Beef quality in Brazil is important for both consumers and the food industry due to high demand and competitiveness in the domestic and international markets. Therefore, it is necessary to develop research to improve beef quality of Nellore cattle (Bos indicus), mainly tenderness, one of the main features to add value to meat. New-generation technologies provide accurate, rapid and inexpensive information on the entire genome, showing great advantage over conventional methods for sequencing and gene expression. However, these new technologies generate large database, which require the use of bioinformatics tools for data analyses of sequencing and for a better understanding of biological regulation mechanisms , cellular control, gene interactions, among other applications. In a previous study, samples were collected from the Longissimus dorsi muscle of 790 animals from Nellore cattle and shear force assessments were made 24 hours after slaughter, with seven and 14 days of aging. Aiming to identify differentially expressed (DE) genes, 34 samples from Nellore animals with extreme levels of estimated breeding value (EBV) for shear force (SF) were selected, sequenced by the method of RNA sequencing (RNA-Seq) (Illumina HiScanSQ). This study performed the processing of data generated by RNA-Seq using software QuasiSeq and Cuffdiff. In the QuasiSeq analysis, 22 DE genes were found, while in the Cuffdiff analysis, 113 DE genes were found. To better understand the biological process involved in meat tenderness, integrative analysis identified possible regulators that can explain the activity of transcriptional regulation in this process using partial correlation coefficient with information theory (PCIT), phenotypic impact factor (PIF) and regulatory impact factor (RIF) methods. The genes found in the PCIT analysis USP2, GBR10, ANO1 and TMBIM4; microRNAs found in RIF analysis bta-mir-133a-2 and bta-mir-22, and the genes with high PIF value MB, ENO3, CA3 could be fundamental to unravel the complex molecular mechanisms that control the meat tenderness in Nellore cattle. / A qualidade da carne bovina no Brasil é importante tanto para o consumidor, como para a indústria alimentícia devido à alta competitividade e exigência do mercado nacional e internacional. Portanto, é necessário o desenvolvimento de pesquisas para melhorar a qualidade da carne bovina da raça Nelore (Bos indicus), principalmente a maciez, que é considerada uma das principais responsáveis por agregar valor à carne. Tecnologias de nova geração proporcionam informações precisas, rápidas e baratas de todo genoma, mostrando grande vantagem em relação aos métodos convencionais de sequenciamento e de estudos de expressão gênica. Essas novas tecnologias geram um grande volume de dados, sendo necessário o uso de ferramentas de bioinformática para realizar as análises de sequenciamento e ter uma maior compreensão de mecanismos biológicos de regulação, controle celular, interações gênicas, entre outras aplicações. Em um estudo prévio, foram coletadas amostras do músculo Longissimus dorsi de 790 animais da raça Nelore e foram realizadas avaliações da força de cisalhamento 24 horas após abate, e com sete e 14 dias de maturação. Com o objetivo de identificar genes diferencialmente expressos (DE), foram selecionadas no total 34 amostras de animais da raça Nelore com valores extremos de valor genético estimado (EBV) para força de cisalhamento (SF), e sequenciados pelo método de sequenciamento de RNA (RNA-Seq) (Illumina HiScanSQ). Neste estudo foi realizado o processamento dos dados gerados pelo RNA-Seq através dos softwares QuasiSeq e Cuffdiff. Foram encontrados 22 genes DE para as análises do QuasiSeq e 113 genes DE para as análises do Cuffdiff. Para melhor compreensão dos processos biológicos envolvidos na maciez da carne, análises integrativas identificaram possíveis reguladores que podem explicar a atividade de regulação transcricional neste processo utilizando os métodos do Coeficiente de Correlação Parcial com Teoria da Informação (PCIT), Fator de Impacto Fenotípico (PIF) e Fator de Impacto Regulatório (RIF). Os genes encontrados nas análises análises do PCIT USP2, GBR10, ANO1 e TMBIM4, assim como os microRNAs encontrados nas análises do RIF, bta-mir-133a-2 e bta-mir-22 e os genes de maior valor de PIF MB, ENO3, CA3 podem ser fundamentais para desvendar os complexos mecanismos moleculares que controlam a maciez da carne na raça Nelore.

