Para se adaptar a diversas condições ambientais Escherichia coli regula sua transcrição gênica. Um importante regulador de adaptação da bactéria é a subunidade sigma da RNA polimerase, responsável pela transcrição da maioria dos genes relacionados com a fase estacionária e situações de estresse. O gene rpoS possui elevado grau de polimorfismo, adquirindo mutações nulas ou de atenuação em cepas cultivadas em laboratório. Na natureza, entretanto, alelos rpoS não-funcionais são, aparentemente, menos comuns. Neste trabalho foi realizado uma análise temporal do perfil de RpoS em isolados ambientais de E. coli, a fim de correlacionar o status de RpoS com as alterações físico-químicas que ocorrem ao longo do ano em águas residuárias. Concluiu-se que RpoS é altamente persistente no ambiente, e os níveis da proteína variaram muito de uma cepa para outra. Não houve grande correlação entre os fenótipos e RpoS, mas os dados demostraram a diversidade fenotípica que pode existir no ambiente e que permitem sua sobrevivência por longos períodos fora do hospedeiro. / To adapt to various environmental conditions Escherichia coli regulates its gene transcription. An important regulator of bacterial adaptation is the sigma subunit of RNA polymerase, responsible for the transcription of most genes related to stationary phase and stress situations. The rpoS gene has a high degree of polymorphism, acquiring null or attenuation mutations in strains grown in the laboratory. In nature, however, nonfunctional rpoS alleles are apparently less common. In this work a temporal analysis of the profile of RpoS in environmental isolates of E. coli was carried out, in order to correlate the status of RpoS with the physico-chemical changes occurring throughout the year in wastewater. It was concluded that RpoS is highly persistent in the environment, and protein levels varied widely from one strain to another. There was no great correlation between the phenotypes and RpoS, but the data demonstrated the phenotypic diversity that may exist in the environment and that allow its survival for long periods outside the host.

Moluscos têm sido empregados como bioindicadores em estudos de contaminação ambiental. Nesse contexto, o caramujo de água doce Biomphalaria glabrata tem sido avaliado como um bom modelo laboratorial, e estudos prévios apontaram sua aplicação na pesquisa ambiental. A proteína HSP70 é uma molécula de 70 kDa, pertencente a uma família de proteínas com papel na manutenção da homeostase dos seres vivos: as proteínas de choque térmico (HSPs); e vem sendo estudada como potencial biomarcador de dano ambiental, indicando estresse e protegendo os organismos dos danos às proteínas. Neste trabalho, foi caracterizada a proteína HSP70 de B. glabrata pelo Western blot, com o objetivo de seu emprego em aplicações ambientais futuras. Para isso, caramujos de 5-6 meses de idade, com diâmetro de concha de 14,4 (±1,7) mm, foram expostos ao calor e ao cloreto de cádmio (CdCl2) a fim de se verificar a resposta desta proteína frente a esses estresses. Os animais foram dissecados para investigação da indução da HSP70. As proteínas foram extraídas dos tecidos com tampão RIPA, separadas em eletroforese desnaturante em gel de poliacrilamida, transferidas para uma membrana de nitrocelulose e detectadas com anticorpo específico para HSP70. A CL50/96h foi determinada como sendo 0,34 (0,30-0,37) ppm para o CdCl2 e serviu de referência para os experimentos de indução da proteína. Foi observado que a exposição a temperaturas subletais aumentou a resistência dos caramujos à temperatura letal de 42 °C. Exposições prévias ao calor de 33 °C e ao CdCl2 a 0,22 ppm aumentou a sobrevivência dos caramujos B. glabrata à concentração letal de CdCl2 (0,7 ppm) e à temperatura letal (42 °C), respectivamente. Os achados do Western blot apontaram para um possível papel da HSP70 nesse processo. Os resultados mostraram relação entre a proteína HSP70 e o aumento na sobrevivência aos estímulos letais após prévia exposição a estresses moderados. O Western blot mostrou uma indução da HSP70 nos grupos pré-expostos, se comparados aos grupos controles. A glândula digestiva foi o tecido mais responsivo, no que concerne à indução da proteína HSP70, comparando com tecidos de cabeça/pé e ovoteste. Foi encontrado o pico de indução da HSP70 nos caramujos B. glabrata após 48 horas de exposição ao calor de 33 °C, e após 96 horas de exposição ao CdCl2 a 0,22 ppm. Apesar do bem conhecido papel da HSP70 na termotolerância e tolerância a outros agentes estressores nos organismos vivos, esta foi a primeira vez que isto foi demonstrado no B. glabrata, oferecendo subsídios para a sua aplicação em estudos de monitoramento ambiental. Os resultados apresentados aqui abrem o caminho para estudos futuros dessa proteína no molusco, e fornecem mais bases para o conhecimento do B. glabrata. / Molluscs have been employed as bioindicators in studies of environmental stress. In this way the freshwater snail Biomphalaria glabrata has been evaluated as a good laboratory model, and