Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-01-26T13:52:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_MetodoIdentificacaoGenes.pdf: 963765 bytes, checksum: 9cb1e27661c2b5e611915be85e11786d (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-27T13:31:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_MetodoIdentificacaoGenes.pdf: 963765 bytes, checksum: 9cb1e27661c2b5e611915be85e11786d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-27T13:31:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_MetodoIdentificacaoGenes.pdf: 963765 bytes, checksum: 9cb1e27661c2b5e611915be85e11786d (MD5) Previous issue date: 2015-09-28 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A pimenta do reino (Piper nigrum) é uma planta de alto interesse biotecnológico, alvo de pesquisas tanto para a exploração do metabolismo quanto para o melhoramento relacionado a problemas fitopatológicos, além do entendimento da evolução das angiospermas basais, grupo ancestral ao qual ela pertence. O avanço nos métodos de sequenciamento de nova geração proporcionou o acesso ao patrimônio genético de plantas não modelo possibilitando a abertura de novas perspectivas biotecnológicas. A identificação de genes não homólogos restritos a certas espécies, denominados genes taxonomicamente restritos (GTRs), é um alvo biotecnológico prioritário, especialmente em espécies e grupos divergentes e ancestrais. Este trabalho tem por objetivo estabelecer um método de identificação de GTRs a partir de dados de RNA-seq e de validar a abordagem num conjunto de dados de pimenta do reino. O método consiste na filtragem de transcritos em várias etapas, de forma que os transcritos anotados e os falsos positivos são retirados, e os dados restantes sem informações moleculares são classificados como potenciais GTRs. A aplicação da abordagem em dados de transcriptoma de pimenta do reino (35.631 transcritos) resultou em 22.661 transcritos anotados por similaridade. Os transcritos não anotados nessa primeira análise foram processados na ferramenta TRAPID, obtendo 12.895 transcritos não anotados. A avaliação dos transcritos para detecção de falsos positivos resultou em 245 transcritos verdadeiros, que foram analisados quando a presença de RNA não codificante, sendo encontrados 204 transcritos sem identificação. Ao final da aplicação do método restaram 71 transcritos não anotados com regiões codificantes de proteínas, assinalados como potenciais GTRs. A caracterização desses potenciais GTRs em pimenta do reino pode fornecer novas informações sobre o mecanismo molecular dessa espécie e talvez elucidar vias para o estabelecimento de cultivares tolerantes a doenças. / Black pepper (Piper nigrum) is a biotechnologically interesting plant, research target for both metabolism exploration and improvement related to phytopathological problems, in addition to understanding the evolution of basal angiosperms, ancestral group to which it belongs. With the technological revolution, the next generation sequencing offered access to genetic heritage of non model plants enabling the opening of new biotechnological perspective. The identification of non homologous genes restricted to certain species, called taxonomically restricted genes (TRGs), is a primary biotechnological target, especially in species and groups that are divergent and ancestral. This study aims to establish a method for TRGs identification from RNA-seq data and to validate the approach a dataset for black pepper. The method consists in filtering the transcripts in several stages, so that the annotated transcripts and false positives are removed, and the remaining data without molecular information are classified as potential TRGs. The application of this approach to a black pepper transcriptome dataset (35,631 transcripts) resulted in 22,661 transcripts annotated by similarity. The transcripts that were not annotated in this first analysis were processed in the TRAPID tool, resulting in 12,895 transcripts not annotated. The evaluation of transcripts for false positive detection resulted in 245 true transcripts that were analyzed for the presence of non-coding RNA, resulting in 204 unidentified transcripts. At the end of the method application 71 non annotated transcripts remained with coding regions of protein, indicating potential TRGs. The characterization of these potential TRGs in black pepper can provide new information about the molecular mechanism of this specie and perhaps elucidate pathways for the establishment of cultivars tolerant to disease.

A partir da identificação de catepsinas L em ensaios in vitro e em zimogramas partimos para purificação desta enzima no inseto. A região V2 foi selecionada como fonte de obtenção da cisteína proteinase já que dentre os três ventrículos o segundo apresentou maior atividade específica. Após diversas tentativas de isolar esta proteinase, foi estabelecida uma marcha de purificação que envolvia em todas as etapas a participação de metil metanosulfonato (MMTS), o que inativa a proteinase evitando assim autólise ao longo do processo de purificação. A marcha consistiu de três passos cromatográficos (troca-iônica, filtração em gel e afinidade, nesta ordem) onde foi observada a presença de duas cisteína proteinases, cada uma apresentando respectivamente as seguintes massas moleculares 32 e 45 kDa (SDSPAGE). As duas cisteína proteinases possuem o mesmo pH ótimo igual a 6,3. Além disso, estas enzimas foram termicamente inativadas a 40 ºC segundo uma cinética de primeira ordem aparente, sugerindo a existência de apenas uma espécie molecular de cada enzima na preparação com meia vida de 5 minutos para cis 1 e 4,8 minutos para cis 2. Foi determinada a constante de dissociação entre enzimainibidor, onde foi observado os valores de 17,3 nM para cis 1 e 7,11 nM para cis 2 através da titulação por E-64. A eficiência de catálise cis 1 e cis 2 é maior para o substrato sintético Z-FR-MCA do que para Z-RR-MCA, indicando que tratava-se de catepsinas L. Com o intuito de descrever os mecanismos moleculares por trás dos fenômenos fisiológicos no intestino médio do Hemiptera Dysdercus peruvianus foi construída uma biblioteca de cDNA a partir de mRNA deste tecido. Utilizamos ESTs provenientes desta biblioteca com o objetivo de identificar genes transcritos relacionados