El melón (Cucumis melo) y el calabacín (Cucurbita pepo) son especies cucurbitáceas de gran importancia económica a nivel nacional y mundial. Para optimizar su producción se requiere de la obtención de nuevas variedades mejor adaptadas a los sistemas de cultivo, más resistentes frente a nuevas enfermedades o plagas y con mejores características organolépticas, que respondan a las cada vez mayores exigencias del mercado. La mejora debe realizarse de una forma eficiente y competitiva, apoyándose en los crecientes conocimientos genéticos en estas dos especies y en los últimos avances biotecnológicos. El desarrollo de herramientas genómicas con el fin de impulsar la mejora de estos cultivos es el principal objetivo de la presente Tesis doctoral. El desarrollo de marcadores moleculares es esencial para la construcción de mapas genéticos, para la realización de una selección más eficiente, para el análisis y cartografía de QTLs (Quantitative trait loci) y para el desarrollo de líneas de premejora, además de ser una herramienta fundamental para el análisis de la biodiversidad. En esta Tesis se han desarrollo y/o validado marcadores de alta calidad, de tipo microsatélite (Simple Sequence Repeats, SSRs) y SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms), para estas dos especies. La generación de información de secuencia, necesaria para el desarrollo de este tipo de marcadores, ha cambiado en el transcurso de los trabajos presentados en la Tesis, habiéndose abordado finalmente la secuenciación del transcriptoma de melón mediante técnicas de secuenciación de alto rendimiento (NGS, Next generation sequencing). La obtención de grandes colecciones de SSRs y SNPs en ambas especies, resultado del ensamblaje de ESTs (Expressed Sequence Tags) procedentes de secuencias Sanger previamente disponibles y de las nuevas secuencias obtenidas por secuenciación masiva, ha supuesto un gran avance para estas especies no modelo, permitiendo la construcción de mapas más densos en melón y del primer mapa ba / Esteras Gómez, C. (2012). Desarrollo y aplicación de herramientas genómicas para la mejora de especies cucurbitáceas por calidad y resistencia a enfermedades [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17046 / Palancia

A identificação de genes alvos, vias de sinalização e vias metabólicas para melhoramento de cana-de-açúcar associados a características de interesse, ainda são pouco conhecidos e estudados. Alguns estudos do transcriptoma através de plataformas de microarranjo têm buscado identificar listas de genes, para experimentos tecido- específico ou submetidos a condições de estresse bióticos e abióticos. Estudos pontuais destes dados tem sido associados a vias metabólicas ou vias de sinalização já descritas na literatura, de forma a identificar alterações relacionadas a padrões de expressão gênica. Porém, estas relações em cana-de-açúcar são pouco conhecidas e estudadas. O estudo e entendimento de cana-de-açúcar por meio da diversidade genética e de sua adaptação ao ambiente é um grande desafio, principalmente pela ausência de um genoma sequenciado e por possuir um genoma complexo. Apresentamos nossos resultados para tentar superar tais limitações e desafios para estudos de expressão gênica. Foram desenvolvidas metodologias para anotação funcional do transcriptoma, centradas na transferência de anotação, identificação de vias metabólicas e enzimas pelo método de similaridade bi-direcional, predição de genes full-length, análises de ortologia e desenho de oligonucleotídeos para microarranjos customizados, resultando no ORFeoma de cana-de-açúcar, na identificação e classificação de famílias de fatores de transcrição e identificação de genes ortólogos entre gramíneas. Além disso, desenvolvemos uma plataforma para processamento e análise automatizada de experimentos por microarranjo, para armazenamento, recuperação e integração com a anotação funcional. Adicionalmente desenvolvemos e implementamos métodos para seleção de genes diferencialmente e significativamente expressos, e abordagens para análise de enriquecimento de categorias, e escores de atividade de vias metabólicas. De forma a integrar a anotação funcional do transcriptoma aos estudos por expressão gênica, desenvolvemos a plataforma CaneRegNet e uma interface para integração desta rede de dados biológicos e conhecimentos, composta por aplicativos para consulta e prospecção de dados por análises de agrupamento e correlação entre experimentos de microarranjo, possibilitando a geração de novas hipóteses e predições dentro da organização da regulação celular. / The identification of target genes, metabolic and signaling pathways associated with characteristics of interest to the sugarcane improvement are still poorly known and studied. Some transcritptome studies through microarray platforms has tried to identify lists of genes, for tissue-specific experiments or subjected to conditions of biotic and abiotic stress. In the literature specific studies of these data has already been associated with metabolic or signaling pathway, in order to identify changes in these tracks related to patterns of gene expression. However, these relations are still little know and generally defined slightly. The study and understanding of sugarcane by means of genetic diversity and its adaptation to the environment is a major challenge, mainly due to the absence of a sequenced genome and by your complex genome. We present our results to surpass this barrier e challenges for the study of gene expression. Methodologies were developed for the transcriptome functional annotation, focused on the annotation transfer, identification of metabolic pathways and enzymes by the bi- directional method; prediction of full-length genes; ortology analysis and probe design for customized microarrays, resulting in the sugarcane ORFeome, the identification and classification of transcription factor families and identification of ortholog genes between grasses. Besides that, we have developed a plataform for automated processing and analysis for microarray experiments, to store, retrieve and integration with the functional annotation. Additionally, we have developed and implemented methods for identification of differentially and significantly expressed genes, and approaches for over-represented analysis and functional class scoring (FCS). To integrate the functional annotation and the studies by gene expression profile, we have developed the CaneRegNet platform and an interface to integrate this network of biological data and knowledge, composed by searching and data mining tools for clustering and correlations between microarray experiments, enabling the generation of new hypothesis and predictions around the organization of cellular regulation.

