Globalement réprimés à la méiose (MSCI), les chromosomes sexuels sont partiellement réactivés dans les spermatides rondes avant l’arrêt général de la transcription dans les spermatozoïdes. Alors qu’il est clairement démontré que le MSCI est essentiel pour la poursuite de la spermatogenèse, la proportion de gènes réactivés ainsi que le mécanisme de régulation des chromosomes sexuels après la méiose demeurent un sujet de recherche et de débats. Chez la souris, la délétion du bras long du chromosome Y (MSYq) provoque la surexpression de plusieurs centaines de gènes, dont la majorité est portée par les chromosomes sexuels, associée à des modifications de la chromatine; ceci aboutit à la production de spermatozoïdes malformés et non-fécondants, présentant notamment une compaction anormale de leur chromatine. Sly est un des cinq gènes multicopies du MSYq et l’abolition de son expression chez la souris (souris Sly-KD) a récemment démontré qu’il est à la base de la dérégulation épigénétique des chromosomes sexuels et des problèmes de compaction de la chromatine des mâles MSYq-. De plus, les mâles avec délétion partielle de MSYq ainsi que les mâles Sly-KD produisent une descendance avec un excès de femelles, ce qui suggère l’existence d’un conflit intragénomique avec Slx, un gène multicopie homologue de Sly et porté par le chromosome X. Quel rôle pour SLY pendant la spermiogenèse ? Afin de répondre à cette question nous avons étudié les gènes cibles et les partenaires de SLY. Nous avons montré que SLY interagit avec TBL1XR1, membre inhérent au complexe répressif Ncor. De plus, localisée au niveau des promoteurs de gènes exprimés dans les spermatides et liés aux chromosomes sexuels et autosomaux, SLY contrôle des gènes impliqués dans la régulation génique et chromatinienne (e.g, variants H2A et DOT1L). Nous avons également détecté une baisse significative de la marque H3K79me2 accompagnée d’une rétention anormale des histones dans les spermatozoïdes des souris Sly-KD et proposons que DOT1L, la seule H3K79 méthyltransférase identifiée à ce jour, est essentielle au remodelage de la chromatine. Quels sont les mécanismes moléculaires du conflit intragénomique entre SLY et SLX ? Des expériences de co-immunoprécipitations ont démontré que SSTY, codée comme SLY par un gène multicopies du MSYq, interagit préférentiellement avec SLX in vivo. En outre, SLX et SLY sont capables toutes deux d’interagir avec SPIN1, homologue de SSTY et capable de se lier à H3K4me3. Ces différentes interactions entre SLX/SLY et SPIN1/SSTY pourraient participer au conflit intragénomique. Par la réévaluation de plusieurs jeux de données (RNA-Seq et ChIP-Seq) nous avons démontré que la répression des chromosomes sexuels ne persiste pas au-delà de la méiose et que le conflit intragénomique entre SLY et SLX représente une pression de sélection considérable, en partie responsable du paysage épigénétique spécifique des chromosomes sexuels et de leur enrichissement en gènes multicopies exprimés après la méiose. En conclusion, nos travaux ont permis de caractériser le mode d’action de SLX/SLY et d’identifier de nouveaux facteurs impliqués dans la régulation (épi)génétique pendant la spermiogenèse qui sont conservés chez l’homme. / Sex chromosomes in mammals are globally repressed during meiosis (MSCI ) and then partially reactivated in round spermatids prior to the transcriptional activity shut down occurring in spermatozoa. Whereas the MSCI is essential for spermatogenesis, the proportion of reactivated genes and the underlying mechanisms of the sex chromosomes regulation after meiosis is still a conundrum. In mice, deletions of the long arm of the Y chromosome (MSYq-) are responsible for the overexpression of more than hundred sex chromosome genes associated with epigenetic modifications that leads to impaired sperm functions and abnormal chromatin compaction. Sly is one of the five multicopy genes present on MSYq and Sly deficiency (Sly-KD) has recently been showed to be at the basis of the gene deregulation and sperm defects obrserved in MSYq- mice. Additionally, partially deleted MSYq males and Sly-KD mice produce offspring with a sex ratio distortion in favor of females; these observations suggest a postmeiotic intragenomic conflict involving Sly and its homolog Slx, an X-linked multicopy gene. What role for SLY during spermiogenesis? In order to decipher SLY mechanisms of action, we sought to study SLY target genes and partners. We showed that SLY interacts with TBL1XR1, an inherent member of the repressive Ncor complex. Meanwhile, we found that SLY is enriched at the promoter of spermatid expressed genes encoded both by sex chromosomes and autosomes. Additionally, SLY controls genes involved in genetic and chromatin regulation (e.g, H2A variants and DOT1L). We also observed a significant reduction of H3K79me2 levels associated with abnormal histone retention in Sly-KD spermatozoa. We propose that DOT1L, the principal H3K79 methyltransferase identified to date, is essential for chromatin remodeling in spermatids. What are the molecular mechanisms involved in the ongoing intragenomic conflict between SLY and SLX? We showed by co-immunoprecipitation that SSTY, another Y-linked multicopy gene, preferentially interacts with SLX in vivo. Furthermore, both SLX and SLY interact with SPIN1, a homolog of SSTY which is able to recognize H3K4me3. The interactions between SLX/SLY and SPIN1/SSTY could be part of the intragenomic conflict. By re-evaluating several RNA-Seq and ChIP-Seq datasets we demonstrated that MSCI does not persist beyond meiosis. We proposed that the intragenomic conflict between SLY and SLX constitutes a considerable selection pressure, partly responsible for the specific epigenetic landscape of sex chromosomes and their enrichment in multicopy genes expressed after meiosis. In conclusion, our work allowed a better understanding of the mode of action of SLX/SLY and the identification of new factors involved in the (epi)genetic regulation during spermiogenesis that are conserved in humans.