com proteínas de transporte de glicose além de enzimas digestivas. Após o processamento das leituras, surgiram 1053 ESTs úteis. Montando estes ESTs por alinhamento de bases, foram produzidos 62 contíguos e 841 singletos, o que totaliza 903 seqüências únicas. Entre as seqüências homólogas encontradas as mais relevantes para o nosso estudo foram: β-glicosidase (marcadora de membranas microvilares), α-glicosidase (marcadora de membranas 8 perimicrovilares), aminopeptidase (espaço perimicrovilar), catepsina L (conteúdo de vesículas secretoras) e proteína transportadora de açúcar do tipo GLUT. Estas seqüências encontradas tiveram a sua transcrição específica (ou preferencial) averiguada por RT-PCR semiquantitativo nos diferentes tecidos do inseto estudado (intestino médio, túbulo de Malpighi, corpo gorduroso, glândula salivar, ventrículo 1, ventrículo 2 e ventrículo 3 do intestino médio). O transporte de glicose e água in vivo foi estudado. Para isso, os insetos foram alimentados com uma solução contendo glicose e corante não absorvível seguido de dissecação e análise do conteúdo luminal. O transporte de água e glicose foi inibido por floretina 0,2 mM (inibidor do uniportador GLUT) e por florizina 0,1 mM (inibidor do simportador SGLT) e ativado por K2SO4 50 mM. Isto sugere a presença do transportador do tipo uniportador (GLUT), e do simportador K+-glicose (SGLT), ambos co-transportando água. O transcriptoma revelou proteína homóloga a transportador GLUT cuja seqüência está parcialmente completa e foi analisada com ferramentas de bioinformática / After identification of cathepsins L in vitro assays and in zimograms we began to purify this enzyme in insect midgut. The region V2 was selected as a source of material for purifying a cysteine proteinase because it contains most of the activity of that proteinase. After several attempts to purify this proteinase, an effective process was developed that avoid autolysis with methyl methanethiosulfonate (MMTS), a sulfhydryl-reactive and reversible sulfonating reagent for thiol-containing molecules. The purify process was made by three chromatographic steps (anion-exchange column, gel filtration column and affinity column in this order), where two cysteine proteinase were purified, cys 1 and cys 2 with 32 and 45 kDa (SDS-PAGE). The two cysteine proteinases have the same pH optimum of 6.3. Besides that, these enzymes were thermicaly inactivated following apparent first-order kinetics with a half-life of 5 min (cys1) and 4.8 min (cys2) at 40 ºC. Both Cys are inhibited by E-64 with a KD of 17.3 nM (Cys 1) and 7.11 nM (Cys2). Both Cys are more active on Z-FR-MCA than on Z-RR-MCA, suggesting they are cathepsins-L. With purpose of describe the molecular mechanisms underlying physiological phenomena in midgut of the Hemiptera Dysdercus peruvianus a cDNA library was prepared from midgut mRNA. We used ESTs from this library to identify transcripts genes related with glucose transport proteins besides digestive enzymes. Analysis of 1053 high-quality expressed sequence tags (ESTs) yielded 903 unique sequences comprised of 62 contigs and 841 singlets. Among the homologous sequences found the following are more relevant to our aim: β-glucosidase (microvillar membrane marker), α-glucosidase (perimicrovillar membrane marker), aminopeptidase (perimicrovillar space marker), cathepsin L (vesicles content) and sugar transporter protein, GLUT. These sequences had its specific transcription (or preferential) verified by semi-quantitative RT-PCR on different insect tissues (malpighian tubules, salivary gland, fat body, midgut, midgut first ventriculus, second ventriculus and third ventriculus). The glucose and water absorption across the first ventriculus of the midgut of the Hemiptera Dysdercus peruvianus were determined. The insects were fed with a 10 glucose-non-absorbable dye solution, followed by periodical dissection of insects and analysis of ventriculus contents. The transport of water and glucose can be inhibited by 0.2 mM phloretin (GLUT inhibitor) and by 0.1 mM phlorizin (SGLT inhibitor) and is activated by 50 mM K2SO4 The results suggest that D. peruvianus has a transporter uniporter like (GLUT) and K+-glucose symporter like SGLT, both co-transporting water. The transcriptome showed a GLUT homologous protein which sequence is almost complete and was analyzed by bioinformatics tools

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Aranhas do gênero Loxosceles, são responsáveis por acidentes em todo o mundo, com grande importância clínica no Sul do Brasil. Os venenos destas aranhas são compostos por diversas toxinas, entre elas proteínas, responsáveis pelo quadro conhecido como loxoscelismo. No intuito de descrever o perfil transcricional da glândula produtora de veneno da aranha Loxosceles intermedia geramos uma biblioteca de cDNA bastante ampla e seus transcritos foram funcionalmente caracterizados. Após o processamento inicial das sequências, 1.843 ESTs (Expressed Sequence Tags) apresentavam qualidade suficiente para as análises posteriores. Estas sequências foram montadas em 538 clusters, sendo que 281 eram singletons. Após análises de similaridade, mais de 50% das ESTs demonstraram algum grau de semelhança com proteínas conhecidas. As análises de similaridade também demonstraram que os transcritos que codificavam para toxinas, perfaziam 43% de todas as sequências e abrangem uma parte significativa das ESTs. As toxinas mais frequentes foram anotadas como pertencentes à família LiTx de toxinas inseticidas. As fosfolipases-D e as metaloproteases semelhantes à astacinas perfazem, cada uma, cerca de 9% do total de transcritos. Componentes tóxicos tais como inibidores de serino-proteases, hialuronidase e proteínas alergênicas foram também identificadas, porém com menor representação. Quase 10% das ESTs codificam para proteínas envolvidas em processos celulares. O presente trabalho descreve também as etapas para clonagem, expressão heteróloga e purificação de um transcrito semelhante a um inibidor de serino-protease, identificado na biblioteca de cDNA. É sabido que proteínas desta família apresentam um grande potencial de aplicação como drogas antitrombóticas, atuando como agentes terapêuticos que influenciam a atividade de fatores de coagulação. Esses dados fornecem uma visão global