O transtorno obsessivo compulsivo (TOC) é um transtorno psiquiátrico, caracterizado pela presença de obsessões e / ou compulsões. Estudos de neuroimagem funcional indicam que o TOC é um distúrbio heterogêneo relacionado ao circuito talâmico cortico-estriatal (CSTC) e as áreas que compõem este circuito incluem o nucleus accumbens (NAC), putâmen (PT), núcleo caudado (CN), córtex orbitofrontal (OFC) e o córtex cingulado anterior (ACC). As principais características do CSTC são a inervação do córtex frontal em direção ao estriado e cada pequeno circuito possui características específicas: afetiva/límbica, cognitivo e associativo dorsal e cognitivo ventral e motor. Neste trabalho comparamos o transcriptoma de casos e controles das três áreas estriatais (CN, NAC e PT) separadamente de tecido cerebral post mortem e as redes de co-expressão do striatum e de dois circuitos envolvidos no transtorno. Os resultados mostraram que diferentes processos biológicos, bem como a desregulação da conectividade de rede, são específicos para cada região do estriado e estão de acordo com o modelo tripartido do estriado e contribuem de diferentes formas para a fisiopatologia do TOC. Especificamente, a regulação dos níveis de neurotransmissores, processo pré-sináptico envolvido na transmissão sináptica química foram compartilhados entre NAC e PT. A resposta celular ao estímulo químico, resposta ao estímulo externo, resposta à substância orgânica, regulação da plasticidade sináptica e modulação da transmissão sináptica foram compartilhadas entre CN e PT. A maioria dos genes que possuem variantes comuns e / ou raras previamente associadas ao TOC que são diferencialmente expressas ou que fazem parte de módulos de co-expressão menos preservados em nosso estudo também sugerem especificidade de cada região estriatal. Os módulos de co-expressão preservados e menos preservados nos circuitos afetivo e cognitivo ventral corroboram com as assinaturas transcricionais de cada área e de cada circuito no TOC e nos controles. Este é o primeiro trabalho com a proposta de avaliar a expressão gênica em áreas estriatais, analisadas individualmente, envolvidas com o TOC, bem como as redes de co-expressão do estriado e dos circuitos individualmente / Obsessive compulsive disorder (OCD) is a psychiatric disorder, characterized by the presence of obsessions and/or compulsions. Functional neuroimaging studies indicate that OCD is a heterogeneous disorder related the cortical-striatal thalamic circuitry (CSTC) and the areas that compose this circuitry include the nucleus accumbens (NAC), putamen (PT), caudate nucleus (CN), orbitofrontal cortex (OFC) and subgenual cingulate gyri (ACC). The main characteristics of CSTC is the innervation of the frontal cortex in direction of the striatum and each small circuitries have specific characteristics in the affective, dorsal cognitive and ventral cognitive motor. In this work we compared the cases and controls transcriptome of the three striatal areas (CN, NAC and PT) separately from post mortem brain tissue and the co-expression networks of the striatum and of two circuits involved in the disorder. Results showed that different biological process as well as networks connectivity deregulation were specific for each striatum region according to the striatum tripartite model and contribute in different ways to OCD pathophysiology. Specifically, regulation of neurotransmitter levels, presynaptic process involved in chemical synaptic transmission were shared between NAC and PT. Cellular response to chemical stimulus, response to external stimulus, response to organic substance, regulation of synaptic plasticity, and modulation of synaptic transmission were shared between CN and PT. Most genes harboring common and/or rare variants previously associated with OCD that are differentially expressed or part of a least preserved co-expression modules in our study also suggest striatum sub regions specificity. The co-expression modules preserved and least preserved in affective and ventral cognitive circuitry corroborate with transcriptional signatures of each area and each circuitry in OCD and controls. This is the first work with the proposal to evaluate the gene expression in striatum areas individually, involved with OCD as well evaluate the coexpression networks in striatum and each circuitry

Peptídeos antimicrobianos (AMP) são importantes componentes do sistema imune de todos os organismos vivos. No plasma de Acanthoscurria rondoniae isolamos 15 AMP com similaridade com a hemocianina. As sete subunidades da hemocianina foram sequenciadas e sua estrutura tridimensional determinada. A rondonina, processada a partir de uma enzima do plasma em condições ácidas apresentou melhor atividade em pH ácido, sinergismo com gomesina, não citotóxico, não interagiu com membranas artificiais lipídicas, protegeu as células da infecção por vírus humanos de RNA e seu mecanismo de ação em leveduras está associado com material genético. Nossos resultados nos ajudam a entender porque aracnídeos sobreviveram por um longo tempo na escala evolutiva. E como as doenças infecciosas estão entre as principais causas de morte da população humana torna-se vital investir na busca de substâncias naturais ou sintéticas que exibam atividades antimicrobianas específicas e, acima de tudo, que as exerçam através de mecanismos de ação alternativos daqueles dos antibióticos disponíveis. / Antimicrobial peptides (AMP) are important components of the immune system of all living organisms. In the plasma of Acanthoscurria rondoniae we isolated 15 AMP with similarity to hemocyanin. The seven subunits hemocyanin were sequenced and determined its three-dimensional structure. The rondonin, processed from a plasma enzyme under acidic conditions showed best activity at acid pH, synergism with gomesin, non-cytotoxic, does not interacted with lipid artificial membrane, protected the cells from infection by human virus RNA and its mechanism of action in yeast is associated with genetic material. Our results help us understand why arachnids have survived for a long time on the evolutionary scale. And how infectious diseases are among the leading causes of death in human population becomes vital to invest in the search for natural or synthetic substances that exhibit specific antimicrobial activities and, above all, that engage through alternative mechanisms of action of these antibiotics available.

