5) e codifica uma fímbria do tipo chaperoneusher, com alta similaridade com o grupo cupA, envolvido na formação de biofilme em outras linhagens de P. aeruginosa. Fímbrias da mesma família são importantes na patogenicidade de outras bactérias. Com o objetivo de estudar a relação entre esses dois grupos de genes, procurou-se caracterizar sua organização por ensaios de RT-PCR, que possibilitaram observar a disposição dos genes dos sistemas de dois componentes em dois operons distintos (pvrRS e rcsCB) e, pelo menos, cupD1-cupD2 como uma unidade transcricional, com indícios apontando para a organização de cupD1-D5 em um único operon. Os inícios de transcrição e as regiões promotoras de cada operon foram caracterizados por experimentos de RACE 5 e extensão de oligonucleotídeo marcado em busca de seqüências relevantes para a ativação da expressão desses genes. Visando investigar a regulação da expressão da fímbria CupD pelos sistemas de dois componentes codificados pelos genes adjacentes, foram realizados ensaios de qRT-PCR, os quais mostraram uma menor expressão de cupD na linhagem mutante para rcsB. RcsB apresenta um domínio de ligação a DNA e, apesar da falta de sucesso em ensaios de ligação dessa proteína à região promotora de cupD, os dados obtidos por qRT-PCR 1 indicam fortemente que essa proteína funciona como um ativador de transcrição dos genes da fímbria. Corroborando esses achados, somente quando se utilizou RNA extraído de P. aeruginosa PA14 superexpressando RcsB foi possível visualizar no gel a banda referente ao início de transcrição de cupD1-D2 no ensaio de extensão de oligonucleotídeo. Ao contrário do efeito positivo de RcsB observado na transcrição de cupD1, cupD2 e cupD5, a histidina quinase RcsC atua negativamente na expressão dos genes da fímbria, sugerindo que, nesse caso, sua atividade predominante sobre RcsB seja a de fosfatase. PvrS e PvrR parecem atuar de forma indireta e positiva sobre cupD. Como um segundo objetivo do trabalho, ensaios de virulência de P. aeruginosa no hospedeiro-modelo Dictyostelium discoideum foram otimizados, com o estabelecimento de uma técnica para se testar alguns genes estudados no laboratório que podem ser relevantes para a virulência dessa bactéria. Resultados desses ensaios confirmaram a atenuação de mutantes para uma suposta metiltransferase, já observada em modelos de planta, camundongo e drosófila. Em conjunto, os resultados desse trabalho tornam-se informações valiosas para serem usadas na pesquisa de controle de infecções por P. aeruginosa, que depende de fímbrias para colonizar com sucesso superfícies abióticas que servem de veículo de disseminação desse agente infeccioso e para que as bactérias possam persistir no organismo do hospedeiro. / Pseudomonas aeruginosa is a ubiquitous gammaproteobacteria able to infect immunocompromised individuals and to cause nosocomial infections. Between two direct repeats in the PAPI-1 pathogenicity island present in strain PA14, there are two gene clusters transcribed in opposite directions. The first, composed of pvrS, pvrR, rcsC and rcsB, encodes two-component systems proteins and is implicated in virulence, whereas the second comprises five genes (cupD1-D5) encoding a chaperone-usher fimbria with high similarity to cupA, a gene cluster involved in biofilm formation in other strains of P. aeruginosa. Fimbriae belonging to the same family of Cup are related to pathogenicity of other bacteria. In order to study the relationship between these two clusters, the organization of the genes in operons was characterized using RT-PCR, which results lead to the conclusion that the twocomponent systems genes are arranged into two different operons (pvrSR and rcsCB) and that cupD1-D2 share the same promoter, with some evidences that the operons extends from cupD1 to cupD5. The transcription start sites and the promoter regions of each operon were characterized with RACE 5 and primer extension assays to look for sequences that could be relevant to the activation of expression of these genes. Quantitative RT-PCR assays were carried out to investigate whether the expression of CupD fimbriae is regulated by the twocomponent systems encoded by the adjacent genes and the results showed a lower expression of cupD in the rcsB mutant strain than in the wild-type. RcsB bears a DNA-binding domain and, although our assays of DNA-protein interactions have failed, data obtained by qRT-PCR 1 strongly indicate that this protein functions as a transcription activator of fimbrial genes. These findings were corroborated by the primer extension assay, in which the band corresponding to the transcriptional start of cupD1-D2 was visible only when the reaction was performed with the RNA extracted of P. aeruginosa overexpressing RcsB. Unlike the effect observed for RcsB in cupD1, cupD2 and cupD5 transcription, the histidine quinase RcsC acts negatively in the fimbrial genes expression, suggesting that it might function predominantly as a RcsB phosphatase. PvrS and PvrR seem to regulate cupD positively and indirectly. As a second aim of this work, virulence assays of P. aeruginosa in the model host Dictyostelium discoideum were optimized, and a technique for testing genes studied in the laboratory that could be important for Pseudomonas virulence was established. These assays confirmed the attenuation-in-virulence of strains mutant in a putative methyltransferase gene, as observed before in plant, mouse and drosophila models. The results obtained in this work may contribute to P. aeruginosa infection control research, since this bacterium depends on fimbriae to successfully colonize abiotic surfaces that act as a dissemination vehicle, and to allow the bacteria to persist into the host organism.

