Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2017-02-17T16:39:46Z No. of bitstreams: 1 Kaliny Veiga Pessoa da Silva.pdf: 1359915 bytes, checksum: de61e5532d3cfedb773fa796979687fb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-17T16:39:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kaliny Veiga Pessoa da Silva.pdf: 1359915 bytes, checksum: de61e5532d3cfedb773fa796979687fb (MD5) Previous issue date: 2011-02-17 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The Manihot genus belongs to Euphorbiaceae family, has about 98 species and native to tropical regions of the Americas, with greatest diversity center in Brazil, with 80% of Manihot species, showing a large vegetative polymorphism and a potential source for cassava breeding programs. Cassava (Manihot esculenta Crantz) is the only commercially cultivated species, with the shoots and the tuber roots used for both human food and animal feed. Cassava roots are also used in the manufacture of flour or in the composition of other products. Karyotypic analysis in mitotic or meiotic cells concerning to chromosomal homology, numerical and structural variations, polyploidy and evolution mechanisms of the karyotypes can provide useful information for breeding programs aimed at achieving improved cultivars. In addition, a karyotype study in many cases contributes to the increase cytogenetic markers that while certain aspects related to horticultural assist in the cultivars characterization. Manihot species are considered allotetraploid, with 2n=36 chromosome and x=9 as basic number. Natural interspecific crosses can be found frequently, making in some cases infertile hybrids. Infertility is not easily detected using phenotypic analysis. However, it is believed that these species undergone diploidization process along the evolution, now showing a meiotic behavior of a diploid. This work aimed the mitotic and meiotic analysis in nine species of the genus Manihot in order to confirm the karyotypic stability described at literature data. Three varieties of cassava and eight wild species were analised. The analysis revealed strong mitotic stability among species regarding the number and chromosome morphology, average size of chromosomes of 1.75 and maximum of two pairs of satellites. The meiosis was regular in wild species and irregular in varieties of M. esculenta 'manipeba', showing univalent, bivalent and trivalent at metaphase-anaphase I, showing typical behavior of a triploid and partly irregular meiosis in 'pornunça', producing polyads in microsporogenesis. An additional study was performed with molecular marker ISSR (Inter simple sequence repeat). Polymorphism was observed in 89.7% among the locus of the species, but as expected, there was a great genetic similarity between varieties of M. esculenta cultivated for the wild species. / O gênero Manihot pertence a família Euphorbiaceae, possui cerca de 98 espécies e é nativo das regiões tropicais das Américas, apresentando um grande centro de diversidade genética no Brasil. Cerca de 80% das espécies de Manihot ocorrem no país, exibindo amplo polimorfismo vegetativo e reunindo potencial para utilização em programas de melhoramento genético do gênero. A mandioca (M. esculenta Crantz) é a única espécie comercialmente cultivada, e dela se aproveita tanto a parte aérea como suas raízes reserva para consumo humano e animal, sendo utilizada na fabricação de farinha ou como parte da composição de diversos outros produtos e subprodutos. Análise cariotípica em células mitóticas ou meióticas em relação a homologia cromossômica, variações numéricas e estruturais, poliploidia e mecanismos evolutivos dos cariótipos podem fornecer informações úteis aos programas de melhoramento que visam a obtenção de cultivares melhoradas. Além disso, um estudo cariotípico em muitos casos contribui para o aumento no número de marcadores citológicos que quando relacionados a determinados aspectos horticulturais auxiliam na caracterização de cultivares. As espécies de Manihot são consideradas alotetraplóides, com 2n=36 e um número básico x=9. Cruzamentos interespecíficos naturais podem ocorrer com certa freqüência produzindo híbridos férteis ou não e, que, nos casos de infertilidade, essa característica pode não ser facilmente detectada por análise fenotípica. No entanto, acredita-se que estas espécies sofreram processo de diploidização ao longo da evolução, apresentando hoje um comportamento meiótico típico de diplóide. Este trabalho realizou a análise mitótica e meiótica em nove espécies do gênero Manihot, a fim de confirmar a estabilidade cariotípica descrita na literatura. Para isso, três variedades de mandioca e oito espécies silvestres foram analisadas. O estudo revelou uma forte estabilidade do cariótipo mitótico entre as espécies quanto ao número e morfologia cromossômica, o tamanho médio dos cromossomos de 1,75 e máximo de dois pares de satélites. A meiose foi regular em espécies selvagens e irregular em variedades de 'manipeba‟ M. esculenta, mostrando univalentes, bivalentes e trivalentes na metáfase, anáfase I, mostrando o comportamento típico de uma meiose triplóides e parcialmente irregular em ' pornunça", produzindo políades na microsporogênese. Adicionalmente foi realizado um estudo molecular com marcador ISSR (Simples sequência interna). Foram observados polimorfismos da ordem de 89,7% entre os lócus das espécies estudadas mostrando uma ampla variabilidade genética entre as espécies do gênero que podem ser fontes importantes de genes a serem empregados em programas de melhoramento da espécie cultivada. Entretanto, como esperado, houve uma grande similaridade genética entre as variedades da espécie M. esculenta em relação as espécies silvestres.