Master of Science / Biochemistry and Molecular Biophysics Interdepartmental Program / Timothy P. Durrett / Many Euonymus species express an acetyltransferase enzyme in their seeds which catalyzes the transfer of an acetyl group from acetyl-CoA to the sn-3 position of diacylglycerol (DAG) producing unusual acetyl-1,2-diacyl-sn-glycerols (acetyl-TAG). The presence of the sn-3 acetate group gives acetyl-TAG with unique physical properties over regular triacylglycerol (TAG) found in vegetable oils. The useful characteristics of acetyl-TAG oil offer advantages for its use as emulsifiers, lubricants, and 'drop-in' biofuels. One enzyme, Euonymus alatus diacylglycerol acetyltransferase (EaDAcT), responsible for acetyl-TAG synthesis in nature was previously isolated from the seeds of Euonymus alatus (burning bush) and expressed in the oilseed crop Camelina sativa. Expression of EaDAcT successfully led to production of high levels of acetyl-TAG in camelina seeds. To further increase acetyl-TAG accumulation in transgenic camelina seeds, multiple strategies were examined in this study. Expression of a new acetyltransferase enzyme (EfDAcT) isolated from the seeds of Euonymus fortunei, which was previously shown to possess higher in vitro activity and in vivo acetyl-TAG levels compared to EaDAcT, increased acetyl-TAG accumulation by 20 mol%. Suppression of the endogenous competing enzyme DGAT1 further enhanced acetyl-TAG accumulation to 90 mol% in selected transgenic line. Studying the regulation of EfDAcT transcript, protein, and acetyl-TAG levels during seed development further provided new insights on the factors limiting acetyl-TAG accumulation.

RNA interference (RNAi) is a natural mechanism of cellular defence against exogenous double stranded RNA (dsRNA). The discovery of small dsRNA molecules which can be processed by the RNAi pathway in mammalian cells was one of the key advances in the study of functional genomics. These molecules can be designed to downregulate the expression of specific genes. Collections or libraries of dsRNA molecules targeting an extensive number of genes are now available. Using these libraries, numerous studies have implemented high-throughput screens for the study of molecular effectors of numerous phenotypes. The process of designing an RNAi screen requires the consideration of several critical factors during both the experimental and analysis phases. The experimental screen should aim to reproduce the biological phenomenon studied as closely as possible by choosing an adequate model and screening conditions. Phenotype evaluation and assessment of knockdown effects need careful consideration. The results obtained from large-scale RNAi screens are often complex. An analysis pipeline should be implemented which integrates the biological basis of the phenomenon and facilitates the interpretation of the data. This project designed and implemented an unbiased shRNA screen in two in vitro models relevant to carcinogenesis and diabetes. The first screen implemented used a model of neighbour suppression to study the molecular effectors of the response in tumorigenic cells to growth suppression cues from the surrounding tissue, a cellular interaction relevant in early tumorigenesis. The second screen studied two phenotypes relevant to diabetes: proliferation and resistance to lipotoxicity of β-cells in a reversibly immortalised  cell line. An integrative analysis pipeline was also developed to apply network biology and functional enrichment analysis methods for the interpretation of the data obtained from both screens.