Submitted by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2018-09-28T14:37:05Z No. of bitstreams: 1 Franciéle Romero Machado.pdf: 1266926 bytes, checksum: 83d41ed0777c033aeb8e5fa86ca9541c (MD5) / Approved for entry into archive by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2018-09-28T14:37:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Franciéle Romero Machado.pdf: 1266926 bytes, checksum: 83d41ed0777c033aeb8e5fa86ca9541c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-28T14:37:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franciéle Romero Machado.pdf: 1266926 bytes, checksum: 83d41ed0777c033aeb8e5fa86ca9541c (MD5) Previous issue date: 2018 / A epigenética é o estudo das mudanças hereditárias relacionadas à expressão gênica sem envolver alterações na sequência do DNA. Dentre os mecanismos epigenéticos, a deacetilação das histonas catalizada por histonas deacetilases (HDACs) reprimem a transcrição. Fatores dietéticos influenciam as histonas, sendo importante interligar obesidade e aspectos epigenéticos. A HDAC3 ainda é pouco relatada em estudos metabólicos e pode ser inibida pelo RGFP966, inibidor seletivo tipo benzamida. O objetivo do presente estudo foi investigar o papel da HDAC3 em camundongos induzidos à obesidade via dieta hiperlipídica. Trata-se de um estudo experimental conduzido com 32 camundongos C57BJ/6 adultos (n=8), onde foram administradas dieta padrão (NPD) ou dieta rica em lipídeos (HFD) por 120 dias. Durante o dia 91 ao dia 120 dia foi administrado o RGFP966 (50 mg/kg; via subcutânea) para causar a hiperacetilação. O peso corporal foi aferido semanalmente e no 120º dia os animais foram submetidos à eutanásia com pentobarbital (180 mg/kg; via intraperitoneal) e o sangue e o hipocampo foram coletados para as análises bioquímicas. Foram analisados os seguintes parâmetros sanguíneos: glicose, insulina, perfil lipídico, leptina e adiponectina. No hipocampo foram analisados: interleucina 6 (IL-6), interleucina 1 beta (IL-1β) e fator de necrose tumoral alfa (TNF-α). Os resultados do presente estudo demonstraram que a HFD aumentou o peso corporal, os níveis plasmáticos de glicose, insulina, triglicerídeos, colesterol total e lipoproteína de baixa densidade (LDL) comparado ao controle, enquanto o RGFP966 (50 mg/Kg) reduziu esses níveis. A lipoproteína de alta densidade (HDL) no plasma teve valores menores nos camundongos com HFD, contudo o uso do RGFP966 levou ao acréscimo significativo dessa lipoproteína. As interleucinas IL-6, IL-1β e TNF-α no hipocampo aumentaram significativamente no grupo com HFD comparando com o grupo NPD. Em contraste, o inibidor RGFP966 reduziu as interleucinas, atenuando o processo inflamatório causado pela HFD. Quanto aos níveis de adipocinas, a HFD aumentou drasticamente os níveis de leptina e reduziu os níveis de adiponectina no plasma. O uso do inibidor atenuou essas alterações, pois sua administração no grupo HFD evitou a redução da adiponectina e o aumento da leptina, atuando na regularização da sinalização da ingesta alimentar e homeostase energética. Constata-se que a inibição seletiva da HDAC3 pelo RGFP966 modulou as alterações no peso corporal, parâmetros bioquímicos, adipocinas no sangue e citocinas pró-inflamatórias no hipocampo mesmo com administração de HFD, evidenciando que a enzima HDAC3 está envolvida nas alterações decorrentes da obesidade. Assim, a inibição da HDAC3 pode proteger contra o ganho de peso, alterações metabólicas e inflamatórias demonstrando ser um importante alvo terapêutico para estudos relacionados à obesidade. / Epigenetics is the study of hereditary changes related to gene expression without involving changes in DNA. Among the epigenetic mechanisms, histone deacetylase-catalyzed histone deacetylation (HDACs) represses the transcription. Dietary factors influence the histones, being important to interconnect obesity and epigenetic aspects. HDAC3 is still poorly reported in metabolic studies and may be inhibited by RGFP966, a selective inhibitor of the type benzamide. The objective of present study was to investigate the role of HDAC3 in mice induced to obesity via a hyperlipid diet. This is an experimental study conducted with 32 C57BJ / 6 adult mice (n = 8), where normal pellet diet (NPD) or high fat diet (HFD) were administred for 120 days. During the day 91 to day 120 was administered the RGFP966 (50 mg/kg; subcutaneously via) to cause hyperacetylation. Body weight was measured weekly and on day 120 animals were euthanized with pentobarbital (180 mg/kg; intraperitoneal via) and the blood and the hippocampus were collected for biochemical analysis. The following blood parameters were analyzed: glucose, insulin, lipid profile, leptin and adiponectin. In the hippocampus were analyzed: interleukin 6 (IL-6), interleukin 1 beta (IL-1β) and tumor necrosis factor alpha (TNF-α). The results of the present study demonstrated that HFD increased body weight, plasma glucose, insulin, triglycerides, total cholesterol and low density lipoprotein (LDL) levels compared to control, while RGFP966 (50 mg / kg) reduced these levels. Plasma high densitiy lipoprotein (HDL) had lower values in HFD mice, however the use of RGFP966 led to a significant increase of this lipoprotein. The interleukins IL-6, IL-1β and TNF-α in the hippocampus increased significantly in the HFD group compared to the NPD group. In contrast, the inhibitor RGFP966 reduced interleukins, attenuating the inflammatory process caused by HFD. As for adipokine levels, HFD dramatically increased leptin levels and reduced plasma adiponectin levels. The use of the inhibitor attenuated these changes, since its administration in the HFD group avoided the reduction of adiponectin and the increase of leptin, acting in the regularization of food intake signaling and energetic homeostasis. It was found that the selective inhibition of HDAC3 by RGFP966 modulated changes in body weight, biochemical parameters, blood adipokines and proinflammatory cytokines in the hippocampus even with HFD administration, evidencing that the HDAC3 enzyme is involved in the alterations resulting to obesity. Thus, the inhibition of HDAC3 may protect against weight gain, metabolic and inflammatory changes proving to be an important therapeutic target for studies related to obesity.

Parcela considerável de pacientes com distúrbios de crescimento não têm a causa de seus quadros clínicos estabelecida, incluindo aproximadamente 50% dos pacientes com diagnóstico clínico de síndrome de Silver−Russell (SRS) e 10-20% dos pacientes com síndrome de Beckwith-Wiedemann (BWS). O objetivo deste estudo foi investigar as causas genéticas e epigenéticas de distúrbios de crescimento, de etiologia desconhecida, numa contribuição para o entendimento de mecanismos que regulam o crescimento. O estudo compreendeu: (1) a investigação de microdesequilíbrios cromossômicos, por aCGH; (2) a análise do perfil de expressão alelo-específica de genes sujeitos a imprinting (IG), por pirossequenciamento (PSQ) ou sequenciamento de Sanger; (3) a investigação do padrão de metilação global em pacientes com restrição de crescimento, utilizando microarray de metilação. A casuística constituiu-se de 41 pacientes não aparentados, com distúrbios de crescimento, de etiologia desconhecida: (1) 25, com hipótese diagnóstica de SRS; (2) seis, com restrição de crescimento intrauterino e peso ao nascimento abaixo do 10º percentil, associados a outros sinais clínicos; (3) sete, com hipótese diagnóstica de BWS; e (4) três, com macrossomia pré-natal ou pós-natal, associada a outros sinais. A investigação de microdesequilíbrios cromossômicos foi realizada em 40 pacientes. Foram detectadas 58 variantes raras em 30/40 pacientes (75%): 40 foram consideradas provavelmente benignas (18 pacientes, 45%), 12, com efeito patogênico desconhecido (11 pacientes, 27,5%), duas, provavelmente patogênicas (um paciente, 2,5%) e quatro, patogênicas (três pacientes, 7,5%). Essas frequências são comparáveis àquelas descritas em estudos que investigaram CNV em grupos de pacientes com distúrbios de crescimento e outras alterações congênitas, incluindo SRS, e mostram a importância da investigação de microdesequilíbrios cromossômicos nesses pacientes. A diversidade dos microdesequilíbrios cromossômicos identificados é reflexo da heterogeneidade clínica das