Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-03-20T12:32:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoPapelProteinas.pdf: 1960769 bytes, checksum: 15d801dd31a9d124e97a22426c8157fb (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-22T15:10:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoPapelProteinas.pdf: 1960769 bytes, checksum: 15d801dd31a9d124e97a22426c8157fb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T15:10:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoPapelProteinas.pdf: 1960769 bytes, checksum: 15d801dd31a9d124e97a22426c8157fb (MD5) Previous issue date: 2015-04-28 / O câncer gástrico (CG) é o quarto tipo câncer mais frequente e a segunda maior causa de mortalidade em todo o mundo. Um melhor entendimento da biologia da progressão dessa neoplasia é crucial para redução da taxa de mortalidade com o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas e de tratamento dos pacientes. Em nosso estudo, foram analisadas amostras de câncer gástrico, encontrando-se expressão elevada de mRNA e de proteínas das quinases SRC e LYN, e níveis diminuídos da quinase CKB. Essas alterações podem ter um papel na invasão e na metástase dos tumores gástricos. A expressão dessas três quinases também foram associadas com a expressão do oncogene MYC, um possível biomarcador para o câncer gástrico. Objetivando-se entender os mecanismos que regulam a expressão desses genes, avaliou-se os padrões de metilação dessas três quinases. Assim, descobriu-se que a hipometilação de SRC e LYN e a hipermetilação de CKB estavam presentes apenas nas amostras neoplásicas gástricas. A perda de metilação de SRC e LYN foi associada com aumento nos níveis de expressão de seus mRNA e proteínas, sugerindo que a metilação do DNA está envolvida na regulação da expressão dessas quinases. A frequência de hipermetilação e metilação parcial de CKB foi mais elevada em amostras de câncer gástrico do que em amostras gástricas não-neoplásicas; no entanto, a expressão de CKB estava apenas parcialmente regulada por metilação do DNA. Analisando os dados de expressão, descobriu-se que alterações nos padrões de metilação do DNA das três quinases estudadas também estavam associadas com o avanço do câncer gástrico, invasão tumoral mais profunda e a presença de metástase. Portanto, a expressão de SRC, LYN e CKB ou a metilação do DNA, relacionada a esses genes, podem ser marcadores preditivos úteis para a progressão tumoral e alvos estratégicos em terapêutica anticâncer. / Gastric cancer (GC) is the fourth most frequent cancer type and the second ighest cause of câncer mortality worldwide. A better understanding of the biology of the progression of this neoplasia is crucial to reducing the mortality rate with the development of novel patient management and therapeutic strategies. In this study, we analyzed gastric cancer samples and found elevated expression of SRC and LYN kinase mRNA and protein but decreased levels of CKB kinase, alterations that may have a role in the invasiveness and metastasis of gastric tumors. Expression of the three studied kinases was also associated with MYC oncogene expression, a possible biomarker for gastric cancer. To understand the mechanisms that regulate the expression of these genes, we evaluated the DNA methylation patterns of the three kinases. We found that SRC and LYN hypomethylation and CKB hypermethylation were only present in neoplastic gastric samples. The loss of SRC and LYN methylation was associated with increased levels of mRNA and protein expression, suggesting that DNA methylation is involved in regulating the expression of these kinases. The frequency of hypermethylation and partial methylation of CKB was higher in the gastric cancer samples than in the non-neoplastic gastric samples; however, CKB expression was found to be only partly regulated by DNA methylation. In an analysis of the expression data, we found that alterations in the DNA methylation pattern of the three studied kinases were also associated with advanced gastric cancer, deeper tumor invasion and the presence of metastasis. Therefore, SRC, LYN and CKB expression or DNA methylation could be useful markers for predicting tumor progression and targeting in anti-cancer strategies.