A soja (Glycine max) é uma das culturas mais importantes do mundo, os seus grãos servem tanto para a alimentação quanto para a extração de óleo para a fabricação do biodiesel. O vírus do mosaico do pepino (CMV, do inglês, “Cucumber mosaic virus”) é um vírus de RNA, patogênico a diversas plantas. O RNA de interferência é um sistema de silenciamento de RNA presente na maioria dos eucariotos no qual precursores de RNA de dupla fita (dsRNA) são processados em pequenos RNAs (sRNAs) de 21-24 nucleotídeos (nt), que podem regular a atividade de genes, elementos genéticos e vírus de uma maneira sequência específica. A integração de vírus de DNA e de retrovírus no genoma do hospedeiro já é bem conhecida tanto para sistemas eucarióticos quanto para procarióticos. Mais recentemente, foi observada a integração de vírus de RNA não retrovirais (NIRVs) em mamíferos. O presente trabalho é o primeiro a demonstrar tal evento no genoma de plantas. A partir das sequências dos sRNAs de 19-24 nt de 15 bibliotecas de sRNAs sequenciados de amostras de tecidos de soja, foram montadas sequências contíguas (“contigs”) pelo programa SOAP, algumas das quais apresentaram homologia de sequência ao RNA 1 do CMV. Por montagem de novo desses contigs foi obtida uma sequência de 3.092 nt do RNA 1 do CMV, presente em todas as bibliotecas pesquisadas de pelo menos cinco cultivares diferentes de soja. A presença dessa sequência foi confirmada em outras sete cultivares, exceto em "Willians". Foi observada uma maior presença de sRNAs derivados do CMV senso do que anti-senso nas 15 bibliotecas sequenciadas. Os sRNAs de 22-nt foram os mais abundantes. Para o vírus da mancha da vagem do feijoeiro (BPMV, do inglês “Bean pod mottle virus”) presente em uma das bibliotecas, os sRNAs de 21-nt e 22-nt representaram em torno de 80% do total de sRNAs. Foram encontrados sRNAs que variaram sob estresse biótico (Phakospora pachyrhizi) e abiótico (seca) e entre diferentes cultivares. A expressão do RNA 1 aumentou nas plantas sob estresse. Provavelmente o evento de integração ocorreu via recombinação à um retrotransposon. / The Soybean (Glycine max) is one of the world's most important crops, its seeds are used both as food and for the extraction of oil to manufacture biodiesel. The Cucumber mosaic virus (CMV) is a pathogenic RNA virus of plants. The RNA interference is a system of RNA silencing present in most eukaryotes in which precursors of double-stranded RNA (dsRNA) are processed into small RNAs (sRNAs) of 21-24 nucleotides (nt), which can regulate the activity of genes, genetic elements and virus in a sequence-specific manner. The integration of DNA virus and retrovirus into the host genome is well known both for prokaryotic and eukaryotic systems. The integration of non-retroviral RNA virus (NIRVs) in mammals was previously observed, but the present work is the first to demonstrate such an event in a plant genome. The sequences of the sRNAs ranging from 19 to 24 nt, in 15 libraries of sRNAs sequenced from samples of soybean tissues, were assembled in contigs by the program SOAP, with some preentering sequence homology to the RNA 1 of CMV. By de novo assembling of these contigs it was obtained a sequence of 3,092 nt of the CMV RNA 1, present in all libraries surveyed in at least five different varieties of soybeans. The presence of this sequence was confirmed by PCR in seven other cultivars, but in "Williams". We observed a greater presence of sRNAs derived from CMV of sense orientation than antisense in the 15 libraries sequenced. The 22-nt sRNAs were the most abundant. For the Bean pod mottle virus (BPMV), present in one of the libraries, the 21 and 22 nt sRNAs were represented by around 80% of all sRNAs. The sRNAs were found varying under biotic stress (Phakospora pachyrhizi) and abiotic (drought) and among different cultivars. RNA 1 expression increased in plants under stress. Probably the integration event occurred via recombination of a retrotransposon.