casuísticas. Neste estudo, muitos dos pacientes com hipótese diagnóstica de SRS e BWS apresentavam sinais clínicos atípicos, explicando a ausência neles das alterações (epi)genéticas que causam essas síndromes. A identificação de CNV características de outras síndromes reflete a sobreposição de sinais clínicos com BWS e SRS. A análise do perfil de expressão alelo-específica de IG foi realizada em um subgrupo de 18 pacientes com restrição de crescimento. Trinta IG com função em proliferação celular, crescimento fetal ou neurodesenvolvimento foram inicialmente selecionados. Após seleção de SNP transcritos com alta frequência na população, genotipagem de pacientes, genitores e indivíduos controle, determinação da expressão dos IG em sangue periférico e seu padrão de expressão (mono ou bialélico), 13 IG, expressos no sangue, tiveram a expressão alelo-específica avaliada, sete deles por PSQ e seis por sequenciamento de Sanger. Alterações no perfil de expressão de dois genes, de expressão normalmente paterna, foram detectadas em 4/18 pacientes (22%). Este estudo é o primeiro a utilizar pirossequenciamento e sequenciamento de Sanger na avaliação do perfil de expressão alelo-específica de IG, em pacientes com restrição de crescimento. Apesar de terem limitações, ambas as técnicas mostraram-se robustas e revelaram alterações de expressão alélica interessantes; entretanto, a relação dessas alterações com o quadro clínico dos pacientes permanece por esclarecer. A investigação da metilação global do DNA foi realizada em subgrupo de 21 pacientes com restrição de crescimento e em 24 indivíduos controle. Dois tipos de análise foram realizados: (1) análise diferencial de grupo e (2) análise diferencial individual. Na primeira análise, em que foi comparado o padrão de metilação do grupo de pacientes com quadro clínico sugestivo de SRS (n=16) com o do grupo controle (n=24), não houve indicação de hipo ou hipermetilação global no grupo SRS. Na segunda análise, foi comparado o padrão de metilação de cada um dos 21 pacientes com restrição de crescimento e dos 24 indivíduos controle, com o padrão de metilação do grupo controle. O número médio de CpG hipermetilados e de segmentos diferencialmente metilados (SDM) foi significativamente maior nos pacientes. Foram identificados 82 SDM hipermetilados, estando 57 associados a gene(s) (69,5%), em 16 pacientes, e 51 SDM hipometilados, 41 deles associados a gene(s) (80,4%), em 10 pacientes. A análise de ontologia genética dos 61 genes associados aos SDM hipo ou hipermetilados nos pacientes destacou genes que atuam no desenvolvimento e na morfogênese do sistema esquelético e de órgãos fetais, e na regulação da transcrição gênica e de processos metabólicos. Alterações de metilação em genes que atuam em processos de proliferação e diferenciação celulares e crescimento foram identificadas em 9/20 dos pacientes (45%), sugerindo implicação clínica. Não foi detectada alteração epigenética comum aos pacientes com diagnóstico clínico de SRS, explicável provavelmente pela heterogeneidade clínica. A investigação de metilação global, utilizando microarray, produziu novos dados que podem contribuir para a compreensão de mecanismos moleculares que influenciam o crescimento pré- e pós-natal. Na translocação aparentemente equilibrada - t(5;6)(q35.2;p22.3)dn, detectada em paciente com suspeita clínica de SRS, a interrupção de um gene, pela quebra no cromossomo 6, pode ser a causa do quadro clínico; alternativamente, a translocação pode ter impactado a regulação de genes de desenvolvimento localizados próximos aos pontos de quebra. A análise de expressão em sangue periférico mostrou que os níveis de cDNA do gene, interrompido pelo ponto de quebra da translocação, estavam reduzidos à metade. Além de sinais típicos da SRS, a paciente apresentava algumas características clínicas sugestivas de displasia cleidocraniana. Assim, a translocação t(5;6) pode ter alterado a interação de genes de desenvolvimento e seus elementos reguladores, levando à desregulação de sua expressão espaço-temporal, e resultando num fenótipo atípico, com características sobrepostas de mais de uma síndrome genética / A large number of patients with growth disorders do not have the cause of their clinical phenotype established, including about 50% of patients with Silver-Russell syndrome (SRS), and 10-20% of patients with Beckwith-Wiedemann syndrome (BWS). The aim of this study was to investigate the (epi)genetic causes of growth disorders of unknown etiology, in a contribution to the understanding of growth regulation. The study included: (1) the investigation of submicroscopic chromosomal imbalances, by aCGH, (2) the analysis of the allele-specific expression profile of imprinted genes (IG), by pyrosequencing (PSQ) or Sanger sequencing, in patients with growth restriction; (3) the investigation of global methylation pattern in patients with growth restriction, using methylation microarray. The cohort consisted of 41 unrelated patients with growth disorders: (1) 25, with the diagnostic hypothesis of SRS; (2) six, with intrauterine growth restriction and birth weight below the 10th centile, associated with other clinical signs; (3) seven, with the diagnostic hypothesis of BWS; and (4) three, with prenatal or postnatal macrosomia, associated with other clinical signs. Chromosomal microdeletions and microduplications were investigated in 40 patients. Fifty-eight rare variants were detected in 30/40 patients (75%): 40 were considered likely benign (18 patients, 45%), 12, of unknown pathogenic significance (11 patients, 27.5%), two, likely pathogenic (one patient, 2.5%), and four, pathogenic (three patients, 7.5%). These frequencies are similar to those described in studies investigating CNVs in groups of patients with growth disorders and other congenital abnormalities, including SRS, and show the importance of investigating chromosomal microimbalances in these patients. The diversity of CNVs identified can be attributed to the clinical heterogeneity of these cohorts. In this study, many of the patients, with the diagnostic hypothesis of SRS or BWS, had atypical clinical signs, thus explaining the absence of specific SRS/BWS (epi)genetic mutations. The identification of CNVs, known to be causative of other syndromes, reflected the overlapping of some of their clinical features with those of SRS and BWS. The analysis of IG allele-specific expression profile was performed in a subgroup of 18 patients with growth restriction. Thirty IGs were initially selected, based on their association with cell proliferation, fetal growth or neurodevelopment. Transcribed SNPs with high frequency in the general population were selected for the genotyping of patients, parents and control subjects, determination of IG expression in peripheral blood, and of the monoallelic or biallelic expression pattern. The allele-specific expression of 13 IGs expressed in blood was then investigated in patients (seven of them by PSQ and six by Sanger sequencing). Expression alterations of two normally paternally expressed genes were detected in 4/18 patients (22%). This study is the first to use pyrosequencing and Sanger sequencing in the evaluation of IG allele-specific expression profile, in patients with growth restriction. Despite the limitations, both techniques have proved to be robust, and revealed interesting alterations in allelic expression; however, the causal relationship of these alterations with the clinical phenotypes remained unclear. The investigation of the global DNA methylation was performed in a subgroup of 21 patients with growth restriction, and in 24 control subjects. Two types of analysis were performed: (1) group differential analysis, and (2) individual differential analysis. In the first analysis, the methylation pattern obtained for the group of patients with the diagnostic hypothesis of SRS (n=16) was compared to that of the control group (n=24); no bias towards DNA hypo or hypermethylation was detected in the SRS group. In the second analysis, the methylation patterns of each of the 21 patients with growth restriction, and each of the 24 control subjects were compared to the methylation pattern of the control group. The average numbers of hypermethylated CpGs and of differentially methylated segments (DMSs) were significantly higher in