do perfil de expressão da glândula de veneno de L. intermedia, revelam diferenças significantes entre venenos de aranhas do gênero Loxosceles e descrevem a produção de uma nova toxina recombinante. / Loxosceles genus spiders are responsible for accidents all over the world and have clinical importance in the South of Brazil. The venom of these spiders is made up of several toxins, including proteins, which are responsible for the clinical pattern called loxoscelism. To describe the transcriptional profile of the L. intermedia venom gland, we generated a wide cDNA library, and its transcripts were functionally and structurally analyzed. After initial analyses, 1,843 ESTs produced readable sequences that were grouped into 538 clusters, 281 of which were singletons. Nine hundred eighty-five reads (53% of total ESTs) matched to known proteins. Similarity searches showed that toxinencoding transcripts totalize 43% of the total library and comprise a great number of ESTs. The most frequent toxins were from the LiTx family, which are known for their insecticidal activity. Both phospholipase-D and astacin-like metalloproteases toxins account for approximately 9% of total transcripts. Toxins components such as serine proteases, hyaluronidases and venom allergens were also found but with minor representation. Almost 10% of the ESTs encode for proteins involved in cellular processes. This work also describes the stages for cloning, heterologous expression and purification of a cDNA similar to a protease inhibitor identified in the cDNA library. It is known that proteins belonging to this family have an application potential as antithrombotic drugs, acting as therapeutic agents that influences the activity of coagulation factors. These data provide an important overview of the L. intermedia venom gland expression scenario, revealed significant differences from profiles of other spiders from the Loxosceles genus and describe the production of a novel recombinant toxin. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Neste trabalho, nós mostramos estudos em larga-escala de RNAs não codificadores antisenso que são transcritos em regiões intrônicas de genes humanos. Alguns destes transcritos intrônicos possuem níveis de expressão correlacionados ao grau de diferenciação tumoral de câncer de próstata, apontando para uma relevância biológica destas mensagens em doenças complexas como o câncer. Nós também avaliamos a existência de um mecanismo comum de regulação de transcrição, compartilhado por mRNAs codificadores de proteína e RNAs intrônicos, através de análises de perfis de expressão de uma linhagem tumoral de próstata estimulada por andrógeno. A análise de ESTs e mRNAs depositados em bancos públicos de seqüências revelou mais de 55 mil RNAs Totalmente Intrônicos Não-codificadores (TIN), transcritos dos íntrons de 74% de todos os genes RefSeq únicos. Guiados por esta informação, nós desenhamos uma plataforma de oligonucleotídeos contendo sondas senso e antisenso para cada um de 7.520 transcritos TIN selecionados aleatoriamente, além de sondas para os genes codificadores de proteína correspondentes. Nós identificamos assinaturas intrônicas e exônicas de expressão tecido-específicas em fígado, próstata e rim. Os RNAs TIN antisenso mais altamente expressos eram transcritos de íntrons de genes codificadores de proteína enriquecidos na categoria ?Regulação da transcrição?. A inibição da RNA Polimerase II resultou num aumento de expressão de uma fração dos RNAs intrônicos em células em cultura, sugerindo que outras RNA Polimerases possam estar envolvidas em sua biossíntese. Um subconjunto das assinaturas intrônicas e exônicas localizadas nos mesmos loci genômicos possuíram padrões de expressão correlacionados, sugerindo que RNAs intrônicos regulem a abundância ou o padrão de uso de éxons de mensagens codificadoras de proteína. Nós identificamos diversos padrões de expressão de RNAs intrônicos, indicando que eles possam ter papéis regulatórios. Esta estratégia orientada pelo gene, que combina um microarray intrônico/exônico deve permitir análises comparativas futuras de transcrição intrônica sob várias condições fisiológicas e patológicas, avançando assim em nosso conhecimento sobre as funções biológicas destes RNAs não codificadores. / In this work, we show large-scale studies of antisense noncoding RNAs transcribed from intronic regions of human genes. The correlation of expression levels of some intronic transcripts to the degree of tumor differentiation in prostate cancer points to the biological relevance of these messages in complex diseases such as cancer. We also evaluated the existence of a common mechanism of regulation of transcription shared by protein-coding mRNAs and intronic RNAs by measuring the effect of androgen on the transcriptional profile of a prostate cancer cell line. Survey of mRNA and EST public databases revealed more than 55,000 Totally Intronic Noncoding (TIN) RNAs transcribed from the introns of 74% of all unique RefSeq genes. Guided by this information, we designed an oligoarray platform containing sense and antisense probes for each of 7,520 randomly-selected TIN transcripts plus probes for the corresponding protein-coding genes. We identified exonic and intronic tissue-specific expression signatures for human liver, prostate and kidney. The most highly expressed antisense TIN RNAs were transcribed from introns of proteincoding genes enriched in the \"Regulation of transcription\" class. RNA Polymerase II inhibition resulted in increased expression of a fraction of the intronic RNAs in cell cultures, suggesting that other RNA polymerases may be involved in their biosynthesis. A subset of intronic and protein-coding signatures transcribed from the same genomic loci has correlated expression patterns, suggesting that intronic RNAs regulate the abundance or the pattern of exon usage in protein-coding messages. We have identified diverse intronic RNA expression patterns, indicating that they may have regulatory roles. This gene-oriented approach, using a combined intronic/exonic microarray should permit further comparative analysis of intronic transcription under various physiological and pathological conditions, thus advancing current knowledge about the biological functions of these noncoding RNAs.

