Orientador: Michel Georges Albert Vincentz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T14:21:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Viana_AmericoJoseCarvalho_D.pdf: 5804951 bytes, checksum: a3c65fa34ad298641a9b177952050af3 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O fator de transcrição do tipo basic leucine leucine zipper (bZIP) de Arabidopsis thaliana AtbZIP63 faz parte da via de resposta a carência energética coordenada pelas quinases KIN10/11, integradoras centrais dos sinais relacionados ao estado de privação de energia. O mutante de inserção de T-DNA atbzip63-2 apresenta uma redução do crescimento e desenvolvimento das folhas assim como um atraso do florescimento em comparação ao tipo selvagem (TS, acesso Ws) quando cultivado em fotoperíodo de dia curto (10 h/14 h). Condições de fotoperíodo de dia longo ou luz contínua promoveram uma reversão parcial ou completa, respectivamente, do fenótipo mutante para o tipo selvagem, levantando a possibilidade de que este fenótipo seja o resultado de uma carência energética. Plantas silenciadas para expressão de AtbZIP63 por RNAi apresentaram características similares a do mutante atbzip63-2 confirmando o envolvimento deste fator de transcrição no crescimento. O perfil de expressão gênica e os níveis de alguns metabólitos do mutante atbzip63-2 indicaram que AtbZIP63 participa do controle da degradação do amido, pois a expressão de alguns genes centrais na degradação deste carboidrato de reserva está desregulada neste mutante. Mostramos que as oscilações no nível do transcrito AtbZIP63 são reguladas pelo relógio circadiano e a fase da oscilação do AtbZIP63 é aparentemente influenciada pela disponibilidade de carboidratos na célula. Além de estar sob o controle do relógio, AtbZIP63 também atua como um ativador direto da expressão de PRR7, que codifica um dos componentes chave do oscilador central do relógio. Portanto, evidenciamos uma interação recíproca entre o relógio e AtbZIP63 que possivelmente está impactando o processo de degradação do amido à noite. Este conjunto de evidências revela novos aspectos do ajuste do relógio circadiano pelo status de açúcar na célula que estão de acordo com trabalhos recentes mostrando que os açúcares afetam diretamente o funcionamento do relógio. Nossa hipótese é que o AtbZIP63 está agindo como um mediador entre a disponibilidade de viii açúcar e o mecanismo oscilatório do relógio circadiano de A. thaliana. Adicionalmente, verificamos que o perfil de transcritos no final do dia no mutante atbzip63-2 é diferente do observado no final da noite, sugerindo a participação do AtbZIP63 na regulação de genes envolvidos em redes regulatórias distintas em função do período do dia. Dentre os genes desregulados no atbzip63-2 no final do dia, observamos um enriquecimento para genes relacionados com metabolismo secundário e síntese de trealose, o que sugere a participação do AtbZIP63 na regulação da síntese destes compostos durante o dia, e possivelmente reflete a ocorrência de stress no mutante / Abstract: he Arabidopsis thaliana basic leucine zipper domain (bZIP) AtbZIP63 transcription factor is part of the response pathway to energy shortage coordinated by kinases KIN10/11. The T-DNA insertion mutant atbzip63-2 shows a reduction in the growth and development of leaves, as well as a delay in flowering compared to wild type (WT; ecotype Ws), when grown in short-day conditions. Long day or continuous light conditions promoted a partial or complete reversion, respectively, of the mutant to wild-type phenotype, raising the possibility that this phenotype is the result of an energy shortage. Plants silenced for AtbZIP63 showed similar characteristics to the atbzip63-2 mutant, confirming the involvement of this transcription factor in the growth. The gene expression profile and the levels of some metabolites of the atbzip63-2 indicated that AtbZIP63 takes part in the control of starch degradation, regulating the expression of some key genes in starch degradation. Diurnal AtbZIP63 mRNA level fluctuation is regulated by the circadian clock, and the phase oscillation is influenced by the availability of carbohydrates. In addition, to be controlled by the circadian clock, AtbZIP63 directly regulates the expression of PRR7 which encodes one of the key regulators of the core clock. We have therefore identified a reciprocal interaction between the clock and AtbZIP63 which is probably affecting the starch degradation process. This set of evidence reveals new aspects of the entrainment of the circadian clock by sugars, and is consistent with recent studies showing that sugars directly regulate the circadian clock. Our hypothesis is that AtbZIP63 is acting as a mediator between the energy status (availability of sugar) and the oscillatory mechanism of the A. thaliana circadian clock. Additionally, we found that the profile of transcripts at the end of the day in atbzip63-2 mutant is different from that observed in the end of the night, suggesting the involvement of AtbZIP63 in the regulation of genes involved in distinct regulatory networks according to the period of day. Among the genes deregulated in atbzip63-2 at the end of the x day, an enrichment for genes related to secondary metabolism and trehalose biosynthesis was observed. Suggesting the involvement of AtbZIP63 in regulating the synthesis of these compounds during the day, and probably reflects the occurrence of stress in the mutant / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