the patients. In total, 82 hypermethylated DMSs - 57 associated with gene(s) (69.5%), in 16 patients, and 51 hypomethylated DMSs - 41 associated with gene(s) (80.4%), in 10 patients, were identified. Gene ontology analysis of the 61 DMS-associated genes highlighted genes involved in development and morphogenesis of the skeletal system and fetal organs, and also in the regulation of gene transcription and metabolic processes. Methylation changes in genes involved with cellular proliferation and differentiation, and growth were identified in 9/20 patients (45%), suggesting clinical implications; an epigenetic mutation common to SRS patients was not detected, likely due to the clinical heterogeneity of the cohort. The data generated by this global methylation analysis, using microarray, might contribute to the understanding of molecular mechanisms in growth restriction. In an apparently balanced translocation -t(5;6)(q35.2;p22.3)dn, detected in a patient with the diagnostic hypothesis of SRS, a gene found to be disrupted by the chromosome 6 breakpoint might explain the phenotype; alternatively, the translocation might have impacted the regulation of developmental genes in the vicinity of breakpoints. Expression analysis showed a significant decrease in the disrupted gene cDNA levels in the patient\'s blood cells, as expected. In addition to the SRS typical signs, the patient presented clinical features suggestive of cleidocranial dysplasia. Thus, the translocation t(5;6) might have altered the interaction of developmental genes and regulatory elements, leading to misregulation of spatiotemporal gene expression, thus resulting in an atypical phenotype, with overlapping features of more than one genetic syndrome

O câncer de mama representa problema mundial de saúde pública e a causa mais frequente de morte por câncer entre as mulheres. A identificação de agentes moduladores de marcas epigenéticas, tais como metilação global do DNA e modificações pós-tradução em histonas, compreende alternativa promissora para estabelecimento de estratégias de controle da carcinogênese mamária. Dentre os nutrientes, o elemento traço essencial selênio (Se) pode ser destacado como agente dietético com potencial anti-câncer de mama e que poderia atuar modulando processos epigenéticos. Entretanto seus mecanismos de ação são pouco elucidados. Este estudo objetivou, assim, identificar efeitos do tratamento com selênio no crescimento e marcas epigenéticas de células de adenocarcinoma mamário humano MCF-7. Células MCF-7, positivas para o receptor de estrógeno, foram tratadas com ácido metilselenínico (MSA) ou selenito de sódio (ST) por diferentes tempos e em diferentes concentrações. Foram avaliados: padrão de proliferação (ensaio cristal violeta) e viabilidade celular (método de exclusão azul de tripan); integridade de membrana plasmática (citometria de fluxo); níveis de fragmentação do DNA (citometria de fluxo), distribuição das fases do ciclo celular (citometria de fluxo); apoptose (citometria de fluxo/ marcação dupla com Anexina V - Iodeto de propídio); níveis de lisina 9 acetilada (H3K9ac) e trimetilada (H3K9me3) em histona H3; níveis de lisina 16 acetilada (H4K16ac) em histona H4 (Western blot); padrão de metilação global do DNA (HPLC-DAD); expressão de gene supressor de tumor (RASSF1a; qPCR) e padrão de metilação da região promotora (RASSF1a e RAR&#946;; MS-PCR); expressão da enzima DNA metilstransferase 1 (DNMT1) (Western Blotting). Comparado ao grupo controle de células não tratadas (GC), ambos os tratamentos com MSA ou ST inibiram a proliferação e viabilidade de células MCF-7 de forma dose e tempo dependente. Ambas as formas químicas de Se induziram a parada do ciclo celular, aumentando (p< 0,05) a proporção de células na fase G2/M e reduzindo (p< 0,05) a proporção daquelas nas fases G0/G1 e S. Os tratamentos com MSA favoreceram a morte celular por apoptose, que foi associada com nível de fragmentação de DNA aumentado (p< 0,05), e reduzida ruptura da membrana plasmática associada com a exposição aumentada (p< 0,05) de fostadilserina. Por outro lado, o ST aumentou (p< 0,05) a fragmentação do DNA e (p< 0,05) a positividade ao iodeto de propídio associado à indução de necrose (p< 0,05). Dentre os mecanismos epigenéticos investigados, 1,6&#181;M e 2&#181;M reduziram a acetilação de H3K9ac (72h; p< 0,05) e aumentaram a de H4K16ac (96h; p< 0,05). O tratamento por 96h com 2&#181;M de MSA reduziu (p< 0,05) a metilação de H3K9me3. Ambos MSA e ST não alteraram o padrão de metilação global do DNA, mas reduziram a expressão de DNMT1, após 96h com 2&#181;M de MSA (p< 0,001; 88%) e após 120h com 10&#181;M de ST (p< 0,001; 96%). ST, mas não o MSA, aumentou (p< 0,05; 45%) a expressão do gene RASSF1a. Em ambos os grupos tratados com MSA ou ST, bem como no GC, a região promotora dos genes RASSF1a e RAR estavam predominantemente metiladas. Estes resultados fornecem evidências de que as ações anti-câncer de mama de compostos do selênio dependem de sua forma química. Além disso, a modulação de processos epigenéticos parecem ser relevantes para as ações inibitórias do MSA em células de câncer de mama. / Breast cancer is a global public health problem and the most frequent cause of cancer death among women. The identification of agents able to modulate epigenetic marks, such as global DNA methylation and histone post-translational modifications, comprises promising alternative for establishing control strategies on mammary carcinogenesis. Among the nutrients, the essential trace element selenium (Se) can be highlighted as a dietary agent with potential anti-breast cancer and could act by modulating epigenetic processes. However its mechanisms of action are poorly understood. This study aimed, therefore, to identify the effects of selenium treatment on growth and epigenetic marks of MCF-7 human breast adenocarcinoma cells. MCF-7 cells, positive for estrogen receptor, were treated with methylseleninic acid (MSA) or sodium selenite (ST) for different times and in different concentrations. Evaluated parameters included: cell proliferation (crystal violet assay) and cell viability (trypan blue exclusion assay); plasma membrane integrity (flow cytometry); levels of DNA fragmentation (flow cytometry), apoptosis (flow cytometry - double labeling with Annexin V - propidium iodide); distribution of cell cycle phases (flow cytometry); acetylated (H3K9ac) and trimethylated (H3K9me3) lysine 9 levels on histone H3; acetylated (H4K16ac) lysine 16 level on histone H4 (Western blot); global DNA methylation (HPLC-DAD); tumor suppressor gene expression (RASSF1a; qPCR) and promoter methylation (RASSF1a, RAR&#946;; MS-PCR); DNA methyltransferase 1 (DNMT1) expression (Western blot). Compared to untreated cells (controls), both MSA and ST inhibited (p< 0.05) MCF-7 cell proliferation and viability in a dose- and time-dependent manner. Treatments with MSA favored cell death by apoptosis, that was associated with increased (p< 0.05) DNA fragmentation level, reduced plasma membrane rupture associated with high (p< 0.05) phosphatidylserine exposure. On the other hand, ST increased (p< 0.05) DNA fragmentation, enhanced (p< 0.05) propidium iodide positivity associated to necrosis induction (p< 0,05). Both chemical forms of Se induced nduced cell cycle arrest, increasing (p< 0.05) the proportion of cells in G2/M phase and reducing (p< 0.05) the proportion of those in G0/G1 and S phases. Among the epigenetic mechanisms investigated, 1.6&#181;M and 2&#181;M of MSA reduced acetylation of H3K9ac (72h, p< 0.05) and increased the H4K16ac (96h, p< 0.05). The treatment for 96h with 2&#181;M of MSA reduced (p< 0.05) the H3K9me3 methylation. Neither MSA nor ST altered (p> 0.05) global DNA methylation, while both compounds reduced (p< 0.05) DNMT1 protein expression, after 96h with 2&#181;M of MSA (p< 0.001; 88%) and after 120h with 10&#181;m of ST (p< 0.001; 94%). ST, but not MSA, increased (p< 0.05; 45%) RASSF1a gene expression. In control and Se-treated cells promoter regions of RASSF1a and RAR&#946; were predominantly methylated. These results provide evidence that the anti-breast cancer actions of selenium compounds depend on its chemical form. Additionally, modulation of epigenetic processes seems to represent a relevant feature of MSA inhibitory effects in breast cancer cells.