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2017-02-22T14:59:44Z No. of bitstreams: 1 Winston Jose Pessoa Felix.pdf: 3066003 bytes, checksum: e332581b7efc29ec2ebf2e0c4af9c437 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-22T14:59:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Winston Jose Pessoa Felix.pdf: 3066003 bytes, checksum: e332581b7efc29ec2ebf2e0c4af9c437 (MD5) Previous issue date: 2009-06-29 / The cytogenetic characteristics and CMA / DAPI band patterns in seven species of Zephyranthes and a Habranthus were studied in this paper to evaluate the karyotypic differences between these species. All individuals presented reticulated or semi-reticulated interphased nuclei and karyotype formed by a set of metacentric chromosomes, in addition to submetacentric and acrocentric chromosomes. Zephyranthes robusta, with 2n = 12 and karyotypic formula 4M +2 SM presented more symmetrical karyotype. Z. sylvatica showed chromosome complement composed of 2n = 12 being 1M+5SM, 2n = 13 being 1M+5SM + (B) SM and 2n = 18 formed by cracks, one with metacentric and five with only submetacentric (1M+5SM). For the cultivated species Zephyranthes rosea Lindl. presented karyotype with 2n = 24 and karyotypic formula 4M+7SM +1A. Zephyranthes grandiflora Lindl. presented the same chromosome count of the previous species, being observed 2M +5 SM +5 A. Zephyranthes aff. rosea Lindl. presented 2n = 25, being 3M + (1M "crack") +7 SM +1 A. Furthermore, it was observed the presence of trisomy in fourth metacentric pair. Zephyranthes brachyandra Herb. presented karyotype with 2n = 24 +1 B and formula 4M +3 SM +5 A +1 B. In Zephyranthes candida Herb. 2n = 38 was observed with 9M +5 SM +5 A. For H. itaobinus Ravenna, a numeric variation in the counts was observed, where in most populations the additional chromosomes were formed by 2n = 45 or 5M +12 SM +5 A + (B) M and in a single population the species showed presented karyotype with 2n = 44, 6M +12 SM +5 A +3 (B)M. Interstitial and subterminal DAPI bands were observed only in Z. robusta and Z. brachyandra. The remaining species showed no AT-rich heterochromatin. In species with 2n = 12 was found a CMA+ block in a chromosome pair of Z. robust and Zephyranthes sp., while in Z. sylvatica was observed a small additional terminal block. Z. rosea and Z. grandiflora had four CMA+ bands, while there were eight interstitial pinpoint bands, apart from the heterochromatic RON and a bigger block in the terminal of the short arm of B chromosome in Z. brachyandra. In Z. candida, there were 14 subterminal CMA bands and in H. itaobinus, seven bands with strong differentiated amplification in the heterochromatic RON. Taxonomic implications and the karyotypic evolution are discussed for the species studied. / No presente trabalho foram estudados a caracterização citogenética e os padrões de banda CMA/DAPI em sete espécies de Zephyranthes e uma de Habranthus com o objetivo de avaliar as diferenças cariotípicas entre essas espécies. Todos os indivíduos apresentaram núcleo interfásico reticulado ou semi-reticulado e cariótipo formado por um conjunto de cromossomos metacêntricos, além de cromossomos submetacêntricos e acrocêntricos. Zephyranthes robusta, com 2n=12 e fórmula cariotípica 4M+2SM, apresentou cariótipo mais simétrico. Z. sylvatica apresentou complemento cromossômico formado por 2n=12 sendo 1M+5SM, 2n=13 sendo 1M+5SM+(B)SM e 2n=18 formadas por trincas, uma com metacêntricos e cinco apenas com submetacêntricos (1M+5SM). Para as espécies cultivadas, Zephyranthes rosea Lindl. Apresentou cariótipo com 2n=24 e fórmula cariotípica 4M+7SM+1A. Zephyranthes grandiflora Lindl. apresentou a mesma contagem cromossômica da espécie anterior, sendo que foram observados 2M+5SM+5A. Zephyranthes aff. rosea Lindl., apresentou 2n=25, sendo 3M+(1M“trinca”) +7SM+1A. Além disso, pôde-se observar a presença de trissomia no par quatro metacêntrico. Zephyranthes brachyandra Herb. apresentou cariótipo com 2n=24+1B e fórmula 4M+3SM+5A+1B. Para Zephyranthes candida Herb. observou-se 2n=38, sendo 9M+5SM+5A. Em H. itaobinus Ravena observou-se variação numérica nas contagens onde na maioria das populações os complementos cromossômicos foram formados por 2n=45 ou 5M+12SM+5A+(B)M e em uma única população a espécie apresentou cariótipo com 2n=44, 6M+12SM+5A+3(B)M. Foram observadas bandas DAPI