No genoma de camundongo existem por volta de 1000 genes que codificam para receptores olfatórios (ORs) e 150 genes que codificam para receptores de feromônios do tipo 1 (V1Rs) distribuídos em vários cromossomos. Cada neurônio olfatório e vomeronasal seleciona um único alelo de um único gene de receptor OR ou de V1R, respectivamente, para expressar enquanto que o restante do repertório é mantido silenciado. Os mecanismos que regulam esse padrão de expressão não são conhecidos. As similaridades no padrão de expressão dos genes de ORs e de V1Rs sugerem que o mecanismo de regulação possa ser comum. Até então poucas regiões promotoras de genes de ORs e de genes de V1Rs haviam sido experimentalmente determinadas e pesquisadas. Realizamos uma análise na qual regiões a montante de um grande número de diferentes genes de ORs e de genes de V1Rs foram comparadas. Primeiro, utilizando a técnica de RLMRACE, combinada com o uso de oligonucleotídeos capazes de reconhecer regiões conservadas entre diversos membros das famílias de genes de ORs e de V1Rs, geramos centenas de cDNAs contendo a região 5UTR completa para um total de 198 genes de ORs e 39 genes de V1Rs diferentes. Então, alinhamos as sequências desses cDNAs contra o genoma de camundongo e localizamos a posição exata dos sítios de início da transcrição (TSSs) de cada gene. Extraímos seqüências a 5 dos TSSs dos 198 genes de ORs e dos 39 genes de V1Rs e buscamos por motivos de DNA comuns, presentes em várias dessas regiões promotoras, que pudessem ser 6 candidatos a elementos cis-atuantes envolvidos na regulação geral desses genes de receptores sensoriais. Identificamos, na grande maioria das regiões promotoras dos genes de ORs e dos genes de V1Rs analisadas, a presença de motivos semelhantes a sítios de ligação para os fatores de transcrição O/E que são fatores de transcrição já caracterizados e envolvidos com a expressão de genes específicos do sistema olfatório. Ensaios de EMSA mostraram que os motivos semelhantes aos sítios de ligação de O/E identificados interagem com proteínas nucleares de epitélio olfatório, mas não interagem com proteínas nucleares de cérebro e fígado. Identificamos também nas regiões promotoras de genes de V1Rs a presença de um sítio de ligação que não se assemelha a nenhum sítio de ligação de fatores de transcrição conhecido. Esse motivo de DNA, além de estar presente na maioria dos promotores de genes de V1Rs analisados (77% do total de 39 genes pesquisados), também aparece, com alta frequência, em promotores de genes de ORs (52% do total de 198 genes analisados), preferencialmente próximo aos TSSs. Ensaios de interação in vitro indicam que este novo motivo de DNA interage com proteínas nucleares extraídas de órgão vomeronasal e também de epitélio olfatório, mas não interage com proteínas nucleares de cérebro, fígado e pulmão. Nosso trabalho mostra que genes de ORs e de V1Rs compartilham elementos comuns em suas regiões promotoras os quais podem ser sítios de ligação de fatores de transcrição específicos do sistema olfatório envolvidos no mecanismo de regulação da expressão desses genes. / In the mouse genome there are approximately 1000 genes that encode olfactory receptors (ORs) and 150 genes that encode type 1 vomeronasal receptors (V1Rs) dispersed in various chromosomes. Each olfactory or vomeronasal neuron selects one single allele from one single receptor gene (OR or V1R) for expression while the rest of the repertoire remains silenced. The mechanisms underlying OR and V1R gene expression are still unknown. The similarities of the pattern of expression in both types of olfactory sensory neurons suggest that the regulation of OR and V1R gene expression may be under the control of a common mechanism. Until now, promoter regions of different OR and V1R genes had not been extensively analyzed. We carried out a comprehensive analysis