O carcinoma hepatocelular (HCC) apresenta mau prognóstico o que torna importante sua quimioprevenção. Nesse sentido, a tributirina (TB), um inibidor de desacetilases de histonas (HDACi), mostrou-se um quimiopreventivo promissor da hepatocarcinogênese. Avaliaram-se aqui efeitos quimiopreventivos de lipídios estruturados (EST) obtidos por interesterificação enzimática a partir da TB com o óleo de linhaça (LIN). Ratos foram tratados com EST (grupo EST; 165 mg/100g peso corpóreo [p.c]), TB (grupo TB; 200 mg/100g p.c), LIN (grupo LIN; 133 mg/100g p.c), mistura de TB com LIN (grupo LIN; 165 mg/100g p.c) ou maltodextrina (MD) (grupo MD; controle isocalórico; 300 mg/100g p.c) diariamente durante 8 semanas consecutivas por gavagem. Duas semanas após início dos tratamentos, os animais foram submetidos ao modelo de hepatocarcinogênese do \"hepatócito resistente\" (RH). Os grupos EST e TB apresentaram atividade quimiopreventiva bloqueadora e supressora, respectivamente, da hepatocarcinogênese. TB induziu a apoptose, ao contrário dos EST. O tratamento com TB resultou na acetilação e trimetilação da H3K9 e H3K27, enquanto EST atuaram somente na trimetilação das mesmas. Quando analisada a expressão de genes envolvidos com modificações em histonas, EST e TB reduziram a expressão de Ezh2 e de Hdac4. Por outro lado, somente os EST aumentaram a expressão de Hdac6. Tal efeito por parte dos EST merece ser mais investigado, uma vez que esta desacetilase vem sendo sugerida como alvo potencial para o desenvolvimento de fármacos. Em conclusão, a atividade quimiopreventiva de EST e da TB envolve na hepatocarcinogênese experimental mecanismos epigenéticos que podem ou não ser distintos. / Hepatocellular carcinoma (HCC) has a poor prognosis, which makes its chemoprevention important. Tributyrin (TB), which is a histone deacetylase inhibitor (HDACi), is a promising chemopreventive agent of hepatocarcinogenesis. The chemopreventive effects of structured lipids (STLs) that were obtained by the enzymatic interesterification of TB with flaxseed oil (FSO) were evaluated in the present study. Rats were treated with STLs (STL group, 165 mg/100 g body weight (bw)), TB (TB group, 200 mg/100 g bw), FSO (FSO group, 133 mg/100 g bw), TB mixed with FSO (BLD group, 165 mg/100g bw) or maltodextrin (MD) (MD group; isocaloric control; 300 mg/100 g bw) daily for eight consecutive weeks by gavage. Two weeks after the initiation of treatment, the animals were subjected to the resistant hepatocyte hepatocarcinogenesis model (RH). The STL and TB groups developed blocker and suppressive chemopreventive activity against hepatocarcinogenesis, respectively. TB treatment induced apoptosis, unlike the STL treatment. Additionally, TB treatment resulted in the acetylation and trimethylation of H3K9 and H3K27, whereas the STLs acted only in the trimethylation of these histones. When analyzing the expression of genes involved in histone modifications, the STLs and TB reduced enhancer of zeste homolog 2 (Ezh2) and histone deacetylase 4 (Hdac4) gene expression. Conversely, only the STLs increased Hdac6 gene expression. This effect of the STLs warrants further investigation because this deacetylase has been suggested as a potential drug development target. In conclusion, the chemopreventive activities of the STLs and TB in experimental hepatocarcinogenesis involve epigenetic mechanisms that may be distinct.

Orientador: Jean Leandro dos Santos / Banca: Chung, Man Chin / Banca: Simone Kashima Haddad / Resumo: A reativação da expressão gênica de gama-globina e consequente produção de hemoglobina fetal (HbF) por mecanismos epigenéticos é uma valiosa intervenção terapêutica na anemia falciforme. Estudos recentes mostram que a inibição da enzima Histona Deacetilase (HDAC), principalmente HDAC-1 e HDAC-2, mostrou ser uma estratégia promissora em promover o aumento da expressão gênica de gama-globina e a produção de HbF sem causar alteração no ciclo e proliferação celular. Neste trabalho foram planejadas por modelagem molecular novos compostos inibidores de HDAC 1 e 2. Os estudos de ancoragem molecular revelaram a forma como estes compostos interagem com a HDAC-2, sendo a subunidade N-(2-aminofenil)benzamida responsável por interagir com o átomo de zinco presente no sítio ativo. Durante o processo de otimização das estruturas, os valores de docking score passaram de -9,8 para - 12,3, indicando melhores interações com o receptor. Onze compostos inéditos foram sintetizados e caracterizados por métodos analíticos. Os estudos enzimáticos mostraram atividade inibitória dos novos compostos variaram de 83 à 96% para HDAC-1, 83 à 94% para HDAC-2 e 82 à-89% para HDAC-3. O composto (22) (4-(4-aminofenetil)-N-(2-aminofenil)benzamida) foi um dos mais ativos apresentando, na concentração de 10 μM, atividade inibitória contra as HDACs 1 e 2 com valores superiores a 90%. Estes resultados mostram que os compostos planejados neste trabalho são potenciais inibidores de HDAC, sendo a molécula (22) a mais ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Reactivation of gamma-globin gene expression and fetal hemoglobin (HbF) production through epigenetic mechanisms are valuable strategy to sickle cell anemia treatment. Early studies have demonstrated that histone deacetylase inhibition, especially HDAC-1 and HDAC-2, is a promising strategy to increase gamma-globin gene expression and HbF production without alteration in cell cycle or cell proliferation. At this work it was designed, by molecular modeling, new compounds HDAc 1 and 2 inhibitors. The molecular modeling studies has demonstrated how these compounds interacts with HDAC-2, being the subunit N-(2-aminophenyl)benzamide responsible for interact with the zinc atom of active site. During the optimization process, the docking score values hava changed from -9,8 to -12,3, which indicates better interactions with the receptor. It was synthesized and characterized eleven new compounds. Enzimatic assays have demonstrated that the enzymatic inhibition of the compounds varied from 83 to 96% against HDAC 1, 83-94% against HDAC 2 and 82-89% of HDAC 3. Compound (22) (4-(4-aminophenetyl)-N-(2-aminophenyl) benzamide was one of the most promisor among all compounds. At 10uM it was able to inhibit HDAC 1 and 2 more than 90%. These data has demonstrated that the design compounds in this work are potencial inhibitors of HDAC, being...(Complete abstract click electronic access below) / Mestre