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-31 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Conselho Nacional de Pesquisas (CNPq e INV) / National Institute of Health (NIH) / Protozoários do gênero Trypanosoma possuem um complexo ciclo de vida, alternando entre hospedeiros vertebrados e invertebrados. A adaptação a essas diversas condições ambientais necessita de rápidas mudanças na expressão gênica para preencher os requerimentos metabólicos ou morfológicos para sobrevivência. Muito pouco se sabe sobre os mecanismos que controlam estas transformações e sobre as vias de sinalização celular implicadas. Como nestes organismos o controle da expressão gênica ocorre ao nível pós transcricional, decidimos neste trabalho estudar a função de proteínas quinases envolvidas no controle da síntese protéica e no crescimento destes parasitas. Em diversos eucariotos a proteína quinase TOR (Target Of Rapamycin) está envolvida no controle da síntese protéica e crescimento celular frente à disponibilidade de nutrientes ou fatores de crescimento. Por análise de seqüências de T. brucei disponíveis nos bancos de dados do genoma desses parasitas encontramos quatro candidatos para TOR (TbTOR1, TbTOR2, TbTOR-like1 and TbTOR-like 2). Dois complexos TOR em T. brucei (TbTORC1 e TbTORC2) foram descritos previamente. No primeiro capítulo desta tese estudamos: TbTOR-like 1 e a comparamos com TbTOR2. TbTOR-like 1 não se encontra em nenhum dos complexos TORC e possui um domínio PDZ não encontrado nas outras TORs de T. brucei ou de outros eucariotos. Ela se localiza em grânulos no citosol que após estresse hiperosmótico migram para a periferia celular. Depleção de TbTOR-like 1 causa uma inibição progressiva do crescimento celular, gerando células de tamanho maior que se acumulam na fase S/G2 do ciclo celular. Estas células também apresentam um aumento no número de acidocalcissomos assim como aumentos nos níveis de polifosfato e pirofosfato. Estes dados indicam que TbTOR-like1 parece estar envolvida no controle do crescimento celular e na biogênese de acidocalcissomos respondendo a variações osmóticas do meio. No segundo capítulo da tese estudamos proteínas quinases envolvidas no controle da síntese protéica através da fosforilação da subunidade  do fator de iniciação eucariótico 2 da tradução (eIF2α. Estas quinases são ativadas por distintos tipos de estresse. T. brucei codifica para três potenciais proteínas quinases de eIF2α (TbeIF2K1, K2 e K3). Estudamos mais especificamente a K2. Mostramos que ela é uma glicoproteína transmembrânica localizada na região da bolsa flagelar em ambas as formas de T. brucei e nos compartimentos endossomais de Trypanosoma cruzi. Estes compartimentos endossomais são denominados de reservossomos e se formam apenas no estágio do parasita que vive no lúmen do tubo digestivo do inseto vetor. Este fato sugere que em ambos os parasitas esta proteína quinase possa estar funcionando como um sensor no transporte de nutrientes e proteínas. De maneira geral revelamos a existência de pelo menos dois mecanismos pelos quais os tripanossomas percebem e resistem às modificações ambientais durante seu ciclo de vida. / Protozoa of the genus Trypanosoma have a complex life cycle alternating between vertebrate and invertebrate hosts. The adaptation to different environmental conditions requires rapid changes in gene expression to fill up the morphological and metabolic requirements for survival. Very little is known about the mechanisms that control these changes and the signaling pathways involved. As in these organisms the control of gene expression occurs at post-transcriptional level, in this work we decided to investigate the function of protein kinases involved in the control of protein synthesis and growth of these parasites. In several eukaryotes TOR (target of rapamycin) protein kinases are involved in protein synthesis control and cell growth in response of the availability of nutrients or growth factors. By searching T. brucei genomic database we found four candidates for TOR (TbTOR1, TbTOR2, TbTOR-like1 and TbTOR-like 2). Two TOR complexes were previously described in T. brucei (TbTORC1 and TbTORC2). In the first chapter of this thesis we study: TbTOR-like 1 and compared it with TbTOR2. TbTOR-like 1 is not present in any of the TORC complexes and has a PDZ domain not found in any of other TORs of T brucei, or other eukaryotes. It is located cytosolic granules that migrate to the cell periphery after hyperosmotic stress. Depletion TbTOR-like 1 causes a progressive inhibition of cell growth, generating enlarged cells that accumulate in S/G2 phase of the cell cycle. These cells also show increased number of acidocalcisomes and augmented levels of polyphosphate and pyrophosphate. These data indicate that TbTOR-like seems to be involved in controlling cell growth and biogenesis of acidocalcisomes responding to osmotic changes in the medium. In the second chapter of the thesis we studied protein kinases involved in protein synthesis control through the phosphorylation of the  subunit of the eukaryotic translation initiation factor 2 (eIF2α).These kinases are activated by different types of stress. T. brucei encodes three potential eIF2α protein kinases (TbeIF2K1, K2 and K3). We studied more specifically the K2. We showed that it is a transmembrane glycoprotein located in the region of the flagellar pocket in both forms of T. brucei, and in the endosomal compartments of Trypanosoma cruzi. These endosomal compartments are known as reservosomes and they are formed only in the parasite’s stage that li ves in the digestive tract lumen of the insect vector. This fact suggests that in both parasites this protein kinase may be acting as a sensor in the transport of nutrients and proteins. In conclusion we revealed the existence of at least two mechanisms by which trypanosomes perceive and resist to environmental changes during their life cycle. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