in which the upstream regions of a large number of different OR and V1R genes were compared. First, using the RLM-RACE strategy, combined with degenerate PCR we generated hundreds of complete 5UTR cDNAs for a total of 198 OR genes and 39 V1R genes. Then, these cDNAs were aligned against the mouse genome sequence and the transcription start sites (TSSs) were precisely determined. Sequences upstream of the TSSs were retrieved and searched for common DNA motifs that may play a role as cis-acting elements involved in the general regulation of OR and V1R gene expression. The analysis revealed the presence of motifs that resemble O/E-like sites overrepresented in the OR and V1R promoter regions. These O/E-like motifs specifically interact with nuclear protein prepared from olfactory epithelium, but not from brain and liver. 8 We also identified a new motif that does not resemble any known transcription factor binding site. Besides, this new motif is present in 77% of the 39 V1R promoter regions and in 52% of the 198 OR promoter regions analyzed, preferentially concentrated near the TSSs. Interestingly, binding assays indicate that this new motif interacts with nuclear proteins prepared from the vomeronasal and the olfactory epithelia, but not from brain, liver and lung. Our results indicate that OR and V1R genes share common promoter elements that may be binding sites for specific olfactory transcription factors and may play a role in a common mechanism of olfactory and vomeronasal gene regulation

Pseudomonas aeruginosa é uma gamaproteobactéria ubíqua capaz de infectar indivíduos imunocomprometidos e causar infecções hospitalares. Entre duas repetições diretas situadas na ilha de patogenicidade PAPI-1 da linhagem PA14, encontram-se dois grupos de genes transcritos em direções opostas. O primeiro, composto de pvrS, pvrR, rcsC e rcsB, codifica proteínas de sistemas de dois componentes e está relacionado com virulência, enquanto o segundo compreende cinco genes (cupD1-D5) e codifica uma fímbria do tipo chaperoneusher, com alta similaridade com o grupo cupA, envolvido na formação de biofilme em outras linhagens de P. aeruginosa. Fímbrias da mesma família são importantes na patogenicidade de outras bactérias. Com o objetivo de estudar a relação entre esses dois grupos de genes, procurou-se caracterizar sua organização por ensaios de RT-PCR, que possibilitaram observar a disposição dos genes dos sistemas de dois componentes em dois operons distintos (pvrRS e rcsCB) e, pelo menos, cupD1-cupD2 como uma unidade transcricional, com indícios apontando para a organização de cupD1-D5 em um único operon. Os inícios de transcrição e as regiões promotoras de cada operon foram caracterizados por experimentos de RACE 5 e extensão de oligonucleotídeo marcado em busca de seqüências relevantes para a ativação da expressão desses genes. Visando investigar a regulação da expressão da fímbria CupD pelos sistemas de dois componentes codificados pelos genes adjacentes, foram realizados ensaios de qRT-PCR, os quais mostraram uma menor expressão de cupD na linhagem mutante para rcsB. RcsB apresenta um domínio de ligação a DNA e, apesar da falta de sucesso em ensaios de ligação dessa proteína à região promotora de cupD, os dados obtidos por qRT-PCR 1 indicam fortemente que essa proteína funciona como um ativador de transcrição dos genes da fímbria. Corroborando esses achados, somente quando se utilizou RNA extraído de P. aeruginosa PA14 superexpressando RcsB foi possível visualizar no gel a banda referente ao início de transcrição de cupD1-D2 no ensaio de extensão de oligonucleotídeo. Ao contrário do efeito positivo de RcsB observado na transcrição de cupD1, cupD2 e cupD5, a histidina quinase RcsC atua negativamente na expressão dos genes da fímbria, sugerindo que, nesse caso, sua atividade predominante sobre RcsB seja a de fosfatase. PvrS