subterminais e intersticiais apenas em Z. robusta e em Z. brachyandra. As demais espécies não apresentaram heterocromatina rica em AT. Nas espécies com 2n=12 foi observado um bloco CMA+ em um par cromossômico de Z. robusta e Zephyranthes sp., enquanto em Z. sylvatica foi observado um pequeno bloco terminal adicional. Z. rosea e Z. grandiflora, tiveram quatro bandas CMA+, enquanto em Z. brachyandra, ocorreram oito bandas intersticiais puntiformes, além da RON heterocromática e de um bloco maior no terminal do braço curto do cromossomo B. Em Z. candida, observouse 14 bandas CMA subterminais e em H. itaobinus, sete bandas, com forte amplificação diferenciada na RON heterocromática. São discutidas as implicações taxonômicas e a evolução cariotípica para as espécies estudadas.

A inativação do cromossomo X (ICX) é o fenômeno através do qual um dos cromossomos X das fêmeas de mamíferos é silenciado para atingir compensação de dose em relação aos machos. Ela envolve a expressão do gene XIST exclusivamente no X inativo, e a associação em cis de seu RNA nesse cromossomo. Isso inicia a imposição de várias marcas epigenéticas no cromossomo X inativo, que garantem a manutenção deste estado de silenciamento transcricional de maneira estável durante todas as mitoses num organismo. Uma dessas modificações epigenéticas é a metilação do DNA, desempenhada principalmente pela enzima DNMT1. Os papéis de XIST e DNMT1 na manutenção da inativação do cromossomo X ainda são controversos em humanos, e nesse sentido foi objetivo desse trabalho analisar a possível função desses genes nesse processo em células humanas não transformadas. Foi otimizado um sistema experimental para o estudo de possíveis perturbações na manutenção da inativação do cromossomo X, onde a re-expressão de genes submetidos a esse processo pode ser monitorada. Nesse sistema foram identificados dois genes, MAOA e GYG2, cujo padrão de expressão no X inativo difere do previamente descrito. Demonstrou-se que baixos níveis de expressão do gene XIST foram suficientes para manter seu RNA associado ao X inativo, conservando o estado silenciado desse cromossomo. Além disso, foram obtidos indicativos de que a inibição de XIST em fibroblastos humanos gera uma diminuição da viabilidade celular. Foi possível demonstrar que DNMT1 é necessária para a manutenção da metilação global do genoma em células humanas não transformadas, e que eXISTe um mecanismo de compensação da inibição desse gene que leva ao aumento da expressão de DNMT3B. Ainda se observou que a repressão de DNMT1 não é suficiente para levar à reativação de genes no cromossomo X inativo. Além disso, a desmetilação encontrada nos promotores de MAOA e XIST não foi suficiente para levar à expressão destes genes nos cromossomo X inativo e ativo, respectivamente. Estes resultados enfatizam a necessidade de se estudar os mecanismos moleculares da ICX em humanos utilizando sistemas experimentais adequados para a análise de herança epigenética. / X chromosome inactivation (XCI) is the phenomenon through which one of the X chromosomes in female mammals is silenced to achieve dosage compensation related to males. It involves the expression of XIST gene exclusively from the inactive X, and the association of its RNA in cis in this chromosome. This leads to a series of epigenetic modifications in the chromatin of the inactive X (Xi) that guarantee a stable maintenance of the transcriptional silence through all the mitoses in the organism. One of these epigenetic modifications is DNA methylation, achieved mainly by the maintenance DNA methylase DNMT1. The roles of XIST and DNMT1 in the maintenance phase of XCI are controversial in humans. Therefore, the main goal of this present work was to analyze some of the possible functions of these genes in this process in untransformed human cells. An experimental system was optimized to study possible disturbances in maintenance of XCI, where the re-expression of genes submitted to this process could be monitored. In this system we identified two genes, MAOA and GYG2, whose pattern of expression on the Xi, differed from what had been previously described. It was demonstrated that low levels of XIST expression were sufficient to keep its RNA associated to the Xi, assuring the silenced state of this chromosome. Besides, evidences have been found that XIST inhibition in human fibroblasts reduces cellular viability. It was possible to demonstrate that DNMT1 is necessary to the maintenance of global genome methylation in untransformed human cells, and the eXISTence of a compensation mechanism involving DNMT3B upregulation. It was also observed that repression of DNMT1 was not sufficient to reactivate genes of the Xi chromosome. Additionally, demethylation of MAOA and XIST promoters was not enough to cause expression of these genes on the inactive and active Xs, respectively. All these results emphasize the requirement of studying the molecular mechanisms of XCI in humans using experimental systems appropriate for the analysis of epigenetic inheritance.