A soja (Glycine max) é uma das culturas mais importantes do mundo, os seus grãos servem tanto para a alimentação quanto para a extração de óleo para a fabricação do biodiesel. O vírus do mosaico do pepino (CMV, do inglês, “Cucumber mosaic virus”) é um vírus de RNA, patogênico a diversas plantas. O RNA de interferência é um sistema de silenciamento de RNA presente na maioria dos eucariotos no qual precursores de RNA de dupla fita (dsRNA) são processados em pequenos RNAs (sRNAs) de 21-24 nucleotídeos (nt), que podem regular a atividade de genes, elementos genéticos e vírus de uma maneira sequência específica. A integração de vírus de DNA e de retrovírus no genoma do hospedeiro já é bem conhecida tanto para sistemas eucarióticos quanto para procarióticos. Mais recentemente, foi observada a integração de vírus de RNA não retrovirais (NIRVs) em mamíferos. O presente trabalho é o primeiro a demonstrar tal evento no genoma de plantas. A partir das sequências dos sRNAs de 19-24 nt de 15 bibliotecas de sRNAs sequenciados de amostras de tecidos de soja, foram montadas sequências contíguas (“contigs”) pelo programa SOAP, algumas das quais apresentaram homologia de sequência ao RNA 1 do CMV. Por montagem de novo desses contigs foi obtida uma sequência de 3.092 nt do RNA 1 do CMV, presente em todas as bibliotecas pesquisadas de pelo menos cinco cultivares diferentes de soja. A presença dessa sequência foi confirmada em outras sete cultivares, exceto em "Willians". Foi observada uma maior presença de sRNAs derivados do CMV senso do que anti-senso nas 15 bibliotecas sequenciadas. Os sRNAs de 22-nt foram os mais abundantes. Para o vírus da mancha da vagem do feijoeiro (BPMV, do inglês “Bean pod mottle virus”) presente em uma das bibliotecas, os sRNAs de 21-nt e 22-nt representaram em torno de 80% do total de sRNAs. Foram encontrados sRNAs que variaram sob estresse biótico (Phakospora pachyrhizi) e abiótico (seca) e entre diferentes cultivares. A expressão do RNA 1 aumentou nas plantas sob estresse. Provavelmente o evento de integração ocorreu via recombinação à um retrotransposon. / The Soybean (Glycine max) is one of the world's most important crops, its seeds are used both as food and for the extraction of oil to manufacture biodiesel. The Cucumber mosaic virus (CMV) is a pathogenic RNA virus of plants. The RNA interference is a system of RNA silencing present in most eukaryotes in which precursors of double-stranded RNA (dsRNA) are processed into small RNAs (sRNAs) of 21-24 nucleotides (nt), which can regulate the activity of genes, genetic elements and virus in a sequence-specific manner. The integration of DNA virus and retrovirus into the host genome is well known both for prokaryotic and eukaryotic systems. The integration of non-retroviral RNA virus (NIRVs) in mammals was previously observed, but the present work is the first to demonstrate such an event in a plant genome. The sequences of the sRNAs ranging from 19 to 24 nt, in 15 libraries of sRNAs sequenced from samples of soybean tissues, were assembled in contigs by the program SOAP, with some preentering sequence homology to the RNA 1 of CMV. By de novo assembling of these contigs it was obtained a sequence of 3,092 nt of the CMV RNA 1, present in all libraries surveyed in at least five different varieties of soybeans. The presence of this sequence was confirmed by PCR in seven other cultivars, but in "Williams". We observed a greater presence of sRNAs derived from CMV of sense orientation than antisense in the 15 libraries sequenced. The 22-nt sRNAs were the most abundant. For the Bean pod mottle virus (BPMV), present in one of the libraries, the 21 and 22 nt sRNAs were represented by around 80% of all sRNAs. The sRNAs were found varying under biotic stress (Phakospora pachyrhizi) and abiotic (drought) and among different cultivars. RNA 1 expression increased in plants under stress. Probably the integration event occurred via recombination of a retrotransposon.