O surgimento e a evolução da vida na terra foram possíveis graças ao desenvolvimento de mecanismos temporais precisos capazes de ajustar os processos fisiológicos que ocorriam no interior do organismo com os ciclos ambientais, promovendo assim, ganhos na capacidade adaptativa e reprodutiva dos indivíduos. Neste contexto, luz e temperatura são as duas pistas temporais mais relevantes para resetar o relógio endógeno e, aparentemente, esses dois zeitgebers trabalham juntos para manter os ritmos circadianos. Uma ampla gama de fotorreceptores e fotopigmentos evoluiu no sentido de perceber com alta sensibilidade a informação fótica fornecida pelo ambiente e, recentemente, foi demonstrado que a detecção de temperatura também pode ser exercida pelos fotopigmentos rodopsina e melanopsina, sendo mediada por canais TRP (Shen et al., 2011). Consideramos as células B16-F10 Per1::Luc como um modelo promissor para o estudo de luz e temperatura em relógios periféricos, uma vez que essa linhagem expressa os dois fotopigmentos apontados com função de termorreceptores em Drosophila. Nossos estudos nos permitiram verificar que a luz não atua como um agente sincronizador nessas células, que se mantiveram em livre curso mesmo após um pulso de 10 min de luz azul (650 lux). Por outro lado, um pulso de temperatura de 2,5º C acima da temperatura de manutenção por 1h atuou ajustando a expressão do gene Per1, imprimindo um ritmo circadiano, diferentemente do observado no controle. Com base nessas informações, hipotetizamos que a informação de luz, percebida via melanopsina na retina de mamíferos, levaria a regulação da temperatura circadiana pelo NSQ, e a temperatura corporal, por sua vez, poderia atuar como uma pista interna para a sincronização dos tecidos periféricos, tendo os canais TRP como mediadores. Para responder esta questão, utilizamos camundongos WT e TrpV1 KO submetidos a diferentes protocolos de luz e avaliamos a expressão de genes do relógio Per1, Per2, Clock e Bmal1 e dos canais TrpV1 e TrpA1 em tecidos periféricos. Identificamos que a glândula suprarrenal, fígado e tecido adiposo marrom possuem uma maquinaria do relógio tipicamente ativa e acreditamos que a oscilação dos genes de relógio observada nesses tecidos é expressiva. Interessantemente, vimos também que o TrpV1, além de ser expresso nos tecidos analisados em animais WT, apresenta uma transcrição rítmica no fígado e tecido adiposo marrom de animais em LD, corroborando nossa hipótese de que canais TRP atuam como mediadores da informação de luz aos tecidos periféricos. Dadas as diferenças encontradas entre os animais WT e TrpV1 KO, sugerimos que a presença do canal TRPV1 pode ser essencial, embora seu grau de envolvimento varie de acordo com o tecido. No que diz respeito ao canal TRPA1, encontramos dois resultados que merecem ser destacados. Primeiramente, identificamos no fígado de camundongos TrpV1 KO mantidos em LD uma provável compensação da expressão de TrpA1 na ausência de TrpV1 e, curiosamente, que o tecido adiposo marrom não expressa o canal TrpA1. Considerando os resultados deste trabalho sobre o envolvimento dos canais TRP em resposta à luz e temperatura, acreditamos ter fortalecido nossa hipótese inicial, principalmente após demonstrarmos o papel do canal TRPV1 e que tecidos periféricos são sincronizados por alterações de temperatura. / The life emergence and evolution on Earth were made possible by the development of precise temporal mechanisms able to adjust the physiological processes within an organism with environmental cycles, thus promoting gains in the adaptive and reproductive capacity of the individuals. In this context, light and temperature are the two most relevant time cues to reset the endogenous clock; apparently these two zeitgebers work together to keep the circadian rhythms. A wide variety of photoreceptors and photopigments evolved in order to precisely perceive the photic information provided by the environment, and recently it has been shown that the temperature detection can also be exerted by the photopigments rhodopsin and melanopsin, being mediated by TRP channels (Shen et al., 2011). We have identified B16-F10 Per1::Luc cells as a promising model for the study of light and temperature effects on peripheral clocks, since this cell line expresses both photopigments pointed as thermoreceptors in Drosophila. Our studies allowed us to demonstrate that light does not act as a synchronizing agent on those cells, which remained in free running after a 10 min pulse of blue light (650 lux). On the other hand, a temperature pulse of 2.5º C above the maintenance temperature, for 1h, adjusted Per1 gene expression, imprinting a circadian rhythm, which was not observed in the control. Based on this information, we hypothesized that the light perceived via melanopsin by the mammalian retina would lead to the regulation of the circadian temperature by the SCN, and the body temperature, in turn, could act as an inner cue for the synchronization of the peripheral tissues, having the TRP channels as mediators. To answer this question, we have used WT and TrpV1 KO mice under different light protocols and evaluated the expression of clock genes Per1, Per2, Clock and Bmal1 and TrpV1 and TrpA1 channels in peripheral tissues. We found that the adrenal gland, liver and brown adipose tissue have a typically active clock machinery, and the oscillation of clock genes observed in these tissues is significant. Interestingly, we observed that TrpV1 is expressed in those tissues, and presents a rhythmic transcription in the liver and brown adipose tissue of LD maintained animals, confirming our hypothesis that TRP channels act as mediators of light information to peripheral tissues. In face of the differences between WT and trpV1 KO animals, we suggest that the presence of the TRPV1 channel may be essential, although its degree of involvement may vary according to the tissue. In terms of TRPA1 channel, we found two results that deserve to be highlighted. Firstly, we identified in the liver of TrpV1 KO mice maintained in LD a presumable compensation of TrpA1 expression in the absence of TrpV1 and, interestingly, the brown adipose tissue does not express TrpA1 channel. Considering the findings of this study on the participation of TRP channels in responses to light and temperature, we believe we have strengthened our initial hypothesis, especially after we have demonstrated the role of TRPV1 channel, and that peripheral tissues may be synchronized by temperature changes.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernando Biazi Nascimento.pdf: 3885211 bytes, checksum: 52d266afc3ffddce2e0abc915e2471a1 (MD5) Previous issue date: 2014-10-23 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / The present work consists of an implementation of time distribution protocol based on PTP disclosed in the IEC 61588:2009 / IEEE 1588-2008 standard to be used in low-power wireless devices. The distribution of time is important to determine the order of occurrence of events marked in distinct counts that can then be related. And the problems of lack of synchronicity are evident in circumstances ranging from the study of historical facts up to the investigation of intruders in modern equipments connected to the internet. The work included development of a completely new software for the microcontroller MSP430F2274TM using the CC2480TMnetwork controller. The implementation of the protocol considers one of the mechanisms described by the standard and remains very close to it, not fully conformant mainly because of lack of resources on the used device, but the expected behavior was kept. The devices synchronize the time between them and sintonize their time counting, in a way to reduce, as much as possible, the adjustments of further synchronizations. / O presente trabalho consiste em uma implementação de protocolo de distribuição de tempo baseado no PTP, definido na norma IEC 61588:2009/IEEE 1588-2008 a ser utilizado em dispositivos sem fio de baixo consumo de energia. A distribuição de tempo é importante para determinar a ordem de ocorrência de eventos marcados em contagens distintas que podem então ser relacionadas. E os problemas de falta de sincronia são evidentes em circunstâncias que vão de estudo de fatos históricos até a verificação de intrusos em equipamentos modernos conectados à internet. O trabalho contou com desenvolvimento de um software completamente novo para o micro-controlador MSP430F2274TM utilizando o controlador de rede CC2480TM. A implementação do protocolo considera um dos mecanismos apresentados pela norma e ficou muito próxima, não atendendo-a plenamente principalmente por falta de recursos no dispositivo utilizado, mas manteve o comportamento previsto. Os dispositivos sincronizam os tempos entre eles e sintonizam suas contagens de tempo, de forma a reduzir, tanto quanto possível, o ajuste de futuras sincronizações.