O presente estudo teve como objetivo investigar a influência da incorporação da dieta com óleo de peixe (OP), rico em 22:6n3 (DHA) e 20:5n3 (EPA); óleo de linhaça (OL), rico em 18:3n3 (LNA); e óleo de coco (OC), rico em ácidos graxos saturados, no metabolismo lipídico de fêmeas adultas de Epinhephelus marginatus (garoupa verdadeira). Adicionalmente foi realizado o sequenciamento e montagem de novo do transcriptoma do tecido hepático de E. marginatus por Next Generation Sequence, e as sequências obtidas foram utilizadas como ferramenta para validar genes relacionados com o metabolismo lipídico. Os resultados mostraram que, após 5 meses de experimento, a concentração de lipídios no tecido muscular foi superior nos animais do grupo controle (alimentado apenas com sardinha) devido possivelmente a uma menor digestibilidade dos ácidos graxos incorporados na dieta dos demais grupos experimentais. Em geral os triglicerídios (TG) refletiram mais a dieta do que os fosfolipídios (PL), e foram marcados pelo alto percentual de 18:3n3 nos animais do grupo OL em todos os tecidos, e DHA na musculatura dos animais do grupo OP. Aparentemente os resultados observados para os ácidos graxos saturados e monoinstaruados sugerem um potencial autorregulatório para processos de retenção e oxidação de ácidos graxos para esta espécie, já que em geral os tecidos não refletiram diretamente a composição da dieta. A suplementação da dieta com diferentes óleos interferiu de forma direta na expressão dos genes relacionados com a síntese e β-oxidação de ácidos graxos. A expressão do gene ELOVL5 presumivelmente influenciou na deposição de ácidos graxos intermediários nos tecidos dos animais de todos os grupos experimentais, que não foram observados, ou foram pouco representativos nas dietas experimentais. O sequenciamento dos transcritos do tecido hepático de E. marginatus gerou 92.887 contigs de alta qualidade, e foi observado maior número de anotações funcionais contra o banco de proteínas de zebrafish (Danio rerio), comparado ao banco de proteínas de fugu (Takifugu rubripes) . Foram selecionadas as sequências dos genes de interesse no banco de dados local de E. marginatus, e todas as sequências utilizadas apresentaram alto grau de similaridade e foram consideradas adequadas para a realização das análises de PCR em tempo real / This study aimed to investigate the influence of dietary supplementation with fish oil (OP), rich in 22:6n3 (DHA) and 20:5n3 (EPA); linseed oil (OL), rich in 18:3n3 (LNA); and coconut oil (OC), rich in saturated fatty acids in the lipid metabolism of Epinephelus marginatus (dusky grouper) adult female. Additionally it was performed sequencing and de novo assembly of the E. marginatus liver transcriptome by Next Generation Sequence, and sequences obtained were used as a tool to validate lipid-relevant genes. The results showed that the lipid concentration in the liver was higher in the control group (fed only with sardine) possibly due to a reduced digestibility of the incorporated fatty acids in the diet from the other experimental groups. In general the triglycerides (TG) of tissues reflected more the diet profile than phospholipids (PL), and were characterized by the high percentages of 18:3n3 in the OL group in all tissues, and DHA in the muscles of the OP group. Apparently the results for the saturated and monounsaturated fatty acids suggest a self-regulatory potential for retention and oxidation processes for this species, since in general the tissues did not directly reflect the fatty acid diet composition. The ELOVL5 expression presumably influenced in the fatty acids intermediate deposition in the animal tissue from all experimental groups, which were not seen or not representative in the experimental diets. The sequencing of the transcripts from E. marginatus liver generated 92,887 high quality contigs, and it was observed a higher number of functional annotations against zebrafish (Danio rerio) proteins database, compared to the fugu Takifugu rubripes) proteins database. It was selected sequences of interest genes in the local database of E. marginatus, and all sequences used showed a high similarity degree with another teleosteo species, and were considered adequate to run the real time PCR analyze

O relógio biológico é um mecanismo molecular autossustentado gerador de ritmos. Ele integra vias de percepção das condições ambientais com um oscilador central para gerar respostas fisiológicas rítmicas em escalas diária e sazonal. Nas plantas, o relógio biológico está associado a vias metabólicas e fisiológicas importantes, como fotossíntese. Na cana-de-açúcar, uma gramínea de grande interesse econômico, estudos realizados em condições circadianas mostraram que o relógio biológico tem uma influência superior àquela vista em outras plantas. Assim, este trabalho visa a compreender os mecanismos de funcionamento do oscilador central do relógio biológico da cana-de-açúcar crescida em campo. Para tanto, foram investigados o transcriptoma de diferentes órgãos da cana-de-açúcar; a expressão de isoformas alternativas e de múltiplos alelos dos genes do relógio biológico da cana; e o efeito do sombreamento mútuo das plantas em campo sobre o funcionamento do relógio biológico. Os resultados obtidos sugerem que o relógio biológico é funcional e sincronizado entre os diferentes órgãos da cana-de-açúcar analisados. Os transcritos regulados sinergicamente pelo relógio biológico e pelo ambiente flutuante pertencem a vias metabólicas, fisiológicas e de regulação gênica e epigenéticas todas essenciais à produtividade da cana-de-açúcar. O sombreamento mútuo observado em campo parece alterar a fase de expressão de genes do relógio biológico da cana-de-açúcar. Além disso, eventos de splicing alternativo foram observados nos genes do relógio biológico em condições de baixa temperatura e múltiplos alelos dos genes do relógio biológico são expressos e a regulação de sua expressão parece ser sazonal. / The circadian clock is a self-sustaining molecular mechanism that generates rhythms. It perceives the environmental conditions and connects this pathway with its central oscillator, generating daily and seasonal rhythms of physiological responses. In plants, the circadian clock is associated with major metabolic and physiological pathways. In sugarcane, an economically important grass, previous studies showed that the circadian clock has the largest influence on plants seen so far under circadian conditions. This work aims to understand how the central oscillator of the circadian clock works in field-grown sugarcane. Thus, the transcriptome from different sugarcane organs; the expression of alternative isoforms and multiple alleles of circadian clock genes; and the effect of mutual shading in the field on the circadian clock function were analyzed. The results suggest that there is a functional and synchronized circadian clock in the different sugarcane organs. The transcripts regulated synergistically by the circadian clock and the variable environment are related to metabolic, physiological, genetic or epigenetic pathways, all important to sugarcane productivity. Mutual shading observed in the field seems to change the phase of expression of the sugarcane circadian clock. Besides, alternative splicing events have been reported for circadian clock genes under low temperature conditions and multiple alleles of circadian clock genes are expressed and their expression is likely to be seasonally regulated.