Orientadores: Iscia Teresinha Lopes-Cendes, Rovilson Gilioli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-07T01:47:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Grippo_MariangelaCarnivalli_D.pdf: 1241429 bytes, checksum: 5f05623ad1e884a0014d2eca9109fb9a (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A interferência do RNA (RNAi) pode ser usada como uma ferramenta eficaz no silenciamento gênico específico mediado por moléculas de dupla fita de RNA (dsRNAs). Nesse contexto possui uma variedade de aplicações biológicas, incluindo o combate a patógenos infecciosos de importância biomédica. O objetivo do estudo foi determinar a eficiência e a especificidade da técnica de RNAi em eliminar o vírus da hepatite murina tipo 3 (MIN-3) in vitro. MHVs são vírus envelopados, cujo genoma é formado por uma cadeia de RNA fita simples (+) pertecentes a família Coronaviridae. Seu genoma codifica quatro proteínas estruturais: S (proteína da espícula); M (glicoproteína da transmembrana), N (proteína do nucleocapsídeo) e E (proteína associada à membrana) . Neste trabalho foi escolhido como alvo para o silenciamento gênico a proteína N, tendo sido produzidas moléculas de dsRNA complementares a sua seqüência genômica (GenBank AF 201929). Foram obtidas duas moléculas siRNAs transcritas por T7 RNA polimerase e uma terceira molécula interferente sintetizada comercialmente. Foi observado que os siRNAs produzidos pela transcrição in vitro, induziram uma resposta antiviral não específica. Além disso demonstrou-se que este efeito foi mediado através de substâncias secretadas no meio de cultura celular, provavelmente interferons (IFNs). Este efeito foi eficientemente eliminado após tratamento dos siRNAs com fosfatase alcalina. Observou-se também que a técnica de RNAi in vitro, tendo como alvo a proteína N de MHV-3, foi um tratamento eficaz e específico na infecção viral, confirmados através de estudos fenotípicos e moleculares. Desse modo, concluímos que experiências que utilizam RNAi contra alvos virais devem ser cuidadosamente monitoradas devido aos efeitos não específicos que podem ser induzidos por moléculas de dsRNA / Abstract: RNA Interference (RNAi) can be used as a powerful tool for post transcriptional gene-silencing mediated by double stranded RNA (dsRNAs) molecules. RNAi has a variety of biological applications including the combat against pathogens of biomedical importance. The objective of our study was to determine the efficiency and specificity of this new technique in eliminating mouse hepatitis virus type 3 (MIN-3) in vitro. MIN-3 is a subtype of enveloped viroses with a large plus-stranded RNA genome belonging to the Coronavirus family. Its genome codifies four structural proteins: S (spike protein); M (membrane protein); E (transmembrane glycoprotein); N (nucleocapsid protein). In the present study we target protein N by designing and producing dsRNA molecules complementary to its genomic sequence (GenBank AF 201929). We obtained three small interfering RNAs (siRNA) by in house T7 polymerase in vitro transcription and a fourth siRNA molecule that was commercially synthetized. We identified that siRNAs produced by in vitro transcription triggered a potent and sequence-unspecificied antiviral response. In addition, we demonstrated that this antiviral effect was mediated through molecules that were secreted in medium culture, probably interferons (IFNs). This unspecific effect was efficient1y suppressed when siRNAs were treated with aIkaline phosphatase prior to in vitro experiments. We also observed that RNAi targeting the N protein ofMIN-3 was a potent and specific treatment against in vitro infection, showing significant phenotypic protection and molecular evidence of specific gene-silencing. We concluded that experiments using RNAi against viral targets, although efficient, must be carefully controlled and monitored against possible sequence-unspecific