Objetivo: Caracterizar as indicações das gestantes que procuram o serviço de Medicina Fetal do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo que realizaram procedimentos invasivos diagnósticos e avaliar os resultados dos cariótipos fetais e destas gestações no período de fevereiro de 2005 a dezembro de 2009. Método: Estudo observacional retrospectivo das gestantes que realizaram biópsia de vilo corial (BVC), amniocentese e cordocentese. Não foram incluídos outros procedimentos diagnósticos ou terapêuticos. O resultado da gestação foi obtido através de consulta de prontuário eletrônico e/ou físico e/ou contato telefônico. Resultados: Foram realizados 113 BVC, 340 amniocenteses e 260 cordocenteses. A principal indicação para a realização dos procedimentos invasivos foi a presença de malformações fetais (69,8%), seguido por translucência nucal aumentada (13,4%) e idade materna avançada (10,2%). A trissomia do cromossomo 18 foi a aneuploidia mais comum (8,1%), seguido pela trissomia do 21 (6,2%), 45,X0 (4,8%) e a trissomia do 13 (3,8%). Ocorreram 4,9% abortamentos, 25,7% natimortos e 13% neomortos. Oito gestantes optaram pela interrupção judicial. 99% das gestantes cujos fetos não apresentavam malformação e que apresentavam cariótipo fetal normal tiveram nativivos. CONCLUSÃO: A principal indicação para a realização dos procedimentos invasivos foi a presença de malformação fetal em 69,8% das gestantes e presença de anormalidades cromossômicas encontradas nos fetos foi de 26,23%. / Objective: The purpose of this study is to characterize the indications of pregnant women who seek the Fetal Medicine Service of Hospital das Clínicas of São Paulo University to perform invasive diagnostic procedures and evaluate the results of fetal karyotypes and their pregnancies from February 2005 to December 2009. Methods: Retrospective observational study of pregnant women who underwent CVS, amniocentesis or cordocentesis. Other diagnostic or therapeutic procedures were not included. The outcomes of pregnancies were obtained through consultation of medical records and/or telephone contact. Results: 113 CVS, 340 amniocentesis and 260 cordocentesis were performed. The main indication for performing invasive procedure was the presence of fetal anomaly (69.8%), followed by increased nuchal translucency (13.4%) and maternal age (10.2%). The trisomy of chromosome 18 was the most common aneuploidy (8.1%), followed by trisomy 21 (6.2%), 45,X0 (4.8%), and trisomy 13 (3.8%). There were 4.9 % of miscarriage, 25.7% of stillbirth and 13% of neonatal deaths. Eight women opted for legal termination of pregnancies. 99% of pregnant women whose fetus had no structural abnormalities and normal karyotype had a live child. CONCLUSION: The main indication for karyotyping was the presence of fetal malformation in 69.8% of pregnancies and chromosomal abnormalities was found in 26.23% of the fetuses.