O presente trabalho investigou se a exposição em períodos precoces da vida à ração com alto teor de gordura animal altera o risco de câncer de mama na vida adulta em ratas. Ratas mães foram expostas à ração com alto teor de gordura (ATG) à base de banha de porco (60 % de energia proveniente de gordura) ou uma dieta controle AIN93G (16 % de energia proveniente de gordura) durante a gestação ou gestação e lactação. A prole feminina com 7 semanas de idade foi induzida a carcinogênese mamária com o carcinógeno 7,12-dimeti-benz[a]antraceno. Comparado à prole do grupo controle, observou-se menor suscetibilidade à carcinogênese mamária na prole do grupo de ratas prenhas submetidas à ração ATG durante a gestação (menor incidência de neoplasias, multiplicidade e peso das neoplasias) ou gestação e lactação (menor multiplicidade). Prole feminina de ratas exposta à ração ATG durante a gestação apresentou menor crescimento da árvore epitelial mamária, proliferação celular (Ki67) e expressão de NFkB p65 e maior expressão de p21 e níveis globais de H3K9me3 na glândula mamária. Além disso, esta apresentou uma tendência na redução da razão Rank/Rankl (p=0,09) e níveis de progesterona sérica (p=0,07). Glândula mamária da prole feminina do grupo exposto à ração ATG durante a gestação e lactação apresentou menor número de TEBs, crescimento da árvore epitelial e razão BCL-2/BAX e maiores níveis de leptina em comparação à prole do grupo controle. Análise de lipidômica das glândulas mamárias revelou que exposição à ração ATG especificamente durante a gestação apresentou pequenos efeitos no perfil de ácidos graxos na prole feminina, enquanto que a exposição à essa ração durante a gestação e lactação promoveu menor concentração de ácidos graxos saturados (exceto ácido esteárico) e maior concentração de ácidos graxos polinsaturados da série n-6, monoinsaturados e ácido linoleico conjugado (CLA). De acordo com análise de dependência de redes diferencial (DDN) dos genes diferentemente expressos pela análise de \"microarray\" exposição à ração ATG em períodos precoces da vida altera a rede transcricional da glândula mamária na vida adulta. Especificamente, ratas expostas à ração ATG somente durante o período fetal apresentou aumento da expressão de Hrh1 e Repin1 em comparação ao controle. A prole exposta à ração durante o período fetal e lactacional apresentou maior e menor expressão de Stra6 e Tlr1 em comparação ao contole, respectivamente e menor expressão de Crkrs em comparação à prole exposta à ração somente durante o período fetal. Nossos dados confirmam que o risco de câncer de mama da prole pode ser programado pela alimentação materna. No entanto, ao contrário do que se esperava, exposição a altos níveis de gordura animal no início da vida diminuiu a suscetibilidade ao câncer de mama na vida adulta. Dentre os possíveis mecanismos envolvidos nessa proteção encontram-se a modulação da morfologia e perfil lipídico da glândula mamária, redução da proliferação celular e aumento dos níveis proteicos de reguladores do ciclo celular, modulação de marcas epigenéticas como H3K9me3, modulação da expressão gênica global com alteração de redes de sinalização, bem como regulação de vias de sinalização específicas como RANK/RANKL/NFκB. Porém esses mecanismos são dependentes do tempo e período de exposição. / The present study investigated whether early life exposure to high levels of animal fat changes breast cancer risk in adulthood in rats. Dams consumed a lard-based high-fat (HF) diet (60% fat-derived energy) or an AIN93G control diet (16% fat-derived energy) during gestation or gestation and lactation. Their 7-week-old female offspring were exposed to 7,12-dimethylbenz[a]anthracene to induce mammary tumors. Compared to the control offspring, significantly lower susceptibility to mammary cancer development was observed in the offspring of dams fed on HF diet during gestation (lower tumor incidence, multiplicity and weight), or gestation and lactation (lower tumor multiplicity only). Mammary epithelial elongation, cell proliferation (Ki67), and expression of NFkB p65 were significantly lower, and p21 expression and global H3K9me3 levels were higher in the mammary glands of rats exposed to HF lard diet in utero. They also tended to have lower Rank/Rankl ratios (p=0.09) and serum progesterone levels (p=0.07) than control offspring. In the mammary glands of offspring of dams consuming the HF diet during both gestation and lactation, the number of terminal end buds, epithelial elongation and the BCL-2/BAX ratio were significantly lower, and serum leptin levels were higher than in the controls. Lipidomic analysis on mammary glands showed that exposure to a lard-based HF diet only during gestation had little effects on fatty acids profile on offspring, whereas this exposure during gestation and lactation promoted significant changes on the offspring\'s mammary glands. In general, it decreased SFA (except for stearic acid) and increased n-6 PUFA, MUFA and CLA concentrations in mammary gland. According to Differential dependency network (DDN), analysis of genes differently expressed by microarray, exposure to HF diet during early life changes the transcriptional network of the mammary gland in adulthood. Specifically, rats exposed to HF diet only during the fetal period showed increased expression of Hrh1 e Repin1 compared to the control. The offspring exposed to the HF diet in utero and nursing had higher and lower expression of Stra6 and Tlr1, respectively, compared to the control and lower expression of Crkrs compared to the offspring exposed only in utero. Our data confirm that the breast cancer risk of offspring can be programmed by maternal dietary intake. However, contrary to our expectation, exposure to high levels of lard during early life decreased later susceptibility to breast cancer. The mechanisms involve modulation of mammary gland\'s morphology and lipid profile, decrease of cell proliferation and increase of cell cycle regulators, modulation of epigenetics marks as H3K9me3, modulation of global gene expression with alteration of transcriptional network and RANK/RANKL/NFκB pathway. However, these mechanisms are dependent on the duration and period of exposure.