Introdução: Leiomiomas uterinos ou miomas são tumores benignos que se desenvolvem no miométrio e acometem cerca de 50% da população feminina. Têm como principais sintomas, sangramento excessivo e dor pélvica inespecífica. Convencionalmente o estrogênio é considerado o responsável pelo início da proliferação tumoral, mas recentes evidências clínicas e bioquímicas sugerem que a progesterona apresenta um papel importante no desenvolvimento desses tumores. Além disso, mecanismos epigenéticos parecem estar envolvidos na etiologia dos leiomiomas uterinos, como a metilação de DNA e acetilação de histonas. Somente nos EUA são realizadas 240 mil histerectomias/ano para tratar essa doença sendo considerado um problema de saúde pública. Frente a esses dados é imprescindível o entendimento dos mecanismos moleculares envolvidos no desenvolvimento desses tumores e a busca de tratamentos menos invasivos. A mifepristona (RU 486), um modulador seletivo dos receptores de progesterona e glicocorticoides, é capaz de diminuir o tamanho dos tumores e amenizar os sintomas associados. Objetivos: verificar se (1) nos tecidos de leiomiomas uterinos e miométrio, os mecanismos epigenéticos como a metilação global do DNA e a acetilação de histonas estão alterados (2) se em cultura primária de leiomioma uterino e miométrio o tratamento com estradiol e progesterona é capaz de modular a expressão gênica dos receptores de progesterona total e B, assim como a atividade das enzimas histona acetiltransferase e desacetilase, e (3) se a mifepristona (RU 486) é capaz de modular diretamente a expressão gênica dos receptores de progesterona total e B após tratamento com os hormônios estradiol e progesterona. Métodos: para análise de metilação global do DNA e acetilação de histonas foram utilizadas 25 amostras teciduais para cada grupo de leiomioma uterino e miométrio oriundos de pacientes submetidas à histerectomia no Hospital de Clínicas de Porto Alegre. A metilação global do DNA e a atividade da enzima histona acetiltransferase foram dosadas pelo método de ELISA e a enzima histona desacetilase por detecção fluorimétrica. Para verificar o efeito dos hormônios sexuais ovarianos e o efeito da mifepristona (RU 486) sobre a expressão gênica dos receptores de progesterona total e B foram realizadas 7 culturas primárias de leiomiomas uterinos e miométrio. Resultados: (1) Foram observadas hipermetilação (P = 0,022) e hipoacetilação (P = 0,04) em leiomiomas uterinos quando comparado ao miométrio. Não houve diferença estatística entre estes tecidos em relação à atividade da histona acetiltransferase. (2) Houve aumento da expressão gênica do receptor de progesterona total em cultura primária de leiomioma uterino quando tratado com estradiol (P = 0,028) e o receptor de progesterona B teve sua expressão aumentada quando tratado com estradiol, progesterona e estradiol + progesterona (P = 0,001). (3) O tratamento com mifepristona (RU 486) na dose de 10-6M não foi capaz de diminuir a expressão gênica dos receptores de progesterona total e B em células de leiomiomas uterinos e miométrio. A atividade da enzima histona desacetilase foi maior nas células de leiomioma uterino quando tratadas com estradiol (P = 0,034) e estradiol + progesterona + RU 486 (P = 0,001) quando comparado às células de miométrio, já a atividade da enzima histona acetiltransferase não foi detectada, devido a sua baixa quantidade. Conclusão: Nesse estudo foi observado uma hipermetilação e hipoacetilação nos tecidos de leiomiomas uterinos. Esses resultados sugerem que mecanismos epigenéticos podem estar contribuindo para a diminuição transcricional de genes relacionados ao funcionamento normal do miométrio e, com isso, colaborando para o crescimento desses tumores. Além disso, nossos resultados sugerem que estradiol e progesterona são capazes de modular a expressão gênica dos receptores de progesterona total e B e o medicamento RU 486 na dose de 10-6M não foi capaz de diminuir diretamente a expressão desses receptores. / Introduction: Uterine leiomyoma, also known as fibroids, is a smooth muscle cell tumor, and is clinically apparent in up to 50% of reproductive-age women. Clinical symptoms include abnormal uterine bleeding and pelvic pain. Estrogen has been considered a primary growth promoter of uterine leiomyoma, however clinical and biochemical evidence has suggested that progesterone plays a critical role in the development of these tumors. Furthermore, epigenetic modifications may be involved with etiology of theses tumors, through DNA methylation and histone acetylation. In the United States, 240.000 hysterectomies/year are performed to treat uterine leiomyomas which is being considered to be a public public health problem. The understanding of molecular mechanisms involved in the development of uterine leiomyoma may provide not only opportunities for a diagnostic, but also generation of novel therapeutic approaches. The mifepristone (RU 486), a synthetic steroid that has affinity for progesterone and glucocorticoid receptors has been reported to induce regression of uterine leiomyoma and reduce the symptoms. Objective: verify if (1) DNA global methylation and histone acetylation patterns are altered in uterine leiomioma tissue compared with myometrium; (2) the treatment with estradiol and progesterone are able to modulated de gene expression of total and B progesterone receptors and histone acetylation patterns in primary culture of uterine leiomyoma cells and myometrium as well as (3) the mifepristone (RU 486) are able to modulate the gene expression of total and B progesterone receptors after the treatment with ovarian steroids hormones. Methods: DNA global methylation and histone acetylation patterns were analyzed in 25 tissue samples from uterine leiomioma and myometrium. The DNA global methylation and the activity of histone acetyltransferase were performed using ELISA method. In order to evaluate histone deacetylase activity fluorimetric detection was used. To verify the effect of estradiol and progesterone on total and B progesterone receptors gene expression, as well as the influence of RU486 on this parameters, seven cultured cells from uterine leiomyoma and myometrium cells were performed. Results: (1) Hypermethylation (p = 0.022) and hypoacetylation (p = 0.04) in uterine leiomioma tissues compared with myometrium were observed. There was no statistic difference between these tissues in histone acetyltransferase activity. (2) We observed increased gene expression of total progesterone receptor in culture cells of uterine leiomyoma when treated with estradiol (p = 0.028). There was an increase of B progesterone receptor mRNA when treated with hormones, estradiol and progesterone (p = 0.001). The treatment with RU 486 was not able to modulate progesterone receptors. The histone desacetilase activity was elevated in uterine leiomyoma cells when treated with estradiol (p = 0.034) and estradiol + progesterone + RU 486 (p = 0.001). The histone acetyltransferase activity was barely detectable. Conclusion: In our study we found hypermethylation and hypoacetylation in uterine leiomyoma tissues suggesting that this process may lead to a decreased transcriptional activity of important genes associated with normal myometrium function contributing to the development of these tumors. Furthermore, our results suggest that ovarian steroids hormones increase progesterone receptors expression, being mifepristone (RU 486) at dose of 10-6M unable to decrease total and B progesterone receptors in uterine leiomyoma cells.