A instabilidade genética é um importante evento associado ao carcinoma epidermóide de boca, sendo alterações na região cromossômica 11q constantemente relatadas. Neste estudo, genes localizados na região cromossômica 11q, especificamente os genes CTTN, PPFIA1, SHANK2, TAOS1 e MMP-7, foram investigados quanto a diferenças de expressão de transcritos entre carcinomas epidermóides de boca e suas margens correspondentes. A expressão desses genes foi relacionada com aspectos clínicos e histológicos, com critérios de agressividade estabelecidos, e com a sobrevida dos pacientes. Foram analisadas pela técnica de qRT-PCR 29 amostras congeladas de tumores e 25 margens. Todos os genes apresentaram maiores valores de expressão nos tumores em comparação com as margens, embora apenas o gene MMP-7 tenha exibido valores estatisticamente significantes. A expressão do gene MMP-7 mostrou fraca associação com tumores menos agressivos, e os outros genes apresentaram maiores valores de expressão em tumores mais agressivos, sem significância estatística. Não houve diferença estatística entre a freqüência das variáveis clínicas e histopatológicas com a expressão dos genes estudados, porém o PPFIA1 demonstrou maiores níveis de expressão em tumores de assoalho. Em relação à sobrevida, a expressão elevada de PPFIA1 pode implicar em um maior risco de óbito. Assim, é possível a participação do gene MMP-7 no desenvolvimento da neoplasia, e a relação do PPFIA1 com o risco de óbito, porém a expressão de transcritos dos genes CTTN, SHANK2, TAOS1 e MMP-7 não pode ser relacionada com agressividade tumoral e prognóstico. / Genetic instability is an important event associated with oral squamous cell carcinoma, and alterations in the chromosome region 11q are constantly reported. In this study, genes located on chromosome region 11q, specifically genes CTTN, PPFIA1, SHANK2, TAOS1 and MMP-7, were investigated for differences in the expression of transcripts in oral squamous cell carcinoma and their corresponding margins. The expression of these genes was correlated with clinical and histological aspects, aggressiveness criteria established, and with patient survival. Twenty-nine frozen samples of tumors and 25 samples of margin tissue were analyzed using qRT-PCR. All genes showed a higher expression in tumors, compared with the margins, although only the MMP-7 gene demonstrated statistically significant values. The expression of the MMP-7 gene showed weak association with less aggressive tumors, and the other genes showed higher expression in more aggressive tumors, without statistical significance. There was no statistical difference between the frequency of clinical and histopathological variables and the expression of genes studied, however the PPFIA1 gene demonstrated higher levels of expression in tumors of the floor of mouth. With regard to survival, the high expression of PPFIA1 may imply a greater risk of death. Thus, it is possible that the MMP-7 gene participates in the development of malignancy, and PPFIA1 expression may also be associated with risk of death, however, the expression of transcripts of the CTTN, SHANK2, TAOS1 and MMP-7 genes may not be related to tumor aggressiveness and prognosis.

Atualmente muitas são as técnicas utilizadas na área de citogenética para que os desequilíbrios genéticos potencialmente hereditários sejam identificados ou evitados. Algumas das técnicas são utilizadas apenas para o diagnóstico de enfermidades em humanos, mas seria importante que fossem aplicadas também aos animais domésticos, com a finalidade de se associar uma causa genética ao aparecimento de algumas doenças, como por exemplo, os mastocitomas. Os mastocitomas são formações cutâneas neoplásicas originadas de mastócitos e se apresentam com frequência em cães. Algumas raças apresentam maior susceptibilidade ao aparecimento de mastocitoma, e o Boxer tem a maior incidência nesta espécie. Este trabalho objetivou avaliar comparativamente o cariótipo de cães da raça Boxer e buscar uma possível correlação com o desenvolvimento de mastocitoma. Foram utilizadas técnicas citogenéticas de bandamentos C, G e Ron além de análises em coloração convencional (Giemsa). Para tais análises utilizaram-se células cultivadas de linfócitos periféricos e de mastocitomas de Boxer. O material foi analisado e fotografado em microscópio de imersão da marca Zeiss®, em objetiva de 100x, com filtro verde, equipado com software de análise citogenética Ikaros®. Foram consideradas alterações numéricas e estruturais. Foram analisadas 828 metáfases mitóticas provenientes de linfócitos periféricos e células de mastocitomas. A análise das metáfases provenientes de cultura de células dos linfócitos periféricos não apresentou alterações estruturais e a análise numérica mostrou somente uma metáfase com 2n=77, dentre 476 metáfases analisadas. Na análise das metáfases de células tumorais, entre todas as colorações, observou-se que 70,9% apresentou 2n=78, 17,4% mostraram 2n=77; 9,8% 2n=76. Cinco metáfases (1,3%) apresentaram 2n=79 e duas células apresentaram 2n=75. Todas essas alterações numéricas estão relacionadas com alterações estruturais do tipo fusão cêntrica. Os resultados obtidos mostram que devido ao crescimento descontrolado, as células tumorais promovem rearranjos na tentativa de controlar a divisão celular. Ainda, o aprimoramento das técnicas diagnósticas em citogenética promove o conhecimento da biologia tumoral do mastocitoma canino, e consequentemente, possibilita o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas. / Nowadays there are many techniques applyed in cytogenetics in order to identify or avoid potentially hereditary genetic imbalance. Some of the techniques are used only to diagnose human diseases, but it would be important to apply them also