As células germinativas primordiais (CGPs) são as precursoras dos gametas, capazes de gerar um novo indivíduo os quais transmitirão os materiais genéticos para as futuras gerações. Normalmente, a linha germinal de mamífero é determinada por fatores genéticos e epigenéticos que possuem funções essenciais para guiar na direção e desenvolvimento das CGPs, bem como das células germinativas embrionárias (CGEs). A reprogramação epigenética é fundamental para a regulação do genoma durante o desenvolvimento das células germinativas responsáveis por originar a linhagem gametogênica nos mamíferos. A metilação e desmetilação em CGPs são um evento único, essencial para apagar a memória epigenética e também prevenir transmissões de epimutações para a próxima geração. Assim, o completo entendimento das vias e mecanismos para a migração inicial e diferenciação destas células em CGEs podem ser importantes para identificar e corrigir falhas possíveis nesses processos, o que será importante, no futuro, para o desenvolvimento e desempenho reprodutivo. A maioria dos estudos com CGPs e CGEs é realizado em camundongos, porém nem sempre esta espécie torna-se o melhor modelo de estudo quando se quer transpor esses conhecimentos a humanos. O cão doméstico (Canis lúpus familiaris) apresenta-se como um modelo ideal para o estudo do desenvolvimento em mamíferos, pois possui inúmeras similaridades com a bioquímica, fisiologia e genética. Deste modo, torna-se interessante expandir os estudos sobre as CGPs e CGEs na espécie canina, a fim de mostrar a importância de diferentes modelos que se assemelham a seres humanos. Portanto, objetiva-se, nesta proposta, identificar qual é a dinâmica de marcadores pluripotentes, germinativos e epigenéticos que são importantes para o desenvolvimento das CGPs e CGEs caninas. Para tal procedimento, essa pesquisa foi dividida em duas fases: a primeira, consiste no processo in vivo, desde o desenvolvimento inicial do embrião até a completa formação da crista gônadal. Análises de RTq-PCR e imunofluorescência para marcadores pluripotentes POU5F1 (OCT4) e NANOG, germinativos DDX4 (VASA), DAZL e DPPA3 (STELLA) e epigenéticos 5mC, 5hmC, H3K27me3 e H3K9me2 foram realizados para criar um perfil de genes que são importantes para o desenvolvimento das CGPs caninas. Prosseguiu-se para a segunda fase in vitro, que incide na derivação e caracterização das CGEs caninas. Ensaios de Fosfatase Alcalina, imunofluorescência para os marcadores: pluripotente POU5F1 (OCT4), germinativos DDX4 (VASA), DAZL e DPPA3 (STELLA), mesodérmico THY-1 (CD90) e epigenéticos 5mC, 5hmC, H3K27me3 e H3K9me2, RT-qPCR para os genes NANOG e DDX4 e formação de teratoma foram efetivados para comprovar a linhagem de células CGEs. Como resultado in vivo, percebe-se que diferentes padrões de marcações e genes foram expressos nas CGPs, comprovando que a espécie canina se assemelha mais com os humanos do que com os camundongos. Os resultados in vitro mostraram que foi possível derivar as células CGEs e que estas conseguem reter sua pluripotencialidade e que diminuem a expressão dos genes germinativos. Porém, essas células tendem a se diferenciar em outros tecidos somáticos, mesmo com a adição de suplementos, fato também notado em CGEs humanas. / Primordial germ cells (PGCs) are known as the only cells capable of generating a new individual, they originate the gametes which then will transmit genetic material to future generations. Normally, the mammalian germ line is determined by genetic and epigenetic factors that have essential functions to guide the direction and development of PGCs as well as embryonic germ cells (EGCs). Epigenetic reprogramming is fundamental for the regulation of the genome during the development of the germ cells responsible for originating the gametogenic lineage in mammals. Methylation and demethylation in PGCs is a unique event, essential for erasing epigenetic memory and also preventing transmissions of epimutations to the next generation. Thus, the understanding of the patterns of differentiation of PGCs in EGCs can be important in identifying and correcting possible failures in these processes, which will be important in the future for development and reproductive performance. Most of the studies with PGCs in EGCs are carried out in mice, but this species is not always the best model of study when transposing this knowledge to humans. In canines, no study has ever been reported on canine PGCs and maybe the Canine species has become interesting as a new animal model for studies. It is known that the study material of human embryos are scarce samples and difficult to obtain, so it is necessary to use other animal models, such as the Canids, which also resemble humans. Dogs were the first fundamental models for the development of bone marrow transplantation in humans, but also made valuable contributions to the development of therapies for cardiovascular and orthopedic diseases. Then, it has become interesting to expand the studies on PGCs in the canine species in order to show the importance of different models that might resemble humans. Therefore, we had how proposal identify which were pluripotent, germinative and epigenetic markers that are important for the development of PGCs and canine EGCs. It research was divided into two phases: the first consists of the in vivo process, from the initial development of the embryo to the complete formation of the gonadal ridge. We analyzed through the techniques of real-time PCR (RT-qPCR) and immunofluorescence for pluripotent markers POU5F1 (OCT4) and NANOG, germline DDX4 (VASA), DAZL and DPPA3 (STELLA) and epigenetic 5mC, 5hmC, H3K27me3 and H3K9me2 were performed to create a profile of genes that are important for the development of canine PGCs. We proceeded to the second in vitro phase, which focuses on the derivation and characterization of canine EGCs. Alkaline Phosphatase (AP), immunofluorescence for the markers: pluripotent POU5F1 (OCT4), germinative DDX4 (VASA), DAZL and DPPA3 (STELLA), mesodermal THY-1 (CD90) and epigenetic 5mC, 5hmC, H3K27me3 and H3K9me2. We also analyzed RT-qPCR for NANOG and DDX4 genes and teratoma formation were performed to prove the EGCs cell lineage. As a result in vivo, different marking patterns and genes had been expressed in CGPs, proving that the canine species is more similar to humans than to mice. The in vitro results showed that it was possible to derive the EGCs and that they are able to retain their pluripotency and decrease the expression of the germinative genes. However, these cells continue to differentiate into other somatic tissues, even with the addition of supplements, a fact also noted in human CGEs.