A doença da bananeira \'mal-do-Panamá\', causada pelo fungo Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc) é uma das doenças mais destrutivas da bananeira e é considerada uma das seis doenças economicamente mais importante da história da humanidade. Algumas cultivares resistentes, como a \'BRS Platina\', foram lançadas pela Embrapa, porém para a sustentabilidade da resistência é necessário entender os mecanismos moleculares envolvidos na resposta de resistência e defesa. O objetivo deste estudo foi caracterizar o processo de infecção pelo Foc raça 1 em três cultivares contrastantes para a resistência e analisar o padrão transcricional no início da interação. A análise histopatológica indicou que o Foc raça 1 penetra pela raízes laterais e principal, colonizando os espaços inter e intracelular do córtex nas três cultivares. Foram visualizadas, hifas \'globosas\' na cultivar suscetível \'Maçã\' com a formação de estruturas de resistência, como clamidósporos. Na cultivar resistente \'BRS Platina\', foi observado por microscopia óptica no período inicial da interação (24 horas após inoculação) a indução de respostas de defesa da planta, como formação de zona de cicatrização, e aos 15 dias após inoculação, formação de tilose, presença de cristais de oxalato de cálcio e deposição de calose. Foi utilizada a tecnologia Illumina para sequenciamento massal de RNA e abordagens de bioinformática para identificar genes diferencialmente expressos (DE) relacionados com a resposta de defesa de bananeira em interações compatíveis e incompatíveis. O sequenciamento paired-end gerou um total de 113.632.486 fragmentos (reads) com alta qualidade. Do total de reads alinhados no genoma referência (\'DH-Pahang\'), 55.555.480 alinharam-se com genes conhecidos e anotados no genoma referência, sendo utilizados para a análise DE inoculado x não inoculado, permitindo detectar 2.307 genes para as três cultivares. Os genes anotados de cada cultivar foram comparados, sendo identificados quatro genes comuns para as três cultivares, dez compartilhados entre \'Maçã\' e \'Prata-anã\', 21 compartilhados entre \'BRS Platina\' e \'Maçã\', 114 compartilhados entre \'BRS Platina\' e \'Prata-anã\', além de 75 serem exclusivos de \'Maçã\', 599 de \'BRS Platina\' e 1484 de \'Prata-anã\'. O mecanismo de resistência/defesa ao Foc em \'BRS Platina\', ocorre em nível de percepção precoce na presença do patógeno desencadeando resposta de defesa inexistente em \'Maçã\', e com cinética distinta da cultivar com resposta intermediária (\'Prata-anã\'). Dessa forma, os resultados permitiram propor um modelo da resposta de defesa/resistência ao Foc raça 1 em bananeira, baseando-se no nível de indução de genes que codificam para proteínas de reconhecimento do patógeno (receptor like kinase), fatores de transcrição (WRKY e MYB); reforço e síntese de parede celular, degradação da parede celular do fungo (quitinase e glucanases), heat shocks, enzimas antioxidantes e na resposta visualizada pela histologia na cultivar \'BRS Platina\'. Sendo assim, este trabalho fornece novas perspectivas para estudos de análise funcional, identificação e anotação de novos genes relacionados a resposta de defesa e resistência ao Foc raça 1. / The banana Panama disease, caused by fungus Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc), is one of the most destructive disease of the industry, and it is considered one of the six most economically important of all times. A few cultivars, such as \'BRS Platina\', were released, but it is still necessary to understand molecular mechanisms involved in defense response and resistance. The objective of this study was to characterize the infection process by Foc in three banana cultivars contrasting for resistance to Foc and to analyze the transcriptional profile at the beginning of interaction. In this way, Foc race 1 penetrated the main and lateral roots, colonizing inter- and intracellular spaces of the root cortex in the three cultivars. Hyphae were globose in the susceptible cultivar \'Maçã\' with the formation of resilience structure, such as chlamydospores. In the resistant cultivar \'BRS Platina\', during the initial period of interaction (24 hours after inoculation), induced of plant defense responses, such as a healing zone, tylosis formation, presence of calcium oxalate and callose deposition. The Illumina technology were applied to sequence RNA, followed by bioinformatic tools to identify genes differentially expressed (DE) related to resistance and defense response in the compatible and incompatible interactions. Pair-end sequencing generated a total of 113,632,486 reads with high quality. From the total of aligned reads to the banana reference genome (\'DH-Pahang\'), 55,555,480 aligned with gene models annotated in the reference genome. The aligned contigs were analysed for DE, comparing inoculated x non-inoculated, enabling the detection of 2307 genes for the three cultivars. Each annotated gene from each cultivar was compared: four common genes to the three cultiars; 10 genes were shared between \'Maçã\' and \'Prata-anã\'; 21 shared between \'BRS Platina\' and \'Maçã\'; 114 shared between \'BRS Platina\' and \'Prata-anã\', plus 75 exclusive to \'Maçã\'; 599 exclusive to \'BRS Platina\' and 1,484 to \'Prata-anã\'. The mechanism of resistance/defense in \'BRS Platina\', level of perception occurs early in the presence of the pathogen defense response triggering nonexistent in \'Maçã\' and with kinetics distinct cultivar with intermediate response (\'Prata-anã\'). Thus, the results have provided a model of defense response/resistance to Foc race 1 in banana, based on the level of gene induction that encode recognition proteins (Receptor-like Kinase, RLK), transcription factors (WRKY and MYB), cell wall synthesis and reinforcement, degradation of fungal cell wall (chitinases and glucanases), heat shocks , proteins;anto-oxidative enzymes and visualized by histologcal in response cultivar \'BRS Platina\'. The present work offer new perspectives to functional analyses, identification and annotation of new genes related to resistance and defense response to Foc race 1.