As malformações craniofaciais (MCFs) compreendem uma vasta e heterogênea gama de doenças que envolvem o acometimento de tecidos do crânio e da face, sendo que indivíduos afetados enfrentam morbidade e deficiências funcionais relevantes. O entendimento da etiologia das MCFs é de extrema importância, pois poderá levar ao desenvolvimento ou melhoria de estratégias preventivas e terapêuticas. As MCFs são oriundas principalmente de distúrbios no desenvolvimento da crista neural cranial e seus derivados mesenquimais. Neste contexto, modelos baseados em células derivadas de crista neural são de grande potencial para o entendimento das MCFs, já que estudos funcionais podem ser realizados nestas células para averiguar fenótipos diretamente relacionados às doenças. Neste trabalho, nós empregamos esta estratégia na investigação de três tipos de MCFs: fissuras labiopalatinas não sindrômicas (FLP NS), síndrome de Richieri-Costa-Pereira (SRCP) e síndrome de Treacher Collins (STC). As FLP NS foram investigadas por meio de ensaios transcriptômicos e funcionais em células-tronco de polpa de dente decíduo, que são células mesenquimais adultas derivadas de crista neural cranial. Identificamos uma assinatura de expressão gênica específica às FLP NS, com desregulação de uma rede gênica responsável pelo reparo de quebras duplas no DNA, resultando no acúmulo deste tipo de lesão em células de indivíduos afetados pela doença. Estes achados revelam um novo mecanismo patogênico para as FLP NS e corroboram observações prévias que sugeriam sobreposição de etiologias entre esta doença e o câncer. A SRCP e a STC foram investigadas com o uso de uma nova metodologia para a geração de células de crista neural a partir de células-tronco pluripotentes induzidas (induced pluripotent stem cells; iPSCs) para recapitular o desenvolvimento craniofacial. Realizamos triagem de fenótipos celulares e identificamos desregulação de diferenciação osteogênica em células mesenquimais derivadas de crista neural de pacientes com SRCP, o que foi corroborado por ensaios de RNA de interferência. Além disso, mostramos que células mesenquimais de crista neural de pacientes com STC apresentam apoptose elevada aliada a alterações durante diferenciação osteogênica e condrogênica. Estes resultados revelam que células mesenquimais de crista neural estão alteradas na SRCP e STC, colaborando para o esclarecimento dos mecanismos patogênicos responsáveis por estas síndromes. Assim sendo, nós evidenciamos a aplicabilidade da modelagem de MCFs por meio de células oriundas da crista neural, e esses achados inéditos contribuirão para um melhor entendimento da etiologia das MCFs, e servem de base para futuras estratégias de pesquisa na área de doenças craniofaciais / Craniofacial malformations (CFMs) comprise a large and heterogeneous group of disorders in which tissues of the skull and face are affected. Affected subjects suffer from significant functional impairment and morbidity, and understanding the aetiology of these disorders is of great importance, as it may lead to the development or improvement of preventive and therapeutic strategies in the future. CFMs are largely considered to arise from developmental disturbances in the cranial neural crest and its cranioskeletal and cartilaginous mesenchymal derivatives. Neural crest-derived cell models have the potential to provide invaluable insight into the pathogenesis of CFMs, as functional studies can be to assess phenotypes in disease-relevant cell lineages. In this work, we applied this strategy to investigate three craniofacial disorders: non-syndromic cleft lip/palate (NSCL/P), Richieri-Costa-Pereira syndrome (RCPS), and Treacher Collins syndrome (TCS). NSCL/P was investigated through transcriptomic and functional assays on stem cells from human exfoliated deciduous teeth, which are neural crest-derived, adult mesenchymal cells. We identified a NSCL/P-specific dysregulated transcriptional signature involving a gene network responsible for DNA double-strand break repair that results in accumulation of DNA damage in patients\' cells. These findings revealed a novel pathogenetic mechanism for NSCL/P and support previous observations pointing towards an aetiological overlap between this disease and cancer. RCPS and TCS were investigated with the use of a novel approach to generate neural crest cells from patient-specific induced pluripotent stem cells (iPSCs) as a means to recapitulate craniofacial development. We demonstrated that RCPS and TCS somatic cells can be successfully used to generate iPSCs and iPSC-derived neural crest cells and their mesenchymal derivatives. Phenotype screening showed that RCPS neural crest-derived mesenchymal cells display dysregulation of osteogenic differentiation, which was supported by confirmatory knockdown assays. Further, we report elevated apoptosis in TCS neural crest-derived mesenchymal cells, which was allied to alterations in chondrogenic and osteogenic differentiation. These results will aid in clarifying the pathogenic mechanism determining RCPS and TCS, revealing that neural crest mesenchymal cells are altered in these syndromes. In conclusion, we attested the applicability of NC-derived cell types to provide clues regarding the pathogenetic mechanisms leading to CFMs, and these novel findings will aid in dissecting the aetiology of CFMs by providing grounds to direct future efforts in craniofacial research