e PvrR parecem atuar de forma indireta e positiva sobre cupD. Como um segundo objetivo do trabalho, ensaios de virulência de P. aeruginosa no hospedeiro-modelo Dictyostelium discoideum foram otimizados, com o estabelecimento de uma técnica para se testar alguns genes estudados no laboratório que podem ser relevantes para a virulência dessa bactéria. Resultados desses ensaios confirmaram a atenuação de mutantes para uma suposta metiltransferase, já observada em modelos de planta, camundongo e drosófila. Em conjunto, os resultados desse trabalho tornam-se informações valiosas para serem usadas na pesquisa de controle de infecções por P. aeruginosa, que depende de fímbrias para colonizar com sucesso superfícies abióticas que servem de veículo de disseminação desse agente infeccioso e para que as bactérias possam persistir no organismo do hospedeiro. / Pseudomonas aeruginosa is a ubiquitous gammaproteobacteria able to infect immunocompromised individuals and to cause nosocomial infections. Between two direct repeats in the PAPI-1 pathogenicity island present in strain PA14, there are two gene clusters transcribed in opposite directions. The first, composed of pvrS, pvrR, rcsC and rcsB, encodes two-component systems proteins and is implicated in virulence, whereas the second comprises five genes (cupD1-D5) encoding a chaperone-usher fimbria with high similarity to cupA, a gene cluster involved in biofilm formation in other strains of P. aeruginosa. Fimbriae belonging to the same family of Cup are related to pathogenicity of other bacteria. In order to study the relationship between these two clusters, the organization of the genes in operons was characterized using RT-PCR, which results lead to the conclusion that the twocomponent systems genes are arranged into two different operons (pvrSR and rcsCB) and that cupD1-D2 share the same promoter, with some evidences that the operons extends from cupD1 to cupD5. The transcription start sites and the promoter regions of each operon were characterized with RACE 5 and primer extension assays to look for sequences that could be relevant to the activation of expression of these genes. Quantitative RT-PCR assays were carried out to investigate whether the expression of CupD fimbriae is regulated by the twocomponent systems encoded by the adjacent genes and the results showed a lower expression of cupD in the rcsB mutant strain than in the wild-type. RcsB bears a DNA-binding domain and, although our assays of DNA-protein interactions have failed, data obtained by qRT-PCR 1 strongly indicate that this protein functions as a transcription activator of fimbrial genes. These findings were corroborated by the primer extension assay, in which the band corresponding to the transcriptional start of cupD1-D2 was visible only when the reaction was performed with the RNA extracted of P. aeruginosa overexpressing RcsB. Unlike the effect observed for RcsB in cupD1, cupD2 and cupD5 transcription, the histidine quinase RcsC acts negatively in the fimbrial genes expression, suggesting that it might function predominantly as a RcsB phosphatase. PvrS and PvrR seem to regulate cupD positively and indirectly. As a second aim of this work, virulence assays of P. aeruginosa in the model host Dictyostelium discoideum were optimized, and a technique for testing genes studied in the laboratory that could be important for Pseudomonas virulence was established. These assays confirmed the attenuation-in-virulence of strains mutant in a putative methyltransferase gene, as observed before in plant, mouse and drosophila models. The results obtained in this work may contribute to P. aeruginosa infection control research, since this bacterium depends on fimbriae to successfully colonize abiotic surfaces that act as a dissemination vehicle, and to allow the bacteria to persist into the host organism.