effects triggered by dsRNA molecules / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientadores: Michel Georges Albert Vincentz, Júlio Cézar de Mattos Cascardo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-16T03:26:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_AnaCristinaCaribedos_D.pdf: 6201793 bytes, checksum: ec32c93bb2e8f1111e029a6a82d77abd (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O fungo Moniliophthora perniciosa, agente causal da doença "vassoura-de-bruxa" (VB) do cacaueiro (Theobroma cacao L.) é responsável pela diminuição da produção de cacau no Brasil e em outras regiões da América do Sul e Central. Esse decréscimo está diretamente associado a graves problemas sociais e ambientais, particularmente nas regiões amazônica e Sul da Bahia. A interação cacau-M. perniciosa envolve mecanismos genéticos complexos e pouco estudados em nível molecular. Portanto, este trabalho objetivou estabelecer uma metodologia de silenciamento gênico por RNA de interferência (RNAi) em M. perniciosa, visando análises funcionais de genes relacionados à sua patogenicidade. RNAi é uma eficiente ferramenta para reprimir a expressão gênica experimentalmente, portanto, uma alternativa tecnológica muito promissora. Devido ao fato de RNAi ser um mecanismo pós-transcricional que promove o silenciamento de genes com alta especificidade e de modo sistêmico é considerado uma ferramenta versátil para o estudo de fungos filamentosos heterocarióticos. O trabalho foi conduzido em três etapas integradas: 1) estabelecimento e avaliação das condições adequadas para eletroporação e regeneração de protoplastos de M. perniciosa, como método alternativo para a transfecção de DNA e de dsRNAs nos experimentos de transformação e de silenciamento do fungo, respectivamente; 2) produção de uma linhagem transgênica de M. perniciosa que expresse o gene heterólogo gfp e o estabelecimento da metodologia de silenciamento por RNAi, usando o gene gfp como modelo; 3) silenciamento mediado por dsRNAs de dois genes endógenos de M. perniciosa, vinculados a detoxificação de ROS e a produção de corpos de frutificação. Os parâmetros que promoveram a maior freqüência de regeneração dos protoplastos eletroporados foram a aplicação de um pulso de 1.5 kV. Em relação à transformação de M. perniciosa, o gene repórter gfp foi estavelmente introduzido no genoma do fungo e posteriormente silenciado por transfecção de gfpdsRNA sintetizado in vitro, comprovando a operacionalidade do mecanismo de RNAi em M. perniciosa. Em adição, os genes endógenos MpPRX1 e MpHYD que codificam para peroxiredoxina e hidrofobina, respectivamente, foram silenciados, usando dsRNAs específicos e apresentaram níveis reduzidos de mRNAs que variaram de 18% a 98% quando comparados aos controles. O silenciamento dos genes gfp e MpPRX1 foi corroborado pela redução da fluorescência de GFP e da atividade da peroxidase, bem como da sobrevivência do micélio submetido a H2O2, respectivamente. O silenciamento de gfp e de MpPRX1 persistiu por aproximadamente quatro meses, indicando silenciamento sistêmico. O estabelecimento da técnica de silenciamento gênico por RNAi em M. perniciosa abre novos caminhos para explorar funcionalmente o genoma deste fitopatógeno, bem como o desenvolvimento de mecanismos que bloqueiem ou diminuam a ação deste / Abstract: The fungus Moniliophthora perniciosa, causal agent of cacao (Theobroma cacao L.) witches' broom (WB) disease, is responsible for the decrease in cacao production in Brazil and other regions of South and Central America. This decrease is directly associated to severe social and ecological problems, particularly in the Amazon and Southern Bahia regions. The cacao-M. perniciosa interaction involves complex genetic mechanisms little studied at the molecular level. Therefore, this study aimed to establish a methodology of gene silencing by RNA interference (RNAi) in