Nutrição, regulação da expressão gênica e estresse oxidativo são características corresponsáveis pelo desenvolvimento e tempo de vida. Muitos animais apresentam uma relação clara entre o aumento da longevidade e a diminuição da reprodução quando submetidos a restrições alimentares. Contudo, a relação nutrição-longevidade não está completamente elucidada em organismos prioritariamente inférteis e cuja alimentação varia durante a vida adulta, tais como abelhas operárias da espécie A. mellifera. Para explorar tais questões, operárias recém-emergidas foram confinadas em gaiolas e alimentadas com uma dieta isenta de proteína (DNP), ou uma dieta rica em proteínas (DP) por sete dias. Investigamos a influência das dietas sobre: a morfologia das glândulas hipofaringeanas, o transcriptoma do corpo gorduroso, o acúmulo de dano oxidativo, a composição de hidrocarbonetos cuticulares (CHC) e a sobrevivência. Operárias do grupo DNP apresentaram menor sobrevivência e menor grau de ativação das glândulas hipofaringeanas do que operárias do grupo DP. A anotação funcional do transcriptoma de operárias do grupo DNP revelou ainda a ativação da resposta a estímulos, diferenciação, migração e desenvolvimento celular e de projeções neuronais. Todas essas são características compatíveis ao que se observa em operárias naturalmente mais velhas, como é o caso das forrageiras. A anotação funcional do transcriptoma de operárias do grupo DP revelou a ativação do metabolismo de proteínas, lipídios e carboidratos e regulação do sistema imunológico, características ligadas a operárias naturalmente jovens, como as nutridoras. Um total de 436 genes codificadores de proteínas foi apontado pelo sequenciamento em larga escala como dieta-responsivos (fold change > 2). O sequenciamento de RNAs curtos revelou três miRNAs dieta-responsivos (fold change > 2), miR-31a, miR-100 e miR-125, todos superexpressos no grupo DNP. Dentre esses 439 genes codificadores (mRNAs) e não codificadores de proteínas (miRNAs), dez foram experimentalmente validados em corpos gordurosos por RT-qPCR e quatro dos dez revelaram um perfil de expressão semelhante em cérebros frente às dietas. Juntos, nossos achados sustentam a existência de um circuito biológico integrado entre cabeça e corpo gorduroso capaz de regular os diferentes aspectos do controle da longevidade e do comportamento social. O ensaio de estresse oxidativo revelou não haver diferença entre o acúmulo de danos em cabeças nos dois grupos alimentares, talvez sinalizando a existência de uma resistência ou defesa antioxidante mais acentuada no sistema nervoso, protegendo-o. Por outro lado, observamos um nível maior de estresse oxidativo em corpos gordurosos de operárias do grupo DNP, sugerindo um déficit da resposta antioxidante, característica atrelada ao envelhecimento. Referente aos perfis de CHC, esses são similares entre operárias do grupo DP e operárias jovens (maior proporção de n-alcanos), bem como entre operárias do grupo DNP e operárias velhas (maior proporção de alcenos). Em conjunto, nossos resultados indicaram que uma dieta livre de proteínas antecipa o envelhecimento e sugerimos alguns novos marcadores do status nutricional e da progressão do desenvolvimento adulto em operárias: XP_624408.2, XP_393528.3 e XP_006561863.1, os órtólogos de CG9986, CG6058, CG2852, CG32031, CG5848 e CG9331, CG11138, CG10160, CG2674, CG5178, CG15884 e CG1322, além dos três microRNAs já citados. As alterações relacionadas ao status nutricional e envelhecimento, observadas nesse trabalho, suportam o uso de A. mellifera como um excelente organismo modelo no campo da nutrigenômica, bem como contribuem para o entendimento das modulações promovidas pela dieta no desenvolvimento adulto desse organismo. / Nutrition, oxidative stress and gene expression regulation are features responsible for development and lifespan. Many animals have a well-established relationship between an increase in longevity and a decrease in reproduction when subjected to dietary restrictions. However, the biological circuit nutrition-longevity is not fully elucidated in organisms primarily infertile and whose food consumption varies during adulthood, such as honey bee workers A. mellifera. To explore such questions, newly-emerged A. mellifera workers were confined in cages and fed a high protein diet (DP) or a protein free diet (DNP) for seven days. We analyzed the morphology of hypopharingeal glands, mRNAs and miRNAs global expression, oxidative damage, cuticular hydrocarbons profiles (CHC), and workers survival. Workers from DNP group had lower survival and lower activation of hypopharingeal glands than workers from DNP group. The functional annotation of DNP group transcriptome revealed activation of response to stimuli, cell differentiation, cell migration, cell growth and development of neuronal projections. All these biological processes are consistent with naturally older workers, such the foragers. The functional annotation of DP group transcriptome revealed activation of protein, lipid and carbohydrate metabolism and regulation of the immune system, features linked to younger workers, such nurses. Large-scale sequencing revealed that 436 protein-coding genes are diet-responsive (fold change > 2). Small RNAs sequencing revealed that three miRNAs are diet-responsive (fold change > 2), miR-31a, miR-100 and miR-125, all of them overexpressed in DNP group. Among these 439 coding (mRNA) and non-coding (miRNA) genes, 10 were validated in fatty bodies by RT-qPCR, and four of them showed a similar expression profile in brains in response to diets. Altogether, our results support the existence of an integrated biological circuit between head and fat body, which regulates different aspects of lifespan control and social behavior. Oxidative stress assay showed no difference between damage accumulation in honeybees heads from DP and DNP groups; maybe supporting the existence of a sharp resistance or antioxidant defense in the nervous system, protecting it. On the other hand, we observed a greater accumulation of oxidative stress markers in fat bodies of DNP, suggesting a deficit of antioxidant response, an aging feature. The CHC profiles are similar between DP group workers and young workers (high proportion of n-alkanes), and also similar between DNP group workers and old workers (high proportion of alkenes).Taken together, our results suggest that protein-free diet anticipates aging process and provides new markers of nutritional status and progression of workers adult development: XP_624408.2, XP_393528.3, XP_006561863.1, the orthologs of CG9986, CG6058, CG2852, CG32031, CG5848 e CG9331, CG11138, CG10160, CG2674, CG5178, CG15884 and CG1322, besides the three microRNAs already mentioned. The genetic changes related to nutritional status and aging observed in this work support the use of A. mellifera as an excellent model organism in the field of nutrigenomics and also contribute to the understanding of modulations promoted by diet on the adult development of this organism.