to domestic animals, with the purpose of associating a genetic cause with the appearance of some diseases like, for example, mastocytomas. The mastocytomas are neoplasics cutaneous formation originated from mastocitos and frequently appears in dogs. Some breeds show higher susceptibity to the appearance of mastocytoma, and the boxer breed has shown the highest incidence. The objective of this study is to comparatively evaluate the boxer breed chariotype and search for a possible correlation with the mastocytoma development. There has been utilized cytogenetics bandamentos C,G e Ron as well as conventional (Giemsa) coloring analysis. For those analysis there has been utilized cultivated cells from peripheral lynphocites and boxer´s mastocytomas. The material as been analyzed and photographed in a Zeiss immersion microscope, using a 100x objective with green filter, equipped with Ikaros cytogenetic analysis software. It has been considered numerical and structural alterations. There has been analyzed 828 mithotics metaphases from peripheral lynphocites and mastocytomas cells. The analysis of metaphases from the culture of peripheral lynphocites cells did not show structural alterations and the numerical analysis has shown only one metaphase 2n=77, among 476 analyzed metaphases. In the tumoral metaphase cells analysis, among all colorations, it has been observed that 70,9% presented 2n=78, 17,4% shown 2n=77 and 9,8% 2n=76. Five metaphases (1,3%) presented 2n=79 and two cell presented 2n=75. All these numerical alterations are related with structural alterations from the centric fusion type. The obtained results shows that due to the uncontrolled growth, the tumoral cells promote rearrangements in an attempt to control a cellular division. Yet, the improvement of diagnosis technique in cytogenetics promotes the knowledge of canine mastocytoma tumoral biology, and consequently allows the new therapeutic strategy development.

Eventos epigenéticos como o imprinting genômico e a inativação do cromossomo X (ICX), já foram amplamente estudados em camundongos. Nesses animais muitos dos processos epigenéticos que levam à ICX já estão profundamente esclarecidos. Em humanos entretanto, o conhecimento sobre a ICX é mais limitado, em particular os eventos iniciais do processo durante o desenvolvimento embrionário. O desenvolvimento e aprimoramento de ensaios que envolvem o sequenciamento em larga escala do transcriptoma (RNA-Seq) de células únicas iniciam uma nova era nos estudos sobre a ICX. São crescentes os dados de RNA-Seq depositados em bancos de dados públicos e em 2013 os trabalhos de Xue e colaboradores e de Yan e colaboradores tornaram disponíveis os resultados de RNA-Seq de células individuais isoladas de embriões humanos a partir do estágio de duas células até a fase de blastocisto. Através de técnicas de bioinformática avaliamos o nível de expressão do gene XIST, intimamente envolvido no processo de ICX, nos diferentes estágios do desenvolvimento. Alinhamos também as leituras geradas por RNA-Seq contra o genoma humano de referência no intuito de se identificar variantes em regiões transcritas e assim verificar a origem do alelo expresso. Com isso, pudemos observar que o gene XIST tem sua expressão iniciada em embriões humanos no estágio de oito células, e que o silenciamento transcricional dos genes do cromossomo X já se iniciou no estágio de blastocisto de forma aleatória mas ainda não se disseminou, i.e. a ICX não está completa. Devido ao fenômeno de ICX, a caracterização de genes \"imprintados\" neste cromossomo é desafiadora. Ainda assim em camundongos foram relatados alguns genes do X que são assim regulados. Mulheres portadoras da síndrome de Turner (45,X) apresentam diferenças fenotípicas dependentes da origem parental do cromossomo X herdado, sugerindo a existência de genes \"imprintados\" no X humano. Em particular os genes MAOA, MAOB e USP9X foram indicados como candidatos a serem regulados por imprinting. Através do sequenciamento de regiões transcritas contendo SNPs em heterozigose foram avaliados o padrão de expressão alelo-específico dos três genes indicados. Nenhum sinal de regulação por imprinting pôde ser detectado nem em placenta nem em cérebro humano, pois a procedência dos alelos expressos era independente da origem parental. Isso não significa que a variabilidade fenotípica em mulheres com Turner não possa ser explicada por imprinting em genes do X. Experimentos de RNA-Seq em diversos tecidos humanos ou a partir de células únicas são uma abordagem conveniente para se elucidar este fenômeno / Epigenetic phenomena as genomic imprinting and X chromosome inactivation (XCI) have been widely studied in mice. While most of the processes and steps involved in XCI in mice are well studied, in humans our knowledge is still very limited, specially during early embryo development. Advances in single-cell whole transcriptome high troughput sequencing techniques (RNA-Seq) bring a new era to the XCI field. Single-cell RNA-Seq results of from 2-cell to the blastocyst stage of human embryos were published by Xue et cols and Yan et cols in 2013. Using bioinformatics techniques we searched for the XIST gene expression level (a gene closely involved in XCI) throughout the human pre-implantation embryo development. We aligned reads generated by RNA-Seq assays to the human reference genome looking for variants in gene transcriptional regions and to identify the origin of the expressed allele. Our results show that XIST expression starts from the 8-cell stage and is stabilized and upregulated at the female blastocyst stage. We also show that the transcriptional silence of X-linked genes started at the blastocyst stage and is independent of parental origin but this does not apply for all genes. We concluded