O principal objetivo deste trabalho é o de estabelecer uma estratégia confiável relacionada a genotoxicidade, proteção genômica e recombinação mitótica em Aspergillus nidulans. A genotoxicidade foi induzida por vapor de benzeno e, para testar a proteção genômica, a soja foi usada devido às suas propriedades anticarcinogênicas muito conhecidas. O principal resultado obtido foi que a soja transgênica mostrou maiores propriedades antigenotóxicas do que a soja tradicional. Isto foi duplamente confirmado, tanto através de estratégias de genética clássica, como molecular. Além disso, cada experimento foi repetido três vezes. Principais conclusões foram as seguintes: a) estabelecimento de um protocolo adequado para atender às complexidades dos eventos epigenéticos e, b) a aplicação desse tal protocolo e experimentos afins para testar outros agentes ambientais suspeitos de apresentarem propriedades antigenotóxicas, ou que precisem de sua identificação como tal. Evidentemente, levando-se em conta a grande preocupação relacionada aos alimentos transgênicos e aos muitos produtos de biotecnologia, que entram no mercado, o elenco de prováveis candidatos aos tipos de testes apresentados, será muito grande. Como os resultados obtidos sugerem íntima relação entre metilação de DNA eucariótico, a recombinação mitótica e outros eventos danosos às células, os eventos envolvidos serão epigeneticamente discutidos. / Main aim is to provide a reliable approach to deal with the aspects related to induced genotoxicity, genomic protection and eukaryotic mitotic recombination in Aspergillus nidulans. Genotoxicity was benzene fumes induced, and to test genomic protection soybean has been used on account of its putative anticarcinogenic properties. Main outcome is that transgenic soybean bears higher antigenotoxic properties than traditional soybean. This has been twofold confirmed through basic genetic approaches and molecular approaches, as well. In addition, each experimental approach has been three times repeated. Additional important outcomes are: a- establishment of a reliable protocol to deal with the complexities of the epigenetic events, and b- likely use of present protocol and experimental set-up to test other environmental agents of which antigenotoxic properties are either suspected, or need precise identification. Evidently, on account of present wide concern the transgenic foodstuffs, and many other biotechnological products, as well, are obvious candidates for similar approaches. Obtained results suggest close relationships among eukaryotic DNA methylation, mitotic recombination, and other cells damaging events reputedly leading to carcinogenesis.

A esterigmatocistina (ST) é uma micotoxina policetônica produzida por diferentes espécies de Aspergillus e outros gêneros fúngicos como Bipolaris e Chaetomium. Esta toxina é caracterizada como uma bifuranoxantona com fórmula molecular C18H12O6, freqüentemente encontrada como contaminante de diversos produtos alimentícios como sementes oleaginosas e cereais. Possui propriedades carcinogênicas, toxigênicas, mutagênicas e teratogênicas, entretanto, ela é menos tóxica do que a aflatoxina. O fungo Emericella nidulans (Eidam) Vuillemin, cujo anamorfo é o Aspergillus nidulans (Eidam) Winter, foi usado como modelo genético para a investigação de genes envolvidos na via biossintética da esterigmatocistina. Linhagens estoque de Utrecht (originárias de Glasgow) foram analisadas quanto à produção de ST e, entre elas, somente a linhagem UT196 [yA2 (I); metA17 (II); piroA4 (IV)] apresentou produção de 4 ppm de ST (stc+), enquanto que as linhagens UT448 e UT184 mostraram-se não produtoras dessa micotoxina (stc). Embora a linhagem UT196 seja muito bem caracterizada geneticamente, este foi o primeiro relato da produção de ST nessa linhagem. Os índices de segregação alélica e todas as freqüências de recombinação entre os marcadores genéticos ligados e não ligados foram determinados tanto pelo cruzamento meiótico UT448 (stc) x UT196 (stc+) como pelo cruzamento mitótico UT448//UT184. 175 segregantes meióticos e 140 segregantes mitóticos foram analisados quanto à produção de ST, aos marcadores de auxotrofia e de resistência a acriflavina. Essas linhagens cruzadas apresentavam vários marcadores em heterozigose e isso permitiu o mapeamento de um gene estrutural da ST (stcZ+), localizado no braço esquerdo do cromossomo I, 4% distante do gene da riboflavina (riboA1). Como um subproduto deste trabalho, foi detectado um pigmento vermelho, de Rf = 0,90, em todos os segregantes meióticos e mitóticos, produtores ou não de ST, indicando tratar-se, provavelmente, de um pigmento policetônico produzido pelos ascosporos do fungo. A baixa expressão da produção de ST em 13 segregantes meióticos e a alta expressão dessa toxina nos diplóides UT448//UT196 e UT448//UT184 (40 ppm) permitiram concluir a existência de um fator regulador, compreendido na região w-met do cromossomo II, responsável pela expressão do gene estrutural stcZ+. A análise desses genes através do ciclo parassexual sugeriu um comportamento epigenético típico envolvendo esses genes. Com base nos dados obtidos, hipóteses para explicar o controle da expressão desses genes e suas inter-relações foram aqui apresentadas. / Sterigmatocystin (ST) is a polyketide produced by different species of Aspergillus as well as by other fungus genera such as Bipolaris and Chaetomium. This toxin is characterized as a bifuranoxanthone, whose molecular formula is C18H12O6 and which is frequently found as a contaminant in several food products such as oil-seed grains and cereals. It has carcinogenic, toxigenic, mutagenic