O agente etiológico da Febre Maculosa das Montanhas Rochosas (RMSF), conhecida no Brasil como Febre Maculosa Brasileira, é a bactéria Rickettsia rickettsii. Essa bactéria é transmitida ao homem pela picada de diferentes espécies de carrapatos ixodídeos. No Brasil, os vetores são Amblyomma cajennense e A. aureolatum. As taxas de prevalência de R. rickettsii nas populações de carrapatos de áreas endêmicas para RMSF são baixas, em geral abaixo de 1%. Essa baixa prevalência parece estar associada a menores taxas reprodutivas e de sobrevivência de linhagens infectadas, sugerindo que R. rickettsii seja patogênica também para os seus vetores. Infecções experimentais demonstraram que 80-100% dos indivíduos de uma colônia de A. aureolatum mantida em laboratório são infectados por R. rickettsii, enquanto apenas 10-60% de A. cajennense adquirem a bactéria. Esses dados indicam que as respostas dessas duas espécies de carrapatos à infecção sejam diferentes, resultando em diferentes taxas de prevalência da bactéria. Dessa maneira, a caracterização molecular das interações entre carrapatos do gênero Amblyomma e a bactéria R. rickettsii é importante, podendo gerar informações não somente para o esclarecimento acerca dos mecanismos de patogenicidade de R. rickettsii para os carrapatos, mas também para um melhor entendimento dos mecanismos responsáveis pela aparente restringência de A. cajennense à infecção. Assim, os objetivos do presente estudo foram: (i) analisar os efeitos da infecção por R. rickettsii sobre o perfil de expressão gênica de carrapatos A. cajennense por hibridação subtrativa por supressão (SSH), (ii) validar os dados de SSH por reação em cadeia de polimerase quantitativa precedida por transcrição reversa (RT-qPCR) e (iii) caracterizar funcionalmente dois genes com expressão induzida pela infecção por RNA de interferência (RNAi). Após a análise bioinformática dos dados de SSH, 44 sequências únicas foram obtidas, das quais 36 representam genes com expressão induzida e 8 genes com expressão reprimida pela infecção. A indução dos genes codificadores da subunidade I da citocromo c oxidase (COX1), da subunidade IV da NADH desidrogenase, de uma proteína com domínio de inibidor de serina-proteases Kunitz-type (papilina-like), identificados por SSH, e de um peptídeo antimicrobiano (hebraeína), foi confirmada por RT-qPCR. O silenciamento gênico da hebraeína e da papilina-like não teve nenhum efeito na aquisição de R. rickettsii pelo vetor, indicando que, isoladamente, não são responsáveis pela proteção de A. cajennense contra a infecção. Os dados gerados pelo presente estudo abrem perspectivas para que outros genes sejam avaliados quanto ao seu papel na aquisição de R. rickettsii, os quais, no futuro, podem ser considerados como alvos para o desenvolvimento de vacinas. / The etiologic agent of the Rocky Mountain Spotted Fever (RMSF), also known as Brazilian Spotted Fever in Brazil, is the bacterium Rickettsia rickettsii. This rickettsia is transmitted to humans by the bite of various tick species. In Brazil, Amblyomma cajennense and A. aureolatum are known as vectors. The prevalence rates of R. rickettsii infected ticks in RMSF endemic areas are low, oscillating around 1%. These low prevalence rates seems to be associated with lower reproductive and survival rates of infected ticks, suggesting that R. rickettsii is also pathogenic to its vectors. Experimental infections with R. rickettsii have demonstrated that 80 to 100% of A. aureolatum ticks from a laboratory colony acquire this bacterium, whereas only 10 to 60% of A. cajennense ticks become infected. These results indicate that the responses of these two tick species against infection are different, resulting in different prevalence rates of the bacterium. Therefore, the elucidation of the interactions between ticks of the genera Amblyomma and the bacterium R. rickettsii at a molecular level is important to provide information to better understand the mechanisms of pathogenicity of R. rickettsii against ticks as well as for the elucidation of the mechanisms responsible for the apparent refractoriness of A. cajennense against infection. Therefore, the objectives of the current study were: (i) analyze the effets of the infection with R. rickettsii on the gene expression of ticks A. cajennense by suppression subtractive hybridization (SSH), (ii) validate SSH data by reverse transcription quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR), and (iii) functionally characterize two genes induced by infection using RNA interference (RNAi). After bioinformatics analysis of SSH data, 44 unique sequences were obtained, among which 36 represent genes with expression induced and 8 repressed genes by infection. The induction of genes encoding subunit I of cytochrome c oxidase (COX1), the NADH dehydrogenase subunit IV, a protein containing Kunitz-type inhibitor domain (papilin-like), identified by SSH, and an antimicrobial peptide (hebraein), was confirmed by RT-qPCR. The effects of knockdown of hebraein and papilin-like encoding genes had no effect on the acquisition of R. rickettsii by the vector. Data of the current study may be used to evaluate the role of other genes in acquisition of R. rickettsii, which, in the future, may be considered as target for vaccine development.