M. perniciosa, aiming functional analyses of genes related to his pathogenicity. RNAi is a powerful tool to experimentally suppress or regulate gene expression, therefore, a very promising technological alternative. Because RNAi is a post-transcriptional event that promotes gene silencing with high specificity and in a systemic way, it is considered a versatile tool for the study of heterokaryotic fungi. The work was conducted in three integrated steps: 1) establishment and evaluation of appropriate conditions for electroporation and regeneration of M. perniciosa protoplasts, as an alternative method for transfection of transgenic DNA and dsRNAs in transformation and fungus silencing experiments, respectively; 2) production of a transgenic strain of M. perniciosa that expresses the heterologous gene gfp and the establishment of methodology for silencing by RNAi, using the gfp gene as a model; 3) silencing mediated by dsRNAs of two endogenous M. perniciosa genes linked to detoxification of ROS and the production of fruiting bodies. The parameters that promoted the highest frequency of regeneration of electroporated protoplasts were the application of one pulse of 1.5 kV. Regarding M. perniciosa transformation, the gfp reporter gene was stably inserted into the genome of the fungus and subsequently silenced by transfection of gfpdsRNA synthesized in vitro, demonstrating the operationality of the RNAi mechanism in M. perniciosa. In addition, the endogenous genes MpPRX1 and MpHYD, coding for peroxiredoxin and hydrophobin, respectively, were silenced using specific dsRNAs showing reduced levels of mRNAs ranging from 18% to 98% when compared to controls. Silencing of gfp and MpPRX1 was validated by experiments that showed correlation between reduced levels of GFP fluorescence and peroxidase activity, as well as survival of mycelium subjected to H2O2, respectively. The silencing of gfp and MpPRX1 persisted for approximately four months, indicating systemic silencing. The establishment of the gene silencing technique by RNAi in M. perniciosa opens new paths to functionally explore the genome of this pathogen and the development of mechanisms that block or decrease his action / Doutorado / Genetica de Microorganismos / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

A regulação da localização de proteínas é um dos aspectos fundamentais na biologia celular vegetal. Os cloroplastos importam mais de 90% de suas proteínas do citosol, portanto, é importante caracterizar os fatores citosólicos que podem estar envolvidos no direcionamento de proteínas para as organelas. Um ensaio de duplohíbrido em leveduras com as proteínas cloroplastidiais HMPPK/TMPPase (TH1) e Glutamina Sintetase (GS) II usados como iscas revelou que a forma citosólica da glutamil-tRNA sintetase - GluRS (At5g26710) de Arabidopsis thaliana interagiu com ambas as proteínas. Estudos de Complementação da Fluorescência Bimolecular (BiFC) confirmaram tais interações in planta. Estudos com deleções na região Nterminal da GluRS mostraram que esta região é responsável pelas interações com HMPPK/TMPPase e GSII. Além disso, seis resíduos de aminoácidos parecem ser cruciais para a interação entre as proteínas. Curiosamente, foi mostrado que a GluRS está envolvida na localização de proteínas em leveduras. A fim de obter mais informações sobre o envolvimento da GluRS ns localização de proteínas nos cloroplastos, foram produzidos plantas de tabaco transgênicas expressando uma proteína quimérica, feita pela fusão do gene codificador da HMPPK/TMPPase, TH1- GFP, e GSII-GFP e posteriormente usados em ensaios de agroinfiltração com RNA de interferência (RNAi) para GluRS. Análises em microscópio confocal mostraram que TH1-GFP e GSII-GFP acumulam no citosol em vez de serem direcionados aos cloroplastos. Neste trabalho, mostramos pela primeira vez que a GluRS está envolvida na localização de proteínas cloroplastidiais em plantas