that the completion of the transcriptional silence step is probably established during post-implantation stage. The search for X-linked imprinted genes is challenging due to the XCI phenomenon. Nevertheless, X-imprinted genes were reported in mice. In humans, no X-imprinted genes were found so far, but phenotypic differences reported in Turner\'s syndrome (45,X) women was related to the parental origin of the X chromosome inherited. This suggests the existence of X-linked imprinted genes, in particular MAOA, MAOB and USP9X seemed good candidates. By sequencing transcript regions containing heterozygous SNPs in these genes we could access their expression pattern. Our results show no sign of imprinting regulation of MAOA, MAOB and USP9X, neither in human brain nor in human term placenta. This does not rule out the possibility that the phenotypic differences observed in Turner\'s syndrome women could be the consequence of other unknown X-linked imprinted genes. RNA-Seq of different human female tissues is a powerful approach to finally find the genes involved in such phenotypes

Na inativação do cromossomo X (ICX) um dos dois cromossomos X presentes nas fêmeas de mamíferos placentários é silenciado transcricionalmente. Esse é um mecanismo de compensação de dose que assegura que a quantidade dos produtos gênicos oriundos do cromossomo X esteja em equilíbrio entre machos e fêmeas. A ICX pode ocorrer de modo aleatório, onde cada célula escolhe ao acaso qual será o cromossomo X inativado: cromossomo X paterno ou cromossomo X materno; ou de forma \"imprintada\" (termo adaptado do inglês imprinted), ou seja, dependente da origem parental do cromossomo X. Enquanto nas fêmeas marsupiais a inativação ocorre de forma \"imprintada\", sendo o X paterno inativado em todos os tecidos, nos mamíferos eutérios a ICX nos tecidos somáticos ocorre de modo aleatório. Porém alguns eutérios mantiveram o mecanismo \"imprintado\" de ICX exclusivamente nos tecidos extraembrionários, como ratos e camundongos. Em humanos, o estado controverso da ICX em tecidos extraembrionários foi reavaliado por nosso grupo utilizando uma análise mais ampla e identificou-se um padrão aleatório (Moreira de Mello et al., 2010), demonstrando a importância de se realizar uma análise global para se determinar o perfil de atividade do cromossomo X. Em bovinos o padrão de ICX em placenta não está claro. Ele foi verificado analisando-se a expressão de um único gene, e os autores concluíram que o padrão era \"imprintado\" (Xue et al., 2002). Porém a análise de um único gene pode não representar o estado epigenético de um cromossomo inteiro. Assim o padrão de ICX em tecidos extraembrionários bovinos se mostra uma questão importantíssima para ser esclarecida. No presente trabalho o cromossomo X bovino foi analisado em busca de SNPs (polimorfismos de base única) localizados em regiões codificadoras em genes expressos no tecido extraembrionário, permitindo assim através da análise da expressão alelo-específica determinar o padrão de expressão do cromossomo X. Os resultados apresentados neste trabalho mostram um padrão de expressão bialélica, indicando que em populações diferentes de células, diferentes cromossomos X estavam ativos. Portanto a ICX em tecidos extraembrionários bovinos ocorre de modo aleatório, padrão semelhantes àquele encontrado em humanos, e diferente daquele encontrado em ratos e camundongos. Este trabalho mostra a importância de uma análise global da expressão gênica no cromossomo X, permitindo assim traçar um perfil de atividade mais próximo possível da realidade. / In X chromosome inactivation (XCI), one of the two X chromosomes present in female mammals is transcriptionally silenced, resulting in a dosage compensation mechanism. The XCI can occur randomly, so that each cell chooses randomly which one will be the inactivated X chromosome: paternal (pX) or maternal (mX); or dependent on parental origin of X chromosome, ie, imprinted. While in female marsupials the inactivation occurs in an imprinted fashion, with the Xp inactivated in all tissues, both somatic and extra-embryonic, in the mammalian eutherians XCI in the somatic tissues occurs randomly. However some eutherians still retain the imprinted XCI mechanism exclusively in extra-embryonic tissues, such as rats and mice. In humans, the controversy of the XCI in placenta was re-evaluated by our group. Using a broader analysis, a random pattern was identified, in contrast to the previously published works. It demonstrated the importance of conducting a comprehensive analysis to determine the profile of X chromosome (Moreira de Mello et al., 2010). In cattle the pattern of XCI in bovine placenta is unclear. It was verified by analyzing the expression of a single gene, and the authors concluded that the pattern was imprinted (Xue et al., 2002). Because the analysis of a single gene may not represent the epigenetic state of an entire chromosome, the pattern of XCI in cattle extra-embryonic tissues is an important issue to be clarified. In the present study the cattle X chromosome was analyzed searching for SNPs (single nucleotide polymorphisms) located in coding regions of genes expressed in extra-embryonic tissue. So that, by analyzing the allele-specific expression it is possible to determine the X chromosome expression patter. The preset results show a bi-allelic expression pattern. This indicates that in different cells populations, different X chromosomes are active. Thus, the XCI in extra-embryonic tissues of bovines occurs randomly, similar to the human pattern but different to that verified in rats and mice. This work shows the importance of a global analysis of the gene expression in X chromosome, through which it can trace the closest activity profile as possible to reality.