and teratogenic properties; however, it is less toxic than aflatoxin. The fungus Emericella nidulans (Eidam) Vuillemin, whose anamorph is Aspergillus nidulans (Eidam) Winter, was used as a genetic model to investigate the genes involved in the sterigmatocystin biosynthetic pathway. Strains from Utrecht stocks (originally from Glasgow) were analyzed in order to detect ST production and, among them, only the UT196 strain [yA2 (I); metA17 (II); piroA4 (IV)] showed the production of 4 ppm of ST (stc+), whereas the UT448 and UT184 strains showed to be nonproducers of such toxin (stc). Although the UT196 strain is very well characterized genetically, this has been the first report on its production of ST. The allelic segregation rates and all the recombination frequencies between linked and non-linked genetic markers were determined by both the meiotic crossing UT448 (stc) x UT196 (stc+) and mitotic crossing UT448//UT184. 175 meiotic segregants and 140 mitotic segregants were analyzed as to ST production, auxotrophy markers and resistance to acriflavine. These crossed strains presented various markers in heterozygous configuration, which allowed to map a structural gene of ST (stcZ+) located on the left arm of chromosome I, 4% distant from the riboflavin gene (riboA1). As a byproduct of this work, a red pigment of 0.90 Rf was detected in all meiotic and mitotic segregants, whether they were ST producers or not, which indicated that was probably a polyketide produced by the fungus ascopores. The low expression of ST production in 13 meiotic segregants and the high expression of such toxin in the UT448//UT196 and UT448//UT184 diploids (40 ppm) allowed to conclude that a regulating factor existed in the w-met region of chromosome II, which is responsible for the expression of the structural gene stcZ+. The analyses of those genes through the parasexual cycle suggested a typical epigenetic behavior which involved them. Based on the data obtained, hypotheses to explain the expression control of these genes as well as their inter-relationships were here presented.

BACKGROUND: Fetal growth is a complex process which depends on nutrient and oxygen availability and transport from the mother to the fetus across the placenta. This involves hormones and growth factors as well as maternal and fetal genes. The failure of the fetus to reach his or her full potential for growth is called Intrauterine Growth Restriction (IUGR) and implies risks for adverse short‐ and long‐ term outcomes. Imprinted genes are a specific subset of genes that display, in mammals and flowering plants, monoallelic expression depending on the parental origin of the allele. The regulation of imprinted expression depends on epigenetic mechanisms, a subset of heritable marks that have the ability to regulate DNA functions without altering its sequence. Imprinted genes tend to cluster in the genome due to coordinated regulation through Imprinting Control Centers, usually in the form of Differentially Methylated Regions between the paternally and maternally inherited alleles. Studies in both animals and humans as well as imprinting syndromes have uncovered a role for this group of genes in prenatal growth. Two imprinted genes (PLAGL1 and HYMAI) have been described in the 6q24 locus. Genetic and epigenetic defects in this region relate to the Transient Neonatal Diabetes Mellitus 1 phenotype, including severe growth restriction. We aimed to study the involvement of this region in non‐syndromic IUGR. PARTICIPANTS AND METHODS: One hundred placental samples from a cohort of healthy term singletons, fetal tissues from fifty‐four first trimester terminations and one hundred placental samples from healthy and complicated pregnancies of different gestational ages were used to analyze the role of the 6q24 region in normal fetal growth and IUGR, respectively. Relevant clinical data was obtained after informed consent. The methylation status of the 6q24 CpG islands was studied by array technology and bisulfite sequencing in normal term placenta and in first trimester fetal tissues. Methylation levels in the PLAGL1 DMR in healthy and IUGR placentas were compared by pyrosequencing. Allelic origin of expression was assessed by heterozygous DNA/cDNA SNP analysis. Levels of expression of imprinted transcripts were analyzed by qRT‐PCR. RESULTS: PLAGL1 P1, HYMAI and two newly described PLAGL1 isoforms (P3 and P4) were the only transcripts subjected to genomic imprinting in the investigated 6q24 region. Correspondingly, the CpG island associated to the P1 promoter was the only differentially methylated region. There was no correlation between PLAGL1 expression in the placenta and fetal size in uneventful pregnancies. In placentas from IUGR gestations, expression of HYMAI was significantly higher than in those from normally grown fetuses. Levels of expression of PLAGL1 were lower in IUGR and correlated positively and significantly with the presence of IUGR in placentas from girls, but not boys. These changes in expression were not mediated by Loss of Imprinting or abnormalities in the levels of methylation of the promoter‐associated DMR, but possibly by a change in regulatory posttranscriptional mechanisms, as suggested by the loss of correlation of PLAGL1 P1 and HYMAI expression in IUGR. CONCLUSIONS: Imprinted expression in the 6q24 region is limited to the PLAGL1/HYMAI locus, maybe due to demarcation of this region by CTCF boundaries. Intrauterine Growth Restriction is associated to abnormalities in expression of PLAGL1 and HYMAI in the placenta, which are not due to LOI or methylation changes.