e esse mecanismo é também conservado em Saccharomyces cerevisiae. / Regulation of protein localization is one of the key aspects in plant cell biology. Chloroplasts import more than 90% of their proteins from the cytosol, therefore, it is important to identify and characterize cytosolic factors that might be involved in protein delivery to the organelar envelope. A yeast two-hybrid screen with a chloroplastlocalized HMPPK/TMPPase protein and glutamine synthetase (GS), used as baits, revealed that the cytosolic form of the glutamyl-tRNA synthetase (GluRS) (At5g26710) from Arabidopsis thaliana interacted with both proteins. Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC) studies confirmed such interactions in planta. Deletion studies of GluRS showed that the N-terminal region of the protein is responsible for proteinprotein interactions (PPI) with TH1 and GS. In addition, six amino acid residues appeared to be crucial for PPI. Interestingly, GluRS has been also shown to be involved in regulating protein localization in yeast. In order to gain more information about the involvement of GluRS on protein localization in chloroplasts, we produced transgenic tobacco plants expressing a chimeric protein made by the fusion of TH1- GFP and GSIIGFP and agroinfiltrated with a RNA interference (RNAi) construct against GluRS. Confocal analysis showed that TH1-GFP and GSII-GFP accumulated in the cytosol instead of being targeted to chloroplasts. Here, we show for the same time that GluRS is involved in protein localization in plants and this mechanism is also conserved in Saccharomyces cerevisiae.

No description available.

La myogénèse est un processus multi-étapes hautement régulé impliquant la prolifération et la différenciation de myoblastes. Bien que la myogenèse ait été largement décrite, les mécanismes de régulation qui régissent ce processus complexe sont encore mal connus, notamment les réseaux de gènes et les interactions potentielles entre les voies de signalisation impliquées. Afin d'identifier de nouveaux gènes jouant un rôle dans la différenciation myogénique, j’ai mis en place un nouveau protocole in vitro, basé sur la lignée myoblastique C2C12, l’utilisation de l’ARN interférence et l'analyse quantitative d'images d'une grande quantité de myoblastes différenciés. J’ai pu inactiver une centaine de gènes et par une analyse quantitative de la densité cellulaire, de la quantité de myotubes, de la morphologie du myotube et de l'indice de fusion, j’ai pu montrer que six gènes parmi les 100 sont impliqués à la fois dans la prolifération et la différenciation des cellules C2C12 et 13 gènes jouant un rôle uniquement dans l’étape de différenciation. Nos résultats montrent que notre crible peut être un outil efficace pour détecter aussi bien les phénotypes subtils permettant l'identification de nouveaux régulateurs myogéniques chez les mammifères. / Myogenesis is a highly regulated multi-step process involving myoblast proliferation and differentiation. Although studies over the last decades have identified several factors governing these distinct major phases, many of them are not yet known. In order to identify novel genes, we took advantage of the C2C12 myoblastic line to establish a functional siRNA screen combined with quantitative-imaging analysis of a large amount of differentiated myoblasts. We knocked down 100 mouse-preselected genes without a previously characterized role in muscle. Using image analysis, we tracked gene-silencing phenotypes by quantitative assessment of cellular density, myotube quantity, myotube morphology and fusion index. Our results have revealed six genes involved in both stages of C1C12 myogenesis and 13 genes specific to the differentiation stage. These findings prove that our RNAi-based screen could be an efficient tool to detect clear and subtle phenotypes allowing the identification of new myogenic regulators in Mammals.