No genoma de camundongo existem por volta de 1000 genes que codificam para receptores olfatórios (ORs) e 150 genes que codificam para receptores de feromônios do tipo 1 (V1Rs) distribuídos em vários cromossomos. Cada neurônio olfatório e vomeronasal seleciona um único alelo de um único gene de receptor OR ou de V1R, respectivamente, para expressar enquanto que o restante do repertório é mantido silenciado. Os mecanismos que regulam esse padrão de expressão não são conhecidos. As similaridades no padrão de expressão dos genes de ORs e de V1Rs sugerem que o mecanismo de regulação possa ser comum. Até então poucas regiões promotoras de genes de ORs e de genes de V1Rs haviam sido experimentalmente determinadas e pesquisadas. Realizamos uma análise na qual regiões a montante de um grande número de diferentes genes de ORs e de genes de V1Rs foram comparadas. Primeiro, utilizando a técnica de RLMRACE, combinada com o uso de oligonucleotídeos capazes de reconhecer regiões conservadas entre diversos membros das famílias de genes de ORs e de V1Rs, geramos centenas de cDNAs contendo a região 5UTR completa para um total de 198 genes de ORs e 39 genes de V1Rs diferentes. Então, alinhamos as sequências desses cDNAs contra o genoma de camundongo e localizamos a posição exata dos sítios de início da transcrição (TSSs) de cada gene. Extraímos seqüências a 5 dos TSSs dos 198 genes de ORs e dos 39 genes de V1Rs e buscamos por motivos de DNA comuns, presentes em várias dessas regiões promotoras, que pudessem ser 6 candidatos a elementos cis-atuantes envolvidos na regulação geral desses genes de receptores sensoriais. Identificamos, na grande maioria das regiões promotoras dos genes de ORs e dos genes de V1Rs analisadas, a presença de motivos semelhantes a sítios de ligação para os fatores de transcrição O/E que são fatores de transcrição já caracterizados e envolvidos com a expressão de genes específicos do sistema olfatório. Ensaios de EMSA mostraram que os motivos semelhantes aos sítios de ligação de O/E identificados interagem com proteínas nucleares de epitélio olfatório, mas não interagem com proteínas nucleares de cérebro e fígado. Identificamos também nas regiões promotoras de genes de V1Rs a presença de um sítio de ligação que não se assemelha a nenhum sítio de ligação de fatores de transcrição conhecido. Esse motivo de DNA, além de estar presente na maioria dos promotores de genes de V1Rs analisados (77% do total de 39 genes pesquisados), também aparece, com alta frequência, em promotores de genes de ORs (52% do total de 198 genes analisados), preferencialmente próximo aos TSSs. Ensaios de interação in vitro indicam que este novo motivo de DNA interage com proteínas nucleares extraídas de órgão vomeronasal e também de epitélio olfatório, mas não interage com proteínas nucleares de cérebro, fígado e pulmão. Nosso trabalho mostra que genes de ORs e de V1Rs compartilham elementos comuns em suas regiões promotoras os quais podem ser sítios de ligação de fatores de transcrição específicos do sistema olfatório envolvidos no mecanismo de regulação da expressão desses genes. / In the mouse genome there are approximately 1000 genes that encode olfactory receptors (ORs) and 150 genes that encode type 1 vomeronasal receptors (V1Rs) dispersed in various chromosomes. Each olfactory or vomeronasal neuron selects one single allele from one single receptor gene (OR or V1R) for expression while the rest of the repertoire remains silenced. The mechanisms underlying OR and V1R gene expression are still unknown. The similarities of the pattern of expression in both types of olfactory sensory neurons suggest that the regulation of OR and V1R gene expression may be under the control of a common mechanism. Until now, promoter regions of different OR and V1R genes had not been extensively analyzed. We carried out a comprehensive analysis in which the upstream regions of a large number of different OR and V1R genes were compared. First, using the RLM-RACE strategy, combined with degenerate PCR we generated hundreds of complete 5UTR cDNAs for a total of 198 OR genes and 39 V1R genes. Then, these cDNAs were aligned against the mouse genome sequence and the transcription start sites (TSSs) were precisely determined. Sequences upstream of the TSSs were retrieved and searched for common DNA motifs that may play a role as cis-acting elements involved in the general regulation of OR and V1R gene expression. The analysis revealed the presence of motifs that resemble O/E-like sites overrepresented in the OR and V1R promoter regions. These O/E-like motifs specifically interact with nuclear protein prepared from olfactory epithelium, but not from brain and liver. 8 We also identified a new motif that does not resemble any known transcription factor binding site. Besides, this new motif is present in 77% of the 39 V1R promoter regions and in 52% of the 198 OR promoter regions analyzed, preferentially concentrated near the TSSs. Interestingly, binding assays indicate that this new motif interacts with nuclear proteins prepared from the vomeronasal and the olfactory epithelia, but not from brain, liver and lung. Our results indicate that OR and V1R genes share common promoter elements that may be binding sites for specific olfactory transcription factors and may play a role in a common mechanism of olfactory and vomeronasal gene regulation