Orientadores: Anete Pereira de Souza, Liana Jank / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T03:40:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Toledo-Silva_Guilherme_D.pdf: 25638879 bytes, checksum: 40fca686426836cea01016a242b64c84 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: No Brasil, a pecuária bovina é baseada principalmente na utilização de pastagens cultivadas para alimentação animal. A espécie Panicum maximum Jacq., popularmente conhecida no Brasil como capim colonião, encontra-se entre as espécies mais utilizadas na alimentação do gado de corte. Grande parte das áreas destinadas a pastagens encontra-se estabelecida com cultivares exóticas e de reprodução clonal. O monocultivo representa sério risco para todos os sistemas de produção baseados no uso de pastagens. Nesse sentido, o melhoramento genético de forrageiras e o lançamento de novas cultivares de P. maximum surgem como alternativa para a diversificação das pastagens. O presente trabalho teve como objetivo principal contribuir para o conhecimento básico sobre a genética e a biologia molecular de P. maximum. Primeiramente, foi realizada a montagem de novo e análise do transcriptoma da espécie utilizando a metodologia de sequenciamento massivo paralelo de cDNA (RNA-seq), resultando em 38.192 unigenes, os quais foram anotados em diferentes bancos de dados. A maioria dos genes relacionados as vias de fixação de carbono C4 e de síntese de lignocelulose foram identificados. Ainda, foram identificados 5.035 marcadores microssatélites (SSR) e 346.456 marcadores do tipo single nucleotide polymorphism (SNP) em todo o transcriptoma. Na segunda parte deste trabalho, foram desenvolvidos 131 novos marcadores moleculares do tipo microssatélite para P. maximum. Estes marcadores foram utilizados juntamente a 43 marcadores SSR obtidos da literatura, para construção de mapas genético-moleculares, através da genotipagem dos híbridos F1 resultantes de cruzamento intraespecífico. Os mapas de ligação cobriram 672,2 cM e 802,2 cM dos genomas dos genitores S10 e Mombaça. Estes resultados contribuem para a pesquisa associada a P. maximum e forrageiras tropicais, assim como para os programas de melhoramento genético / Abstract: In Brazil, livestock feeding is mainly based on cultivated pastures. Panicum maximum Jacq., also known as capim-colonião, figures among the most cultivated tropical forage plants in brazilian pastures, which are established with exotic cultivars of clonal reproduction, leading to monoculture, and consequently offering serious risks to associated production systems. One possible solution to monoculture falls on new cultivars releases, throught breeding programs, diversificating livestock pastures in Brazil. The work presented here had an objective of elucidate some basic aspects regarding the genetics and molecular biology of P. maximum. First, we conducted a de novo assembly and analysis of leaf transcriptome, throught massive parallel cDNA sequencing (RNA-seq), resulting in 38.192 unigenes, which were annotated in different databases. Genes related to C4 metabolism and lignocellulose synthesis are valuable resource to breeding programs and were identified among assembled transcripts. Thus, several putative molecular markers were located in unigenes: 5.035 microsatellites (SSR) motifs and 346.456 single nucleotide polymorphism (SNP) positions. Also, we developed 131 new genomic and expressed SSR markers for P. maximum. These markers were used with 43 published SSR markers to develop a genetic map. A segregating F1 population were used for such, hybrids of S10 (sexual genotype) and Mombaça (apomictic genotype) crossing. Linkage maps covered 672,2 cM and 802,2 cM of parentals genomes respectively, using 88 and 96 markers each. Results presented in this work contributes to P. maximum and tropical grasses related research and breeding programs / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientadores: Anete Pereira de Souza, Antonio Augusto Franco Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T14:06:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mantello_CamilaCampos_D.pdf: 14575904 bytes, checksum: 3588e88f982780fe09718e2b837d7824 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Aproximadamente 2.500 espécies são conhecidas por produzirem borracha natural e a seringueira, [Hevea brasiliensis (Willd. ex Adr. de Juss.) Muell-Arg.], espécie nativa da Amazônia e pertencente ao gênero Hevea, é a maior fonte de borracha natural do mundo. A borracha natural é matéria prima para fabricação de mais de 40.000 produtos tendo importância fundamental na indústria de pneus. Apesar de a região Amazônica oferecer condições climáticas adequadas para seu crescimento e desenvolvimento, esta área também possui condições favoráveis à ocorrência do mal-das-folhas (Microcyclus ulei P. Henn v. Arx), doença também conhecida como mal sulamericano das folhas (South American Leaf Bligth ¿ SALB). Dessa maneira, a heveicultura se expandiu para áreas de escape que propiciam novas condições de estresse, limitando o seu crescimento e a produção de látex. O melhoramento genético vem buscando cultivares adaptados a estas regiões de escape, porém o ciclo de melhoramento da seringueira é longo e não permite o rápido desenvolvimento