The purpose of this thesis is to introduce and demonstrate several biological processes or phenomena using posterior lateral line system of zebrafish as a model. The first part of this work focuses on the highly dynamic tissue remodeling under the control of morphogenetic territories. In particular, eya1 gene is studied to add a susbtantial mechanism during migration of lateral line primordium. I propose that combinatorial Wnt/β-catenin and Fgf signaling control the spatialtemporal profile of Dkk expression to dynamically confine Wnt/β-catenin to the mesenchyme. The second part of this thesis mainly discusses about the existence of tissue compartment whereby Notch signaling involves in governing the regeneration anisotropy. I also discuss the importance of centrifugal movement of hair cell progenitors to propagate and maintain bilateral symmetry in the neuromasts. The last part of this thesis emphasizes on the epigenetic study in order to validate the involvement of macroH2A during development of zebrafish embryos. / La intención de ésta tesis es introducir y demostrar diversos procesos biológicos o fenómenos, usando como modelo el sistema de la línea lateral posterior del pez cebra. La primera parte de éste trabajo se enfoca en el proceso dinámico de remodelación de los tejidos bajo el control de territorios morfogénicos. En particular, se estudia el gen Eya1, como mecanismo sustancial en la migración del primordio de la linea lateral. Propongo que la señalización combinatorial de Wnt/B-catenin y FGF controla el patrón de expresión de Dkk, para confinar dinámicamente Wnt/B-catenin al tejido mesenquimal. La segunda parte de ésta tesis, principalmente discute acerca de la existencia de una compartimentalización de los tejidos, en dónde la señalización via Noch está involucrada en el control de la anisotropía en la regeneración. También se discute la importancia de los movimientos centrífugos de los progenitores de las células ciliadas para propagar y mantener la simetria bilateral en los neuromastos. La última parte de la Tesis emfatiza en el estudio epigenético, para validar la implicación de macroH2A en el desarrolllo de los embriones del pez cebra.

Introdução: A neurobiologia dos transtornos de ansiedade (TA) é complexa e envolve interações ambientais e genéticas ainda não conhecidas. Esses transtornos, comumente, iniciam durante a infância e adolescência, persistindo ao longo da vida. O comprometimento da resposta biológica frente ao estímulo estressor, encontrado em muitos pacientes com TA, sugere a influência do eixo hipotálamo-hipófise-adrenal (HHA) nestes transtornos e, portanto, os polimorfismos associados ao eixo HHA poderiam ser estudados em genes candidatos. Os estudos que almejam entender a etiologia dos TA devem, também, explorar as alterações epigenéticas (incluindo a metilação do DNA) decorrentes das influências ambientais. Objetivos: Estudar, em adolescentes, polimorfismos genéticos funcionais do eixo HHA, interações Gene x Ambiente (G x A) e metiloma do DNA, considerando as diferentes trajetórias dos TA. Métodos: Foi realizada a extração de DNA das células do epitélio bucal de 228 adolescentes (131 casos e 97 controles para os TA) e foram genotipados, por PCR em tempo real, polimorfismos funcionais envolvidos com o eixo HHA (FKBP5: rs3800373, rs9296158, 3800373, rs9296158, 3800373, rs9296158, rs1360780, rs9470080 rs1360780, rs9470080 e rs4713916; NR3C1NR3C1 : rs6198;: rs6198;: rs6198; NR3C2NR3C2 : rs2070951;: rs2070951;: rs2070951; CRHR1CRHR1 CRHR1 : rs878886 : rs878886 e SERPINA6 SERPINA6 : rs746530) : rs746530) . Os participantes responderam à escala auto-aplicativa SCARED (Screen for Children Anxiety Related Emotional Disorder – Children rated) e realizaram entrevistas semiestruturadas para avaliação diagnóstica utilizando o K-SADS-PL (Schedule for Affective Disorders and Schizophrenia for School-Age Children-Present and Lifetime). O questionário CTQ (Childhood Trauma Questionnaire) foi aplicado em 90 adolescentes (54 casos e 36 controles para os TA) para avaliar a interação entre o trauma emocional e o polimorfismo do gene NR3C2 nos níveis séricos de BDNF. Uma subamostra de adolescentes (n=47) foi reavaliada, cinco anos após a primeira coleta, através das mesmas entrevistas psiquiátricas e nova extração de DNA salivar. Alguns participantes, na última avaliação, responderam ao MINI (Mini International Neuropsychiatric Interview) apropriado para a idade atual. A amostra foi organizada em 4 grupos, conforme o diagnóstico dos TA e o ano da coleta de saliva (anos de 2008 e 2013): (1) Desenvolvimento típico da adolescência (Controle; n=14); (2) Incidentes para os TA (ITA; n=11); (3) Persistentes para os TA (Caso; n=14) e (4) Remitentes para os TA (RTA; n=08). O metiloma do DNA foi analisado com o Infinium HumanMethylation 450 BeadChip da Illumina. Resultados: Não foi encontrada associação entre os polimorfismos estudados e os TA. Em relação à interação G x A, sugere-se que o polimorfismo rs2070951 do gene NR3C2 modera a associação entre negligência física e os níveis séricos de BDNF. Do ponto de vista epigenético, foi observada, nos grupos ITA e RTA, vias biológicas com padrão homogêneo e relacionadas