Muitas plantas apresentam crescimento indeterminado e são capazes de produzir novos órgãos e tecidos ao longo de todo seu ciclo de vida. Essa capacidade é devida parcialmente à expressão altamente regulada de genes específicos, tais como os genes SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPLs). SPLs codificam fatores de transcrição específicos de plantas que desempenham papéis importantes em diferentes aspectos do desenvolvimento, tais como mudança de fase juvenil-adulto, definição da arquitetura da planta e amadurecimento do fruto. A maioria dos genes SPLs são pós-transcricionalmente regulados pelo microRNA (miRNA) miR156. Apesar de alguns aspectos regulados pelas SPLs serem bem estudados, suas funções moleculares durante o desenvolvimento do fruto são pouco compreendidas. Neste trabalho, nós geramos 22 eventos transgênicos de Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom (MT) superexpressando o precursor AtMIR156b. Plantas transgênicas exibiram morfologia foliar e floral anormal além de alteração na arquitetura vegetal. Interessantemente, a maioria dos eventos apresentou frutos de crescimento indeterminado, os quais não apresentam sementes sendo caracterizados pelo crescimento de frutos secundários além da presença de estruturas vegetativas e meristemas florais ectópicos. Fazendo uso da técnica de RT-qPCR, nós encontramos uma robusta correlação entre expressão do miR156 e o fenótipo dos frutos, sugerindo que esta rota regula o desenvolvimento e determinação do fruto de tomateiro. O mutante de tomateiro Mouse ears (Me) apresenta um fraco nível de indeterminação no fruto, sendo que os níveis do transcrito miR156 maduro são maiores no fruto mutante quando comparado aos controles MT, mas significativamente menores que nos frutos transgênicos. Oito SPLs de tomateiro foram silenciadas em diferentes níveis em frutos de diferentes eventos transgênicos e no mutante Me. O fator de transcrição do tipo MADS-box MACROCALYX (MC), o qual é ortólogo ao gene APETALA1 (AP1) de arabidopsis (alvo direto in vivo da proteína SPL3), afeta a determinação da inflorescência e o desenvolvimento das sépalas. A expressão de MC foi severamente reduzida nos frutos dos eventos transgênicos, mas não no mutante Me. Este dado sugere que a desregulação da expressão de MC deve ser responsável pelo forte fenótipo de indeterminação do fruto observados nos eventos transgênicos. Tomados em conjunto, nossos dados sugerem uma nova função para a via genética mir156/SPL na regulação do desenvolvimento e determinação de frutos carnosos, provavelmente através da regulação da expressão de MC. / Many plants have indeterminate growth and are capable of producing new organs and tissues throughout their life. This capability is partially due to the highly regulated expression of specific genes such as SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPL) genes. SPLs encode plant-specific transcription factors that play important roles in development, such as phase transition, plant architecture, and fruit ripening. Most SPL genes are post-transcriptionally regulated by the microRNA (miRNA) miR156. Although some developmental aspects regulated by SPLs have been well studied, their molecular roles during fruit development are poorly understood. In this work, we generated 22 transgenic events of Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom (MT) overexpressing AtMIR156b precursor. Transgenic plants exhibit abnormal leaf and flower morphology and altered vegetative architecture. Interestingly, most events display navel-like fruits that are seedless and characterized by the growth of secondary fruits and present leaf-like structures as well as ectopic flowering meristems. By using RT-qPCR, we found a robust correlation between miR156/SPL expression and the fruit phenotype, suggesting that this pathway regulates tomato fruit development and determinacy. The tomato mutant Mouse ears (Me) displays a weak level of fruit indeterminacy. Levels of mature miR156 transcripts are higher in fruits from the mutant as comparing to MT fruits, but significantly lower than in transgenic fruits. Eight tomato SPLs were downregulated at variable levels in fruits from distinct transgenic events and Me plants. The MADS-type of transcription factor Macrocalyx (MC) gene is an orthologue of Arabidopsis AP1 (a direct in vivo target of SPL3) and affects tomato inflorescence determinacy and sepal development. MC was severely downregulated in fruits from transgenics but not in fruits from Me mutant. This data suggests that the MC misregulation may lead to the strong fruit indeterminacy phenotype observed in the transgenic events. Taken together, our data suggest a new function for miR156/SPL pathway in regulating fruit development and determinacy likely through the regulation of MC expression.