A cana-de-açúcar é uma gramínea C4 usada por séculos como a principal fonte de açúcar e mais recentemente para obtenção de etanol. Devido a sua grande importância no cenário econômico mundial, estudos em cana-de-açúcar são cada vez mais importantes no sentido de prover informações que possam levar ao aumento de produtividade para suprir tanto a demanda interna quanto externa. No entanto, a quantidade de dados moleculares e biotecnológicos disponíveis está muito aquém do necessário, e investimentos na obtenção de novos conhecimentos serão necessários se quisermos evoluir neste campo, assim como manter o nosso país como líder na produção de etanol. Neste trabalho, conduzimos experimentos em campo para comparar variedades contrastantes para a tolerância ao déficit hídrico e realizamos diagnósticos fisiológicos e moleculares para diferenciar as variedades. O estresse hídrico levou à diminuição do crescimento e desenvolvimento de todas as três variedades analisadas. A variedade RB855536 foi identificada como a menos produtiva das três, visto que em condições de déficit hídrico ela diminui mais seu crescimento, sofre mais efeitos do estresse oxidativo, acumula mais osmólitos e tem o ciclo de Calvin menos ativo. A variedade RB867515 teve um melhor desempenho, não acumulou osmólitos, não teve aumento na concentração de prolina, teve sinais menores de estresse oxidativo e um melhor funcionamento do ciclo de Calvin. Além disto, nós observamos a indução de transcritos na via de resposta do ABA e proteínas relacionadas com a fotossíntese, transporte de água e dobramento protéico. A variedade RB92579 teve um padrão similar ao encontrado para a RB867515, mas teve uma maior fotossíntese, um menor estresse oxidativo e uma menor perda de pigmentos. Nossos dados avançaram na identificação de genes envolvidos na resposta ao déficit hídrico em cana-de-açúcar assim como permitiram distinguir as variedades utilizadas no estudo. A partir de uma prospecção inicial de dados de transcriptoma previamente obtidos pelo grupo, foram selecionados fatores de transcrição associados a características agronômicas de interesse. Produzimos anticorpos para 5 TFs de cana-de-açúcar e padronizamos a metodologia de ChIP-Seq utilizando a plataforma de sequenciamento Roche 454. Uma análise dos dados de ChIP-Seq usando anticorpos para a RNA Polimerase II nos permitiu detectar contaminações com DNA humano, provavelmente pela utilização de gDNA como controle das reamplificações, assim como a detecção de mapeamento de muitas regiões repetitivas, o que pode ser normal, podendo indicar locais de ligação da Polimerase II ou então background. O mapeamento de praticamente todos os dados de sorgo em cana evidenciou a similaridade entre estes organismos, mas a maior quantidade de mapeamento em cana evidencia uma maior complexidade de seu genoma. Os resultados foram importantes por permitir o estabelecimento de uma metodologia de mapeamento de regiões regulatórias no genoma da cana-de-açúcar e significa um importante passo no estabelecimento de redes regulatórias associadas a características agronômicas de interesse / Sugarcane is a C4 grass used for centuries as the main source of sugar and more recently for ethanol production. We have seen an increasing interest in recent years to understand sugarcane to improve yield and supply the increasing world demand. However, the amount of molecular data available is far from ideal, and investments in acquiring new knowledge will be necessary to progress in this field if we want to maintain our country as a pioneer in ethanol production. In this work, we conducted field experiments to compare varieties contrasting to drought tolerance and performed physiological and molecular analysis. The stress condition led to reduced growth and development of all three varieties. The variety RB855536 was identified as the least productive, suffered more effects of oxidative stress, has accumulated more osmolytes and has the Calvin cycle less active. The variety RB867515 had a better performance, did not accumulate osmolytes, had no increase in the concentration of proline, had minor signs of oxidative stress and a better functioning of the Calvin cycle. In addition, we observed an induction of transcripts in the ABA response pathway and proteins related to photosynthesis, water transport and protein folding. The variety RB92579 had a pattern similar to that found in RB867515, but presented increased photosynthesis, lower oxidative stress and a lower loss of pigment. We succeded in identifying genes involved in the response to water stress in sugarcane as well as in distinguishing the varieties used in the study. We selected transcription factors associated with agronomical traits from the transcriptome data previously obtained by the group. We produced antibodies for 5 sugarcane TFs and standardized the methodology of ChIP-Seq using the 454 sequencing platform. Data analysis of ChIP-Seq using RNA Pol II antibody allowed us to detect contamination with the human genome, probably due to the use of gDNA in the reamplification control, as well as to map the detection repetitive regions, which may be binding sites of Pol II or background. The data reveals that sorghum and the sugarcane genome are similar despite the complexity of sugarcane. The results were important since they allow the beggining of studies to map regulatory regions in the sugarcane genome, as well as the uncovery of regulatory networks associated with agronomic traits of interest