O surgimento e a evolução da vida na terra foram possíveis graças ao desenvolvimento de mecanismos temporais precisos capazes de ajustar os processos fisiológicos que ocorriam no interior do organismo com os ciclos ambientais, promovendo assim, ganhos na capacidade adaptativa e reprodutiva dos indivíduos. Neste contexto, luz e temperatura são as duas pistas temporais mais relevantes para resetar o relógio endógeno e, aparentemente, esses dois zeitgebers trabalham juntos para manter os ritmos circadianos. Uma ampla gama de fotorreceptores e fotopigmentos evoluiu no sentido de perceber com alta sensibilidade a informação fótica fornecida pelo ambiente e, recentemente, foi demonstrado que a detecção de temperatura também pode ser exercida pelos fotopigmentos rodopsina e melanopsina, sendo mediada por canais TRP (Shen et al., 2011). Consideramos as células B16-F10 Per1::Luc como um modelo promissor para o estudo de luz e temperatura em relógios periféricos, uma vez que essa linhagem expressa os dois fotopigmentos apontados com função de termorreceptores em Drosophila. Nossos estudos nos permitiram verificar que a luz não atua como um agente sincronizador nessas células, que se mantiveram em livre curso mesmo após um pulso de 10 min de luz azul (650 lux). Por outro lado, um pulso de temperatura de 2,5º C acima da temperatura de manutenção por 1h atuou ajustando a expressão do gene Per1, imprimindo um ritmo circadiano, diferentemente do observado no controle. Com base nessas informações, hipotetizamos que a informação de luz, percebida via melanopsina na retina de mamíferos, levaria a regulação da temperatura circadiana pelo NSQ, e a temperatura corporal, por sua vez, poderia atuar como uma pista interna para a sincronização dos tecidos periféricos, tendo os canais TRP como mediadores. Para responder esta questão, utilizamos camundongos WT e TrpV1 KO submetidos a diferentes protocolos de luz e avaliamos a expressão de genes do relógio Per1, Per2, Clock e Bmal1 e dos canais TrpV1 e TrpA1 em tecidos periféricos. Identificamos que a glândula suprarrenal, fígado e tecido adiposo marrom possuem uma maquinaria do relógio tipicamente ativa e acreditamos que a oscilação dos genes de relógio observada nesses tecidos é expressiva. Interessantemente, vimos também que o TrpV1, além de ser expresso nos tecidos analisados em animais WT, apresenta uma transcrição rítmica no fígado e tecido adiposo marrom de animais em LD, corroborando nossa hipótese de que canais TRP atuam como mediadores da informação de luz aos tecidos periféricos. Dadas as diferenças encontradas entre os animais WT e TrpV1 KO, sugerimos que a presença do canal TRPV1 pode ser essencial, embora seu grau de envolvimento varie de acordo com o tecido. No que diz respeito ao canal TRPA1, encontramos dois resultados que merecem ser destacados. Primeiramente, identificamos no fígado de camundongos TrpV1 KO mantidos em LD uma provável compensação da expressão de TrpA1 na ausência de TrpV1 e, curiosamente, que o tecido adiposo marrom não expressa o canal TrpA1. Considerando os resultados deste trabalho sobre o envolvimento dos canais TRP em resposta à luz e temperatura, acreditamos ter fortalecido nossa hipótese inicial, principalmente após demonstrarmos o papel do canal TRPV1 e que tecidos periféricos são sincronizados por alterações de temperatura. / The life emergence and evolution on Earth were made possible by the development of precise temporal mechanisms able to adjust the physiological processes within an organism with environmental cycles, thus promoting gains in the adaptive and reproductive capacity of the individuals. In this context, light and temperature are the two most relevant time cues to reset the endogenous clock; apparently these two zeitgebers work together to keep the circadian rhythms. A wide variety of photoreceptors and photopigments evolved in order to precisely perceive the photic information provided by the environment, and recently it has been shown that the temperature detection can also be exerted by the photopigments rhodopsin and melanopsin, being mediated by TRP channels (Shen et al., 2011). We have