Les ARNnc sont impliqués dans la régulation de l’expression de gènes chez les Procaryotes, les Archées et les Eucaryotes. Cette régulation peut être effectuée au niveau transcriptionnel ou post-transcriptionnel. Elle fait parfois intervenir des modifications des histones comme la méthylation ou l’acétylation. J’ai étudié le gène TIR1 dont l’expression est fortement réduite lorsqu’un ARNnc codant antisens nommé TIR1axut est stabilisé. J’ai montré que cette régulation est dépendante de l’histone déacétylase Hda1. De plus, j’ai montré que l’acétylation de H3K14 et H3K18 ne sont pas directement impliquées dans la régulation de TIR1 mais qu’un résidu polaire est nécessaire pour la répression de TIR1 en présence de l’ARNnc antisens. En outre, j’ai mis en évidence que la répression de TIR1 par son XUT est en parti post-transcriptionnel, mais ne fait pas varier la stabilité de l’ARNm. Finalement, j’ai tenté en vain de comprendre le ciblage de l’activité histone déacétylase de Hda1 le long de TIR1 en cherchant la présence d’hybride ARN/ADN grâce à un anticorps reconnaissant ce type de structure. / NcRNAs are involved in gene regulation in Prokaryotes, Eukaryotes and Archaea. This regulation could be transcriptional or post-transcriptional. Histone modifications could be involved such as methylation or acetylation. I studied TIR1 gene whose expression is highly reduced when an antisense ncRNA called TIR1axut is stabilized. I showed that this regulation is Hda1-dependant. In addition to that, I showed that H3K14ac and H3K18ac are not directly responsible for TIR1 repression but a polar residue is required for a proper silencing of TIR1 in a XUT depending manner. Moreover, I showed that TIR1 repression is due to a post-transcriptional effect but does not affect mRNA stability. Finally, I tried in vain to understand Hda1 targeting on TIR1 searching for RNA/DNA hybrids using an antibody that recognizes such structures.

La régulation de la télomérase s’effectue à de nombreux niveaux dont la transcription de la sous-Unité catalytique (hTERT). Les travaux du laboratoire effectués sur les cellules NB4, modèle de Leucémie Aiguë Promyélocytaire (LAP), ont montré que l'acide rétinoïque tout-Trans (ATRA) réprime la transcription de hTERT. Cette répression peut être associée à la différenciation (cas des cellules NB4) ou en être dissociée conduisant à la mort des cellules (cas des cellules NB4-LR1 résistantes à la maturation induite par l’ATRA). A partir de la lignée NB4-LR1 a été sélectionnée la lignée NB4-LR1SFD résistante à cette mort cellulaire du fait de la ré-Expression de hTERT même en présence d’ATRA. Cependant cette résistance à la répression de hTERT peut être levée par le co-Traitement ATRA et trioxide d’Arsenic (As2O3) qui conduit à la mort des cellules. Il s'agit donc d'une propriété nouvelle de cette lignée dont le mécanisme reste à élucider.Les résultats obtenus par le laboratoire suggèrent l'importance du statut de méthylation de l’ADN du promoteur de hTERT jusque là peu explorée qui pourrait rendre compte de la résistance à la répression de hTERT. Mon projet a pour objectif de valider cette hypothèse en tirant profit de la diversité des réponses biologiques (différenciation, prolifération, mort cellulaire et expression de hTERT) des variants cellulaires du modèle NB4. Une coopération entre le statut épigénétique (méthylation de l’ADN et modification des histones) du promoteur de hTERT et la fixation de facteurs activateurs et/ou répresseurs sera étudiée. Le statut de méthylation du promoteur de hTERT sur une région allant de -2500pb à +1000pb par rapport au site d’initiation de la transcription a été étudié par la technique de séquençage (Illumina) après traitement des cellules NB4-LR1SFD par l’ATRA seul ou en combinaison avec As2O3. Le résultat obtenu à ce jour montre une hypométhylation d’une région limitée du domaine distal (de -1300pb à -800pb) du promoteur de hTERT associée à la répression de hTERT dans les cellules traitées par la combinaison ATRA+ As2O3 par rapport aux traitements seuls par ATRA ou As2O3. Ceci renforce l’importance du statut de méthylation de cette région du promoteur dans la régulation de l’expression de hTERT. Ce co-Traitement induit également une diminution de l’expression protéique de cMyc et WT1, et aussi de l’ADN methyltransférase 1 (DNMT1) suggérant un rôle de cette enzyme dans le maintien de la méthylation de cette région du promoteur de hTERT. Dans le but d’évaluer le rôle de c-Myc dans la régulation de hTERT, nous avons montré qu’un analogue de l’AMPc, le 8-CPT-CAMP, induisait une dégradation (en partie protéasome dépendant) de la protéine c-Myc dès 6h de traitement dans la lignée résistante NB4-LR1SFD et non la lignée parentale NB4. La lignée NB4-LR1SFD est caractérisée par un déficit en sous unité régulatrice PKA RII. Spécifique knock-Down de PKA RII et l’utilisation d’agonistes et d’antagonistes spécifiques de PKAI a montré : 1) PKAI et PKAII ont des rôles différents sur la stabilité de la protéine c-Myc; 2) le rapport PKAI/PKAII déterminait la stabilité de c-Myc suite à l’activation de la signalisation PKA. Ces résultats suggèrent un rôle possible de PKA comme régulatrice de expression de hTERT via son implication dans le maintien de la stabilité de la protéine c-Myc. / The regulation of telomerase occurs at various levels, including the transcriptional regulation of hTERT. Previous results in our laboratory from acute promyolocytic leukemia cell model NB4, have shown that all-Trans retinoid acid (ATRA) repress the transcription of hTERT. This repression can be associated with differentiation (in the case of NB4 cells), or be dissociated with differentiation and triggers cellular death (the case of maturation resistant NB4-LR1 cells). Another variant NB4-LR1SFD cells were isolated from NB4-LR1 cells with continuous presence of ATRA and were resistant to the cellular death induced by ATRA. In fact, this resistance is related to the re-Expression of hTERT in presence of ATRA. However, this resistance can be overcome by combination of ATRA and AS2O3 and triggers cellular death.The results obtained in our laboratory suggested the importance of the DNA methylation status in the promoter region of hTERT and could be the one mechanism of the resistance to the repression of hTERT induced by ATRA. My project is by taking the diversity of biological response of the NB4 cells variants to validate the hypothesis. And the cooperation between epigenetic modifications and the binding of transcriptional factors will be equally studied.The DNA methylation status in the promoter region of hTERT from -2500bp to +1000bp has been analyzed with the sequencing technique (illumina) in NB4-LR1SFD treated by ATRA alone or in combination with AS2O3. The results showed a distal hypomethylated region from -1300bp to -800bp associated with the repression of hTERT by the co-Treatment of ATRA and AS2O3 compared with the treatment by ATRA or AS2O3 alone. This result strengthens the importance of methylation status in this region in the regulation of hTERT. The co-Treatment induces also a diminution in protein expression of cMyc, WT1 and DNA methyltransferase 1 (DNMT 1), suggesting this enzyme may play a role in the maintenance of methylation level in this region.In order to evaluate the role of cMyc in the regulation of hTERT, we have shown that an analog de cAMP, 8-CPT-CAMP, induces degradation (partly proteasome-Dependent) of c-Myc protein since 6h in NB4-LR1SFD cells but not in NB4 cells. NB4-LR1SFD cells are characterized by a defect of the PKA regulatory subunit II. Specific knockdown of PKA RII and utilizations of agonists and antagonists of PKA I have shown that: 1) PKA I and PKA II have distinct functional roles on the steady-State of c-Myc protein. 2) The ratio of PKA I/PKA II determines the stability of c-Myc protein with the activation of PKA signalization. These results suggest a possible role of PKA in the regulation of hTERT expression through its modulation on the stability of c-Myc.