As células mesangiais (CM) apresentam papel essencial na fisiologia glomerular normal, e alterações em seu fenótipo levam ao desenvolvimento de glomerulopatias. A fase tardia da glomerulopatia diabética é caracterizada por fibrose e morte por apoptose das CM. Portanto, a identificação de novos elementos envolvidos nas modificações patológicas das CM facilitaria a compreensão da fisiopatologia das doenças glomerulares. A família de genes ID está implicada em processos celulares distintos, como proliferação, diferenciação e apoptose. O presente estudo tem por finalidade investigar as interações do gene ID1, com o DNA e/ou proteínas, em CM humanas. Aqui demonstramos que Id1 interage com o fator de transcrição USF2, inibindo sua atividade transcricional. Adicionalmente, demonstramos que BMP-7 e Id1 antagonizam a morte celular induzida por TGF<font face=\"Symbol\">b-1 por inibir a atividade de USF2. Nossos dados apontam para uma nova via molecular portencialmente relevante para o melhor entendimento da patogênese das doenças renais crônicas. / Mesangial cells (MC) play an essential role in normal function of the glomerulus. Phenotypic changes in MC lead to the development of glomerophaties. The late phase of diabetic glomerulopathy is characterized by fibrosis and death of MC. Thus, the identification of novel elements involved in these alterations would facilitate the comprehension of the pathophysiology of glomerular diseases. The ID (Inhibitors of DNA binding) family of genes has been implicated in diverse cellular processes, such as proliferation, differentiation, and apoptosis control. This study aims to investigate the interactions of ID1, with DNA or proteins, in human mesangial cells. We demonstrated that Id1 binds specifically to the transcription factor USF2. In addition, we show that BMP-7 and Id1 antagonize TGF<font face=\"Symbol\">b-1 induced death by inhibiting USF2 activity in human MC. In conclusion, our results point to a novel molecular path involved in the pathogenesis of glomerular diseases.

A conversão da proteína prion celular normal (PrPc), cuja função ainda esta sob investigação, para a forma infecciosa (PrPsc) é a causa de algumas doenças neurodegenerativas em humanos e animais. Vários estudos têm sido realizados e mostram que PrPc pode participar de processos normais como memória, estresse oxidativo, neuritogênese e outros. Portanto, a elucidação dos processos de regulação de sua expressão é importante tanto para definir uma estratégia para controlar a infecção quanto para entender melhor a função fisiológica de PrPc. Este trabalho tem por objetivo avaliar a expressão do gene de PrPc, a partir da regulação da atividade de seu promotor frente a drogas que foram eleitas de acordo com a composição dos elementos de resposta a fatores de transcrição nele contidos. Para isto o promotor foi clonado em um vetor contendo o gene \"reporter\" de luciferase, células C6 e PC-12 foram transfectadas e clones com expressão estável de luciferase foram selecionados. Os resultados dos tratamentos dos clones celulares mostram que éster de forbol (TPA) e AMPc induzem a atividade do promotor de 1,5 a 3 vezes, ácido retinóico (RA) diminui esta atividade em cerca de 50% enquanto que NGF e Dexametasona não têm efeito. A dependência da conformação da cromatina na regulação deste gene também foi testada utilizando-se Tricostatina A (TSA), esta droga foi capaz de aumentar de 10 a 4.000 vezes a atividade do promotor, o que foi seguida tanto pela indução de expressão do RNAm quanto da proteína PrPc. Este efeito parece não ser generalizado a todos os promotores uma vez que esta droga não alterou expressão de GAPDH e de &#946;-actina. Quando TPA e AMPc foram associados à TSA uma potencialização do efeito indutor destas drogas foi observada e a associação de RA e TSA mostrou que RA reduz a indução gerada por TSA. Estes novos dados indicam que a regulação de PrPc é extremamente dependente da conformação da cromatina. / Conversion of the cellular normal prion protein (PrPc), whose physiological function is still under investigation, to an infectious form called prion is the cause of some neurodegenerative diseases. Therefore, the elucidation of PrPc gene regulation is important both to define a strategy to control the infection and to better understand PrPc function. We cloned the rat PrPc gene promoter region into a luciferase reporter vector, transfected C6 and PC-12 cells and isolated clones with stable luciferase expression. The phorbol ester TPA and cAMP induced promoter activity by 1.5 to 3 times, retinoic acid decreased it by 50% while NGF and dexamethasone had no effect. We also tested the dependence of chromatin conformation for PrPc promoter activity using Trichostatin A (TSA), which was able to highly increase not only promoter activity but also PrPc rnRNA and protein leveIs. Moreover, the TSA effect seems to be restricted since any alteration was observed regarding GAPDH (Glyiceraldehyde 3-phosphate desydrogenase) and &#946;-actin expression. When cAMP, TPA or retinoic acid were associated with TSA a potentiation of their primary effects was observed. These new data indicate that PrPc gene regulation is highly dependent on disruption of chromatin fiber assembly what permits assess of trascription factors.