identified B16-F10 Per1::Luc cells as a promising model for the study of light and temperature effects on peripheral clocks, since this cell line expresses both photopigments pointed as thermoreceptors in Drosophila. Our studies allowed us to demonstrate that light does not act as a synchronizing agent on those cells, which remained in free running after a 10 min pulse of blue light (650 lux). On the other hand, a temperature pulse of 2.5º C above the maintenance temperature, for 1h, adjusted Per1 gene expression, imprinting a circadian rhythm, which was not observed in the control. Based on this information, we hypothesized that the light perceived via melanopsin by the mammalian retina would lead to the regulation of the circadian temperature by the SCN, and the body temperature, in turn, could act as an inner cue for the synchronization of the peripheral tissues, having the TRP channels as mediators. To answer this question, we have used WT and TrpV1 KO mice under different light protocols and evaluated the expression of clock genes Per1, Per2, Clock and Bmal1 and TrpV1 and TrpA1 channels in peripheral tissues. We found that the adrenal gland, liver and brown adipose tissue have a typically active clock machinery, and the oscillation of clock genes observed in these tissues is significant. Interestingly, we observed that TrpV1 is expressed in those tissues, and presents a rhythmic transcription in the liver and brown adipose tissue of LD maintained animals, confirming our hypothesis that TRP channels act as mediators of light information to peripheral tissues. In face of the differences between WT and trpV1 KO animals, we suggest that the presence of the TRPV1 channel may be essential, although its degree of involvement may vary according to the tissue. In terms of TRPA1 channel, we found two results that deserve to be highlighted. Firstly, we identified in the liver of TrpV1 KO mice maintained in LD a presumable compensation of TrpA1 expression in the absence of TrpV1 and, interestingly, the brown adipose tissue does not express TrpA1 channel. Considering the findings of this study on the participation of TRP channels in responses to light and temperature, we believe we have strengthened our initial hypothesis, especially after we have demonstrated the role of TRPV1 channel, and that peripheral tissues may be synchronized by temperature changes.

Orientadores: Flavio Caldas Da Cruz, Luiz Eduardo Evangelista de Araujo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-28T03:18:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LamillaRubio_ErickAbraham_M.pdf: 5773132 bytes, checksum: 33effe596fdd1deb74be96f588fc6150 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Neste trabalho foi feito um estudo experimental da transmissão de padrões de frequência atómicos através de uma rede de fibra optica. Até onde sabemos este tipo de transmissão foi realizada pela primeira vez no Brasil. Utilizamos uma conexão de fibra óptica entre o Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW) e a Faculdade de Engenharia Elétrica e Computação (FEEC) da UNICAMP, correspondendo a uma distância de aproximadamente 2 km, e um comprimento total de fibra de 18 km. Frequências de RF derivadas de padrões de frequência de Rubídio e de um receptor GPS foram transmitidas e caracterizadas através de medidas de frequência, particularmente por gráficos de variância de Allan, e medidas da fase / Abstract: In this experimental work, transmission of an atomic frequency standard through an optical fiber network has been implemented for first time in Brazil, to the best of our knowledge. We have used a fiber link between the Institute of Physics (IFGW) and the Department of Electrical Engineering inside the campus of the University of Campinas (UNICAMP) corresponding to 18 km fiber link (2km between buildings). Radio frequencies derived from a Rubidium standard and a GPS (Global Position system) receiver has been transmitted and characterized via phase and frequency measurements, particularly trough Allan deviation plots and phase measurements / Mestrado / Física / Mestre em Física / 2013/15492-2 / FAPESP