O câncer de mama é um importante problema de saúde pública, sendo o mais frequente em mulheres no mundo. A alimentação influencia diretamente o desenvolvimento do câncer de mama. Assim, por exemplo, dietas ricas em ácidos graxos poliinsaturados ômega 3 (AGPI &#969;-3), flavonóides, vitaminas A e E, bem como em minerais, incluindo selênio e zinco, têm sido associadas a redução de risco desta neoplasia. Neste contexto, zinco tem-se destacado por regular mecanismos celulares e moleculares como reparo de DNA, controle de ciclo celular e controle de fatores transcricionais. Uma hipótese pouco descrita na literatura, ainda que biologicamente plausível, aponta a origem do câncer de mama já na vida intrauterina, período em que a glândula mamária estaria mais suscetível à influência da alimentação e níveis hormonais maternos. A dieta materna no período gestacional parece ter importante influência na modulação do ambiente intrauterino e, consequentemente, na programação do risco de desenvolvimento do câncer de mama na progênie. Assim, fatores dietéticos e níveis hormonais poderiam induzir modificações na morfologia da glândula mamária durante as fases iniciais do desenvolvimento, alterando, assim, o risco para o desenvolvimento do câncer de mama. Do ponto de vista molecular, a modulação inadequada do epigenoma no início da vida pode ter implicações para os descendentes ao longo da vida, modificando a suscetibilidade ao risco de doenças crônicas não transmissíveis, incluindo o câncer de mama. Sugere-se que a exposição, durante o período fetal, ao zinco parece também modular a suscetibilidade ao desenvolvimento de doenças crônicas não transmissíveis. Dessa forma, propôs-se avaliar se o zinco representa fator dietético que modula o risco de câncer de mama já no início da vida. Camundongos fêmeas C57BL/6 foram expostas, durante a gestação, a dieta controle (AIN-93G; grupo CO); dieta deficiente em zinco (8 ppm; grupo ZND) e dieta suplementada com zinco (45 ppm; grupo ZnS). Neoplasias mamárias foram induzidas na prole feminina com 6 semanas de idade com a administração subcutânea de 15 mg de medroxiprogesterona, seguida pela administração oral de 1 mg 7,12-dimetilbenz [a] antraceno uma vez por semana durante 4 semanas. As glândulas mamarias da prole feminina com 7 semanas de idade não iniciadas, de todos os grupos, foram usadas para análise morfológica, proliferação celular, apoptose e análise molecular. Em relação a prole feminina do grupo CO, a do ZnS apresentou aumento (p<0,05) da incidência final de neoplasias mamária, proliferação celular (Ki67) e apoptose. A expressão da proteína p21 foi maior (p=0,06) no grupo ZnS em relação ao grupo CO. Em relação a prole do grupo ZnD, ZnS apresentou maior (p<0,05) nível de expressão da proteína p53. Sem diferença (p>0,05) em relação a estas variáveis entre o grupo CO e ZnD. Em relação a prole femina do grupo CO, ZnS apresentou aumento (p=0,08) marginal da expressão dos genes RASSF1 e STAT3. Em relação a prole feminina do grupo ZnD, ZnS apresentou maior (p=0,02) expressão de ZPF382. H3K9me3 e H4K20me3 foram regulados positivamente (p<0,05) na glândula mamária da prole feminina do grupo ZnD em relação aos grupos CO e ZnS. A suplementação com zinco, mas não a deficiência, no início de vida foi associado com aumento da susceptibilidade de câncer de mama na vida adulta. / Breast cancer is an important public health problem, representing the main cause of women death worldwide. Dietetic factors, such as omega-3 fatty-acids, flavonoids, vitamins A and E, and micronutrients have been associated with the reduction of breast cancer risk. Zinc is a micronutrient of remarkable importance for health, essential for several cellular mechanisms, which may influence the development of breast cancer through epigenetic mechanisms, among others. A hypothesis not frequently addressed in the literature, although biologically plausible, considers the fetal origin of breast cancer, a developmental stage in which the mammary gland would be more sensitive to the influence of maternal diet and hormone levels. The maternal diet during pregnancy seems to have significant influence in the modulation of the intrauterine environment and, consequently, in programming the risk of development of breast cancer in offspring through the induction of morphological and molecular changes. The inadequate modulation of the epigenome in early life may have implications for the offspring throughout life, modulating the susceptibility to the risk of chronic diseases, including breast cancer. The exposure during the fetal period, to zinc, seems also to modulate the susceptibility to the development of chronic diseases, such as cardiovascular diseases and renal dysfunctions. Thereby, it would be interesting to evaluate the effects of zinc deficiency or supplementation in maternal diet during pregnancy period in the susceptibility of breast cancer in offspring. In this context, we propose to evaluate if zinc is a dietary factor that may modify the risk of breast cancer during early life, by modulation of morphological, molecular and epigenetic events. C57BL/6 female mice consumed during pregnancy control diet (AIN-93G; CO group); zinc-deficient diet (8 ppm; ZnD group) and zinc-supplemented diet (45 ppm; ZnS group). Mammary tumors were induced by subcutaneous administration of 15mg of medroxyprogesterone to 6-week-old female offspring, followed by oral administration of 1mg 7, 12-dimethylbenz[a]anthracene once-a-week for 4 weeks. Non-initiated mammary glands of 7-week-old female offspring from all groups were used to morphological, cell proliferation, apoptosis and molecular analysis. Compared to CO group offspring, ZnS presented increased (p<0.05) mammary tumor incidence, cell proliferation (Ki67) and apoptosis. Expression levels of p21 protein was higher (p=0.06) in ZnS compared to the CO group. Compared to ZnD group offspring, ZnS showed higher (p<0.05) expression level of p53 protein. There were no differences (p&#8805;0.05) concerning these variables between CO and ZnD group. Compared to CO offspring group, ZnS also showed marginal increased (p=0.08) expression of RASSF1 and STAT3 genes. Compared to ZnD offspring group, ZnS showed higher (p=0.02) expression of ZPF382. H3K9me3 and H4K20me3 were upregulated (p<0.05) in the mammary gland of ZnD female offspring compared to CO and ZnS groups. Thereby, zinc-supplementation, but not zinc-deficiency, in early-life was associated with an increased susceptibility to breast cancer development in adulthood.