ao sistema nervoso. Já nos grupos casos e controles para os TA, foram evidenciadas vias biológicas com padrão mais heterogêneo. Um perfil de hipometilação do DNA foi predominante nas vias encontradas. Na análise transversal, nós encontramos padrões opostos de metilação do DNA, conforme o período desenvolvimental avaliado: hipometilação no início da adolescência e hipermetilação em jovens adultos. Conclusão: Esse estudo abordou, em uma amostra de adolescentes, aspectos genéticos (genes candidatos envolvidos com o eixo HHA), ambientais (trauma emocional) e epigenéticos (metiloma do DNA) dos TA. Os achados sugerem que, embora sem associações entre os TA e genes envolvidos no eixo HHA, existe uma interação entre a presença de trauma emocional, polimorfismo genético do eixo HHA e marcadores biológicos. Os achados do metiloma do DNA sugerem, também, influências epigenéticas no curso dos TA. Novos estudos devem ser delineados para corroborar as influências genéticas e ambientais neste transtorno. / Background: The neurobiology of Anxiety Disorders (AD) is complex and involves environmental and genetic interactions understood. These disorders may have their onset during childhood and adolescence, persisting throughout life. The impairment of biological response against the stressor stimulus, described in many patients with AD, suggests a possible role of genetic polymorphisms of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis in these individuals. Studies that aim to understand the etiology of AD should also explore the epigenetic changes (including DNA methylation) arising from environmental influences. Objective: To study, in adolescents, functional genetic polymorphisms of HPA axis, Gene x Environment (G x E) interactions and DNA methylome, considering different AD outcomes. Methods: Saliva DNA was extracted from 228 adolescents (131 cases and 97 controls to AD) and we genotyped, by real time PCR, the functional polymorphisms involved with HPA axis (FKBP5: rs3800373, rs9296158, rs1360780, rs9470080 and rs4713916; 3800373, rs9296158, rs1360780, rs9470080 and rs4713916; 3800373, rs9296158, rs1360780, rs9470080 and rs4713916; 3800373, rs9296158, rs1360780, rs9470080 and rs4713916; 3800373, rs9296158, rs1360780, rs9470080 and rs4713916; 3800373, rs9296158, rs1360780, rs9470080 and rs4713916; 3800373, rs9296158, rs1360780, rs9470080 and rs4713916; NR3C1NR3C1 : rs6198; : rs6198; : rs6198; NR3C2NR3C2 : rs2070951; : rs2070951; CRHR1CRHR1CRHR1 CRHR1: rs878886 and : rs878886 and : rs878886 and : rs878886 and SERPINA6 SERPINA6 SERPINA6SERPINA6 : rs746530) : rs746530) . Participants responded to the scale self-applied Screen for Children Anxiety Related Emotional Disorder – Children rated (SCARED) and were diagnosed according to the Schedule for Affective Disorders and Schizophrenia for School-Age Children-Present and Lifetime (K-SADS-PL). The Childhood Trauma Questionnaire (CTQ) was applied in 90 adolescents (54 cases e 36 controls to AD) to evaluate the interaction between emotional trauma and the NR3C2 polymorphism in the serum levels of BDNF. A sub-sample of adolescents (n = 47) was reassessed five years after the first evaluation by the same psychiatric semi-structured interviews and new extraction salivary DNA was performed. Some participants in the last evaluation responded to Mini International Neuropsychiatric Interview (MINI), which is a semi structure interview appropriate for the present age. The sample was organized in four groups according to the diagnosis of AD and the year of saliva collection (2008 and 2013): (1) Typically Developing Controls (TDC; n = 14); (2) Incident Anxiety Disorder (IAD; n = 11); (3) Persistent Anxiety Disorder (PAD; n = 14); (4) Remittent Anxiety Disorder (RAD; n = 8). DNA methylome was evaluated with Infinium HumanMethylation450 BeadChip. Results: We did not find any association between the genetic polymorphisms and AD. Considering the G x E interaction we suggest that rs2070951 polymorphism of NR3C2 gene moderates the association between physical neglect and serum BDNF levels. When we evaluated the DNA methylome, we observed more homogeneous biological pathways and mostly related with nervous system in individuals from IAD and RAD groups. On the other hand, in the TDC and PAD groups, we found biological pathways with a more heterogeneous pattern. A DNA hypomethylation profile was found predominant in the pathways. In a cross-sectional analysis, we found opposite patterns of DNA methylation, as the developmental period assessed: hypomethylation at the beginning of adolescence and hypermethylation in young adults. Conclusion: This study addressed, in an adolescent sample, genetics (candidate genes linked to HPA axis), environmental (emotional trauma) and epigenetic (DNA methylome) aspects of AD. The findings suggest that although there are no associations between AD and genes involved in HPA axis, there is an interaction between the presence of trauma, genetic polymorphism involved in this axis and biomarkers. The DNA methylome findings also suggest epigenetic influences on the course of TA. Further studies should be designed to corroborate the genetic influences in this disorder.