Após o seqüenciamento completo do genoma humano, a busca e caracterização do conjunto completo de genes humanos constitui-se no principal desafio nesta área de investigação, sendo o passo limitante para o progresso na exploração dos dados contidos no seqüenciamento deste genoma. O projeto de transcriptoma denominado \"Transcript Finishing Initiative\" (TFI) surgiu neste contexto, com o objetivo principal de gerar fragmentos parciais de transcritos humanos, que não haviam sido descritos previamente e determinar sua seqüência, para iniciar a caracterização de novos genes humanos. A estratégia utilizada foi q alinhamento de todas as seqüências ORESTES e ESTs disponíveis com a seqüência pública do genoma humano e o agrupamento j c1usterização destas com base nas coordenadas deste genoma. Algumas das regiões que não eram cobertas por estas seqüências foram, então, completadas, por RT-PCR, utilizando-se primers ancorados nos clusters vizinhos. Cada par de clusters de ESTs selecionado para validação experimental foi designado como uma Unidade do \"Transcript Finishing\" (TFU), tendo sido validadas experimentalmente, pelo grupo TFI, Um total de 211 TFUs foram validadas, sendo que 197 seqüências consenso foram submetidas ao Genbank (CF272536-CF272733). Atualmente, apenas um pequeno número destas seqüências ainda são considerados genes novos, sem que haja um cDNA depositado em banco de dados; contudo para um número considerável destas TFUs não existe qualquer caracterização sobre sua função. Na tentativa de contribuir para melhor caracterização dos genes identificados no projeto TFI, e tendo, como base, a linha de pesquisa do laboratório, que busca genes diferencialmente expressos envolvidos em transformação maligna/tumorigênese, o presente trabalho propôs a utilização das seqüências TFUs para estudar sua possível associação com tumores de glia humanos e outros tipos de tumores (de próstata e de mama). Para tanto, as TFUs foram analisadas \"in silico\" para estabelecer seu grau de ineditismo como um novo gene ou um gene sem função conhecida, e, para análise de sua expressão diferencial entre tecidos normais e tumorais de cérebro, próstata e mama. Para validar estas análises computacionais na bancada, foram gerados macro- e microarranjos de DNA utilizando-se as TFUs disponíveis como clones físicos ou amplicons, para o rastreamento com sondas das linhagens celulares A172 e T98G de glioblastomas. Os resultados das análises destes dados foram confirmados por PCR quantitativo tanto nas linhagens como em amostras clínicas de astrocitomas que apresentam diversos graus de malignidade. Como resultado, foi possível organizar um Banco de Clones Físicos de TFUs, além de identificar e selecionar uma TFU (168), cuja expressão correlaciona diretamente com o grau de malignidade dos tumores de glia. Esta seqüência corresponde a um novo gene, já que não existe a seqüência de cDNA completo nos bancos de dados. Em vista disto, a TFU168 foi selecionada para estudos funcionais posteriores, que já estão em andamento, através da obtenção de suaseqüência completa de cDNA para ensaios de superexpressão e do silenciamento gênico através de RNAi. / Upon complete sequencing of the human genome, identification and characterization of the complete set of human genes constitutes the major challenge in this research field, constituting the limiting step for progress in exploration of the informations contained in the genome sequencing data. The Transcript Finishing Initiative (TFI) transcriptome project arose in this context, aiming at the generation, sequencing and characterization of partial new human transcripts and genes. The strategy adopted was the alignment of the alI the available ORESTES and EST sequences data with the public human genome sequence and their clusterization based on the coordinates of this genome. Thus, some of the regions which were not cover by ESTs and ORESTES (gaps) were then completed by RT-PCR using primers anchored in the neighboring clusters. Each pair of EST clusters selected for experimental validation was named Transcript Finishing Unit (TFU). A large number (211) of TFU s were validated and 197 -consensus sequences were submitted to the Genbank (CF272536-CF272733). At present, only a few of these sequences are considered as new genes without a full-Iength cDNA sequence deposited in the data bank, however, no functional characterization is yet available for a large number of these sequences. In an attempt to contribute to further characterization of these genes identified in the TFI project and keeping in mind the main interest of our laboratory, which is the identification of differentially expressed genes in tumor versus normal tissue, the present work aims at utilizing these TFUs to find differentially expressed genes associated with human glial tumors and with other kinds of tumors. To this end, these sequences were first subjected to in silico analysis in order to establish their degree of ineditism (new sequences and/or sequences with unknown function) and their expression profile between normal and tumoral tissues of brain, mammary gland and prostate. To validate this computational analysis, DNA macro- and microarrays were generated with the TFU sequences and screened with cDNA probes obtained from the A172 and T98G glioblastomas cell lines. The results of these screenings were confirmed by quantitative PCR both in cell lines and in tumor samples of different degrees of malignancy. The results obtained in this work allowed the organization of a TFUs Physical Clones Bank and the identification and selection of one sequence (TFU 168), whose expression is directly re1ated to the degree of tumor malignancy. This sequence constitutes a new gene, since no complete cDNA sequence is available in the data banks. Therefore, TFU168 was selected for further functional studies by obtaining its full-Iength cDNA sequence to be used for over expression by silencing this gene using RNAi.