The ultimate goal of mitosis is the equal distribution of chromosomes between the two daughter cells. One of the key players that ensures faithful chromosome segregation is the chromosomal passenger complex (CPC). CPC localisation to mitotic centromeres is complex, involving interactions with Shugoshin and binding to phosphorylated histone H3T3. It was recently reported that Heterochromatin Protein 1 (HP1) has a positive impact on CPC function during mitosis. The interaction between HP1 and the CPC appears to be perturbed in cancer-­‐derived cell lines, resulting in decreased HP1 levels at mitotic centromeres and may be a potential cause for increased chromosome mis-­‐segregation rates. In this study, I tethered HP1α to centromeres via the DNA-­‐binding domain CENP-­‐B. However, instead of improving the rate of chromosome mis-­‐segregation, HP1α tethering resulted in activity of the spindle assembly checkpoint and destabilisation of kinetochore-­‐microtubule attachments, most likely caused by the robust recruitment of the CPC. Tethered HP1α even traps the CPC at centromeres during mitotic exit, resulting in a catalytically active CPC throughout interphase. However, it was not clear whether endogenous HP1 contributes to CPC localisation and function prior to mitosis. Here I also describe a substantial interaction between endogenous HP1 and the CPC during the G2 stage of the cell cycle. The two isoforms HP1α and HP1γ contribute to the clustering of the CPC into active foci in G2 cells, a process that is independent of CDK1 kinase activity. Furthermore, the H3S10ph focus formation in the G2 phase appears to be independent of H3T3ph and H2AT120ph, the two histone marks that determine the CPC localisation in early mitosis. Together, my results indicate that HP1 contributes to CPC concentration and activation at pericentromeric heterochromatin in G2. This novel mode of CPC localisation occurs before the Aurora B-­‐driven methyl/phos switch releases HP1 from chromatin, which possibly enables the H3T3ph and H2AT120ph driven localisation of the CPC during mitosis.

Magister Scientiae - MSc (Biotechnology) / The objective of this study is to deduce paternal ancestry using ancestry informative single nucleotide polymorphisms (SNPs) by means of High Resolution Melting (HRM). This was completed by producing a multiplex system that was designed in a hierarchical manner according to the YSNP tree. This project mainly focused on African ancestry and was used to infer paternal ancestral lineages on the Johannesburg Coloured population. South Africa has a diverse population that has ancestral history from across the globe. The South African Coloured population is the most admixed population as it is derived from at least five different population groups: these being Khoisan, Bantu, Europeans, Indians and Southeast Asians. There have been studies done on the Western Cape/ Cape Town Coloured populations before but this study focused on the Johannesburg Coloured population. The first step was to design the multiplex system. This was done by using inhouse SNPs. A total of seven multiplexes were designed and optimised, each consisting of two, three or four different SNPs respectively. A total of 143 saliva and buccal samples were collected from male Johannesburg Coloureds. DNA was extracted from the saliva samples using an optimised organic method. DNA was extracted from the buccal samples using an optimised salting out method. DNA was successfully extracted from 77 of the male samples. A total of 69 samples were screened using Multiplex 1; of the 69 samples 56 samples were successfully screened to infer the paternal lineage of the samples. The results show that the most frequent haplogroup of the Johannesburg male samples was haplogroup CF (39%). The second most frequent haplogroup was haplogroup DE (38%). Under further analysis of haplogroup DE it was seen that 37% of those samples were derived for the haplogroup E1b1b.