Os programas de melhoramento de figueira (Ficus carica L.) por métodos convencionais tais como cruzamentos dirigidos, para a obtenção de novos cultivares, são inviáveis em muitos países, como no Brasil, principalmente pela pequena variabilidade genética encontrada, e pela dificuldade de obtenção de plantas originadas pela fusão de gametas, uma vez que a vespa Blastophaga psenes, responsável pela polinização natural, não existe no país. Desse modo, o melhoramento genético, com o uso de mutagênicos, se torna uma linha de pesquisa importante para a melhoria da cultura, sendo necessário reunir informações sobre essa espécie, principalmente, em relação à sua variabilidade genética, para que projetos de propagação e manejo adequados sejam realizados. Diante do exposto, o objetivo do presente trabalho foi verificar a existência de variabilidade epigenética devido à metilação do DNA em seleções irradiadas de figueiras, entre si e quando comparadas ao principal cultivar comercial, Roxo-de-Valinhos, utilizando as técnicas de MSAP e ELISA, e posterior sequenciamento do DNA, tratado com bissulfito de sódio, para detecção do posicionamento das regiões polimórficas, analisado por ferramentas de bioinformática. Amostras do DNA genômico foram duplamente digeridas com a enzima HpaII (sensível à metilação) ou com o seu isoesquizomero MspI (não sensível à metilação), juntamente com a enzima EcoRI. Foram testadas 14 combinações de primers e obteve-se 87.9%, 10.1% e 2.0%, respectivamente, de regiões não metiladas CCGG, regiões metiladas CmCGG e regiões hemimetiladas hmCCGG, de um total de 553 produtos de amplificação, demostrando que a técnica MSAP é eficiente para detecção de sítios diferencialmente metilados no material genômico estudado, evidenciando sua divergência epigenética. Com o sequenciamento do DNA isolado desses sítios diferencialmente metilados, foi possível verificar diferentes padrões de metilação nos mesmos pelo sequenciamento dos DNAs tratados com bissulfito de sódio, em regiões codificadoras de genes regulatórios do desenvolvimento e amadurecimento dos frutos, além de terem sido encontrados no DNA mitocondrial dos tratamentos, o qual regula o fornecimento de energia em forma de ATP para as plantas, estando intimamente relacionado com o desenvolvimento das mesmas, justificando os diferentes fenótipos encontrados, tanto nos frutos, quanto no crescimento das plantas que sofreram estresse devido à exposição à radiação gama. Pela técnica de imunoquímica (ELISA), utilizando anticorpos anti 5-mC, foram observadas diferenças significativas pelo teste de Tukey, a 95 % de confiabilidade, no conteúdo global de metilação dos DNAs dos tratamentos, indicando que este fator abiótico foi responsável pelas alterações no epigenoma das plantas. Como o material utilizado como controle se encontrou também metilado, uma possível desmetilação dos materiais genômicos pode ser a responsável pela variação fenotípica entre os tratamentos. Diante disso, o estudo futuro da expressão gênica entre os tratamentos torna-se uma estratégia de extrema importância para o entendimento dos complexos sistemas regulatórios, levando à identificação de genes de interesse agronômico para a cultura da figueira, possibilitando a sua manipulação subsequente e propagação de cultivares melhorados para fins comerciais. / The fig tree (Ficus carica L.) breeding programs by conventional methods such as directed crosses, in order to obtain new cultivars, are unworkable in many countries, as in Brazil, mainly by small genetic variability found, and by the difficulty for obtaining plants originated from the fusion of gametes, since the wasp Blastophaga psenes, responsible for natural pollination, doesn`t exist in the country. In this way, the genetic breeding, with the use of mutagenic, becomes an important research line for the improvement of culture, being necessary to gather information about this species, mainly in relation to its genetic variability, for perform propagation projects and appropriate management. Given the above, The objective of this study was to verify the existence of epigenetic variability due to DNA methylation in irradiated fig selections, with each other and when compared to the main commercial cultivar, Roxo-de-Valinhos, using MSAP and ELISA techniques, and subsequent DNA sequencing, treated with sodium bisulfite, for detection of the position of the polymorphic regions, analyzed by bioinformatics tools. Samples of genomic DNA were double-digested with the HpaII enzyme (sensitive to methylation) with its isoschizomer MspI (insensitive to methylation), together with the EcoRI enzyme. Fourteen primer combinations were tested and it was obtained 87.9%, 10.1% e 2.0%, respectively, unmethylated CCGG, methylated CmCGG and hemimethylated regions hmCCGG, from a total of 553 amplification products, displaying, the MSAP technique, efficient for detection of differentially methylated sites in the genomic material studied, demonstrating their epigenetic divergence. With the sequencing of DNA isolated of these differentially methylated sites, it was possible to verify different patterns of methylation in them by sequencing the DNA treated with sodium bisulfite, in coding regions of regulatory genes of the development and fruits ripening, besides they have been found in the mitochondrial DNA of treatments, which regulates the supply of energy in ATP form for the plants, being closely related to their development, justifying the different phenotypes found in both fruits and plant growth that suffered stress due to exposure to gamma radiation. By the technique of immunochemistry (ELISA), using 5-mC antibodies, significant differences were observed by Tukey test, at 95% of trustworthiness, in the global content methylation of the treatments DNA, indicating that this abiotic factor was responsible for the changes in the epigenome of the plants. Since the material used as control was found also methylated, a supposed demethylation of the genomic material may be responsible for phenotypic variation among treatments. Considering this, future study of gene expression between treatments becomes an extreme important strategy for understanding the complex regulatory systems, leading to the identification of genes with agronomic interest for the fig culture, allowing its subsequent manipulation and propagation of improved cultivars for commercial purposes.

Submitted by Ana Lúcia Torres (bfmhuap@gmail.com) on 2017-10-05T15:40:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇAO NATALIA MOYSES.pdf: 1041310 bytes, checksum: de2100786e43db8c2d408683c6cadf90 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Lúcia Torres (bfmhuap@gmail.com) on 2017-10-05T15:40:32Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇAO NATALIA MOYSES.pdf: 1041310 bytes, checksum: de2100786e43db8c2d408683c6cadf90 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-05T15:40:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇAO NATALIA MOYSES.pdf: 1041310 bytes, checksum: de2100786e43db8c2d408683c6cadf90 (MD5) Previous issue date: 2011 / Universidade Federal Fluminense. Centro de Ciências Médicas. Instituto Biomédico / O silenciamento do gene pINK4a por hipermetilação tem sido sugerido como cofactor importante envolvido na carcinogênese cervical. O objetivo deste estudo foi investigar o padrão de metilação do gene pINK4a no epitélio cervical e avaliar uma possível associação com a infecção pelos papilomavírus humanos (HPV) e o genótipo viral. Nesse estudo transversal retrospectivo foram analisados 141 esfregaços cervicais, classificados pelo Sistema Bethesda como normal (28), lesão intraepitelial de baixo grau (35), lesão intraepitelial de alto grau (49) e câncer invasivo (29). A detecção e genotipagem de HPV foram feitas pela técnica da reação em cadeia da polimerase (PCR). A hipermetilação foi avaliada através de Nested-PCR metilação específica. Para analisar a associação entre presença de metilação e variáveis como: presença de HPV, genótipo viral, hábito de fumar e idade, foi feita análise multivariada por regressão logística. Mais de 60% dos casos apresentaram infecção por HPV e 44,6% apresentaram o gene pINK4a hipermetilado. Houve um aumento significativo da freqüência da metilação de acordo com o grau da lesão cervical (p<0,001). A análise multivariada mostrou associação entre a presença de HPV de alto risco e a metilação (p=0,01). Encontramos também correlação entre metilação e resultados da citologia classificados como lesão intraepitelial de alto grau (p=0.007) e câncer (p<0.0001). Nossos resultados indicam que a metilação do gene pINK4a pode contribuir para o surgimento de lesões pré-malignas e transformação neoplásica do epitélio cervical, juntamente com a infecção por HPV de alto risco / pINK4a gene silencing through hypermethylation have been suggested as a cofactor involved in cervical carcinogenesis. We aimed to investigate its methylation status in cervical epithelia and evaluate an association with HPV infection and genotype. This retrospective cross-sectional study was performed with 141 cervical exfoliated cell samples, classified through Bethesda System as Normal (28), low grade intraepithelial lesion (35), high grade intraepithelial lesion (49) and Invasive cancer (29). HPV detection and genotyping was performed through polymerase chain reaction (PCR). Hypermethylation was assessed with nested-methylation specific PCR. To evaluate an association between pINK4a methylation variables such as HPV infection, viral genotyping, tobacco exposure and age a multivariate analysis was performed. HPV positivity was detected in 62% of the samples and 44.6% showed pINK4a hypermethylation. An upward trend was observed according to lesion severity (p<0.001). Multivariate analysis showed an association between high-risk HPV infection and methylated pINK4a profile (p=0.01). We found a correlation between high grade intraepithelial lesion (p=0.007) and cancer (p<0.0001) cytology results and the presence of methylation. Our results point out that pINK4a methylation may contribute to the establishment of premalignant lesions and neoplastic transformation of cervical epithelium along with hr-HPV infection