de novos cultivares. O desenvolvimento de ferramentas na biologia molecular permite o melhor entendimento da espécie e pode diminuir o tempo gasto nos ensaios de campo. O presente trabalho desenvolveu novos marcadores microssatélites (SSRs) a partir de bibliotecas enriquecidas em microssatélites. A caracterização destes marcadores mostrou a alta variabilidade alélica dentro de H. brasiliensis e o teste de transferibilidade dos SSRs em outras seis espécies do gênero Hevea mostrou alelos exclusivos para as mesmas e taxas de amplificação superior a 80%. Com o objetivo desenvolver novos marcadores SSRs e single nucleotide polymorphisms (SNPs) em larga escala, foi sequenciado na plataforma Illumina GAIIx o transcriptoma de painel de dois cultivares importantes para a heveicultura (GT1 e PR255). A montagem e a caracterização do transcriptoma permitiu o melhor entendimento da dinâmica do transcriptoma em H. brasiliensis e identificou novos transcritos para a espécie. As sequências do transcriptoma foram submetidas à busca de SSRs e SNPs. No transcriptoma, foram identificados 1.709 novas sequências contendo SSRs para seringueira, a uma frequência de um SSR a cada 2,8 kb. Já a busca de SNPs identificou 404.114 SNPs com frequência de um SNP a cada 125 pb. Através da anotação no Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG), foram identificadas sequências anotadas a todas as enzimas referentes às duas vias de síntese de látex (mevalonato - MVA e C-metileritritol 4-fosfato -MEP). Apesar de as vias MVA e MEP serem muitos estudadas, esta foi a primeira vez que SNPs foram identificados e validados. Os marcadores SSRs e SNPs foram então mapeados em uma população segregante F1. O mapa genético obtido contém 383 marcadores mapeados em 20 grupos de ligação. Neste trabalho foram desenvolvidos 52 SSRs e 51 SNPs do total de marcadores mapeados. Como o número de grupos de ligação esperado é 18 (2n=36), conclui-se que o mapa genético obtido mostra que ainda há uma cobertura incompleta do genoma. Devido à alta frequência de SNPs no genoma, o desenvolvimento de novos marcadores poderá saturar o mapa de forma homogênea, permitindo o agrupamento dos marcadores nos 18 grupos de ligação esperados / Abstract: Approximately 2.500 species are known to produce natural rubber. Hevea brasiliensis (Willd. ex Adr. de Juss.) Muell-Arg. also known as rubber tree is a species native to the Amazon rainforest and is the largest source of natural rubber in the world. Natural rubber has been used in more than 40,000 products and has great importance in the tire industry. Although the Amazon rainforest offers optimal conditions for growth and rubber yields due to its warm and humid climate, this region also provides optimal conditions for the fungus Microcyclus ulei P. Henn v. Arx which causes the South American Leaf Blight (SALB) disease. Thus, rubber tree plantations have expanded to escape areas that provides new stress conditions limiting their growth and latex production. The rubber tree breeding is trying to create a new cultivar that is resistant to these new conditions but the rubber tree cycle breeding is long and does not allow a rapid cultivar development. Thus, molecular biology techniques could provide a greater knowledge of H. brasiliensis genetic and could optimize field evaluation and, thus, reduce the time and area required for experiments. The present work developed new microsatellites (SSRs) markers for rubber tree from genomic enriched libraries. The new microsatellites were characterized and demonstrated a high allelic variability within H. brasiliensis genotypes. The transferability rate in other six species of the genus Hevea was greater than 80%. To develop new SSRs and single nucleotide polymorphisms (SNPs) markers, the panel transcriptome from two important cultivars (GT1 and PR255) was sequenced in Illumina GAIIx platform. The transcriptome obtained allowed a better knowledge about H. brasiliensis transcriptome and identified new transcripts for rubber tree public database. The sequences were submitted to a SSR and SNP search. The SSR frequency was one SSR each 2.8 kb and it was identified 1.709 new sequences with new SSRs for rubber tree database. A total of 404.114 putative SNPs were detected with a frequency of one SNP every 125 bp. Through Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) annotation, it was identified contigs corresponding to all the enzymes of mevalonate (MVA) and -C-methyl-D-erythritol 4-phosphate (MEP). Despite MVA and MEP pathways are being very well studied, since they are directly involved to rubber biosynthesis, this is the first time that molecular markers have been developed for such important pathways. The SSRs and SNPs developed were mapped in a full-sib population. The genetic linkage map has 383 molecular markers distributed in 20 linkage groups. This project contributed with 52 SSRs and 51 SNPs of the total mapped markers. Although the expected number of linkage groups are 18 (2n=36), the new genetic linkage map still has an incomplete coverage of the genome. Due to the high frequency of the SNPs in the genome, the development of new markers can saturate this map homogeneously / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutora em Genética e Biologia Molecular