Para elucidar as vias genéticas controlando a formação das câmaras cardíacas, foi analisada a regulação do promotor atrial-específico do gene de codorna que codifica a isoforma lenta da cadeia pesada de miosina (slow myosin heavy chain 3 -SMyHC3). Em camundongos transgênicos, a expressão atrial-específica dos 840 pb do promotor SMyHC3 fundido ao gene repórter da fosfatase alcalina (HAP), SMyHC3-HAP, é controlada pelos 72 pb mais distais deste promotor. Este fragmento contém sítios putativos para ligação a receptores nucleares os quais foram denominados ECRRN (elemento complexo de resposta a receptores nucleares), definidos por modelagem molecular. Tratamento de embriões SMyHC3-HAP com ácido retinoico (AR) expande o domínio atrial de expressão do transgene, enquanto que a inibição da via de sinalização por AR reduz o domínio de expressão do transgene. Ensaios de gel shift revelam que os receptores de AR, RAR/RXR se ligam fracamente a esse promotor. Também, esses receptores não ativam o promotor SMyHC3 em experimentos de transfecção transiente, mesmo na presença de coativadores, tais como p300, CBP e GRIP1. Isso sugere a participação indireta de AR na regulação deste marcador atrial. Ensaios de transfecção celular demonstram que COUPTF2 é capaz de ativar o promotor SMyHC3 e, siRNA contra COUPTF2 inibe esta transativação. Embriões tratados com AR apresentam um aumento geral da expressão de COUPTF2, reforçando a idéia de que AR age indiretamente ativando este gene. Estudos de bioinformática revelam que o ECRRN está presente na região 3 do gene AMHC1 de galinha e alinhamentos indicam que pode se tratar de um elemento móvel que pode ter sido adquirido por um evento de exaptação. Em resumo, COUPTF2 e AR controlam a expressão do promotor SMyHC3, porém a natureza da relação entre os 2 elementos necessita ser elucidada. / To elucidate the genetic pathways controlling cardiac chamber formation, the atrial specific gene promoter SMyHC3 was analyzed. In transgenic mice, the atrial specific expression an 840 bp of the SMyHC3 promoter was linked to reporter gene human alkaline phosphatase (HAP), SMyHC3-HAP. By directed mutagenesis and deletion analysis we identified the more distal 72 bp of the promoter as responsible of the atrial expression. This fragment contains putative binding sites to nuclear receptors, the CNRRE (complex nuclear receptor response element), defined by molecular modeling. RA (retinoic acid) treatment in SMyHC3-HAP embryos expands the atrial domain. However, the RA effectors, RXR/RAR bind with low affinity to the SMyHC3 promoter. These receptors are not able to activate the promoter even in the presence of coactivators such as p300, CBP and GRIP1. These results suggest that RA acts indirectly to regulate this atrial marker. Cell transient transfection shows that COUPTF2 activate the SMyHC3 promoter, and COUPTF2 siRNA inhibits the transactivation of the SMyHC3 promoter. Treatment of embryos with RA increases the COUPTF2 expression reinforcing the idea that this receptor could be regulatedindirectly by RA. Bioinformatic studies revealed that CNRRE is present in the 3 region of the ortholog chicken AMHC1 gene. Alignments indicate that this CNRRE could have been acquired by an exaptation event. In conclusion, the SMyHC3 promoter seems to be controlled by RA and COUPTF2 governing atrial expression. However the nature of relationships between RA and COUPTF2 need to be elucidated.