A esterigmatocistina (ST) é uma micotoxina policetônica produzida por diferentes espécies de Aspergillus e outros gêneros fúngicos como Bipolaris e Chaetomium. Esta toxina é caracterizada como uma bifuranoxantona com fórmula molecular C18H12O6, freqüentemente encontrada como contaminante de diversos produtos alimentícios como sementes oleaginosas e cereais. Possui propriedades carcinogênicas, toxigênicas, mutagênicas e teratogênicas, entretanto, ela é menos tóxica do que a aflatoxina. O fungo Emericella nidulans (Eidam) Vuillemin, cujo anamorfo é o Aspergillus nidulans (Eidam) Winter, foi usado como modelo genético para a investigação de genes envolvidos na via biossintética da esterigmatocistina. Linhagens estoque de Utrecht (originárias de Glasgow) foram analisadas quanto à produção de ST e, entre elas, somente a linhagem UT196 [yA2 (I); metA17 (II); piroA4 (IV)] apresentou produção de 4 ppm de ST (stc+), enquanto que as linhagens UT448 e UT184 mostraram-se não produtoras dessa micotoxina (stc). Embora a linhagem UT196 seja muito bem caracterizada geneticamente, este foi o primeiro relato da produção de ST nessa linhagem. Os índices de segregação alélica e todas as freqüências de recombinação entre os marcadores genéticos ligados e não ligados foram determinados tanto pelo cruzamento meiótico UT448 (stc) x UT196 (stc+) como pelo cruzamento mitótico UT448//UT184. 175 segregantes meióticos e 140 segregantes mitóticos foram analisados quanto à produção de ST, aos marcadores de auxotrofia e de resistência a acriflavina. Essas linhagens cruzadas apresentavam vários marcadores em heterozigose e isso permitiu o mapeamento de um gene estrutural da ST (stcZ+), localizado no braço esquerdo do cromossomo I, 4% distante do gene da riboflavina (riboA1). Como um subproduto deste trabalho, foi detectado um pigmento vermelho, de Rf = 0,90, em todos os segregantes meióticos e mitóticos, produtores ou não de ST, indicando tratar-se, provavelmente, de um pigmento policetônico produzido pelos ascosporos do fungo. A baixa expressão da produção de ST em 13 segregantes meióticos e a alta expressão dessa toxina nos diplóides UT448//UT196 e UT448//UT184 (40 ppm) permitiram concluir a existência de um fator regulador, compreendido na região w-met do cromossomo II, responsável pela expressão do gene estrutural stcZ+. A análise desses genes através do ciclo parassexual sugeriu um comportamento epigenético típico envolvendo esses genes. Com base nos dados obtidos, hipóteses para explicar o controle da expressão desses genes e suas inter-relações foram aqui apresentadas. / Sterigmatocystin (ST) is a polyketide produced by different species of Aspergillus as well as by other fungus genera such as Bipolaris and Chaetomium. This toxin is characterized as a bifuranoxanthone, whose molecular formula is C18H12O6 and which is frequently found as a contaminant in several food products such as oil-seed grains and cereals. It has carcinogenic, toxigenic, mutagenic and teratogenic properties; however, it is less toxic than aflatoxin. The fungus Emericella nidulans (Eidam) Vuillemin, whose anamorph is Aspergillus nidulans (Eidam) Winter, was used as a genetic model to investigate the genes involved in the sterigmatocystin biosynthetic pathway. Strains from Utrecht stocks (originally from Glasgow) were analyzed in order to detect ST production and, among them, only the UT196 strain [yA2 (I); metA17 (II); piroA4 (IV)] showed the production of 4 ppm of ST (stc+), whereas the UT448 and UT184 strains showed to be nonproducers of such toxin (stc). Although the UT196 strain is very well characterized genetically, this has been the first report on its production of ST. The allelic segregation rates and all the recombination frequencies between linked and non-linked genetic markers were determined by both the meiotic crossing UT448 (stc) x UT196 (stc+) and mitotic crossing UT448//UT184. 175 meiotic segregants and 140 mitotic segregants were analyzed as to ST production, auxotrophy markers and resistance to acriflavine. These crossed strains presented various markers in heterozygous configuration, which allowed to map a structural gene of ST (stcZ+) located on the left arm of chromosome I, 4% distant from the riboflavin gene (riboA1). As a byproduct of this work, a red pigment of 0.90 Rf was detected in all meiotic and mitotic segregants, whether they were ST producers or not, which indicated that was probably a polyketide produced by the fungus ascopores. The low expression of ST production in 13 meiotic segregants and the high expression of such toxin in the UT448//UT196 and UT448//UT184 diploids (40 ppm) allowed to conclude that a regulating factor existed in the w-met region of chromosome II, which is responsible for the expression of the structural gene stcZ+. The analyses of those genes through the parasexual cycle suggested a typical epigenetic behavior which involved them. Based on the data obtained, hypotheses to explain the expression control of these genes as well as their inter-relationships were here presented.