previous studies have pointed for its application in environmental research. The HSP70 protein is a molecule of 70 kDa from a family of proteins with role in maintaining homeostasis: the Heat Shock Proteins (HSPs), and it has been studied as a potential biomarker for environmental injury indicating stress and providing protection against the protein damage. In this work, the protein HSP70 was characterized in B. glabrata by Western blotting aiming its employment in future environmental applications. To this purpose, 5-6 months old snails, with shell diameter of 14,4 (±1,7) mm, were exposed to heat and to cadmium chloride (CdCl2) in order to verify the response of this protein to the stresses. Animals were dissected to investigate induction of HSP70. Proteins were extracted from tissues with RIPA buffer, fractionated in denaturing polyacrilamide gel electrophoresis, transferred to nitrocellulose membrane, and detected with a HSP70-specific antibody. The CL50/96h was determined as 0,34 (0,30-0,37) ppm for CdCl2 and served as reference in the experiments for protein induction. It was observed that exposure to sublethal temperatures improved the resistance of snails B. glabrata to the lethal temperature of 42 ºC. Previous sublethal exposure to heat at 33 °C and to CdCl2 at 0,22 ppm improved the survival of snails B. glabrata to a lethal concentration of CdCl2 (0,7 ppm) and to a lethal temperature (42 ºC), respectively. The findings of Western blot pointed to a possible role of HSP70 protein in this process. Results showed a correlation between HSP70 and the improvement of survival to lethal stimuli after a previous exposure to mild stresses. The Western blot showed an induction of HSP70 protein in the preexposed groups as compared to the control ones. The digestive gland was the most responsive tissue to stress regarding the HSP70 protein induction compared with heat/foot and ovotestis. An induction peak of HSP70 was found after 48 hours of exposure to heat at 33 °C, and after 96 hours of exposure to CdCl2 at 0,22 ppm. Despite of the well known role of HSP70 in thermotolerance and tolerance to other stress agents in living organisms, it was the first time it was shown in B. glabrata, supporting its application in environmental monitoring studies. The results presented here open a way to future studies of this protein in the mollusc, and provide more basements to knowledge of B. glabrata.

Moluscos têm sido empregados como bioindicadores em estudos de contaminação ambiental. Nesse contexto, o caramujo de água doce Biomphalaria glabrata tem sido avaliado como um bom modelo laboratorial, e estudos prévios apontaram sua aplicação na pesquisa ambiental. A proteína HSP70 é uma molécula de 70 kDa, pertencente a uma família de proteínas com papel na manutenção da homeostase dos seres vivos: as proteínas de choque térmico (HSPs); e vem sendo estudada como potencial biomarcador de dano ambiental, indicando estresse e protegendo os organismos dos danos às proteínas. Neste trabalho, foi caracterizada a proteína HSP70 de B. glabrata pelo Western blot, com o objetivo de seu emprego em aplicações ambientais futuras. Para isso, caramujos de 5-6 meses de idade, com diâmetro de concha de 14,4 (±1,7) mm, foram expostos ao calor e ao cloreto de cádmio (CdCl2) a fim de se verificar a resposta desta proteína frente a esses estresses. Os animais foram dissecados para investigação da indução da HSP70. As proteínas foram extraídas dos tecidos com tampão RIPA, separadas em eletroforese desnaturante em gel de poliacrilamida, transferidas para uma membrana de nitrocelulose e detectadas com anticorpo específico para HSP70. A CL50/96h foi determinada como sendo 0,34 (0,30-0,37) ppm para o CdCl2 e serviu de referência para os experimentos de indução da proteína. Foi observado que a exposição a temperaturas subletais aumentou a resistência dos caramujos à temperatura letal de 42 °C. Exposições prévias ao calor de 33 °C e ao CdCl2 a 0,22 ppm aumentou a sobrevivência dos caramujos B. glabrata à concentração letal de CdCl2 (0,7 ppm) e à temperatura letal (42 °C), respectivamente. Os achados do Western blot apontaram para um possível papel da HSP70 nesse processo. Os resultados mostraram relação entre a proteína HSP70 e o aumento na sobrevivência aos estímulos letais após prévia exposição a estresses moderados. O Western blot mostrou uma indução da HSP70 nos grupos pré-expostos, se comparados aos grupos controles. A glândula digestiva foi o tecido mais responsivo, no que concerne à indução da proteína HSP70, comparando com tecidos de cabeça/pé e ovoteste. Foi encontrado o pico de indução da HSP70 nos caramujos B. glabrata após 48 horas de exposição ao calor de 33 °C, e após 96 horas de exposição ao CdCl2 a 0,22 ppm. Apesar do bem conhecido papel da HSP70 na termotolerância e tolerância a outros agentes estressores nos organismos vivos, esta foi a primeira vez que isto foi demonstrado no B. glabrata, oferecendo subsídios para a sua aplicação em estudos de monitoramento ambiental. Os resultados apresentados aqui abrem o caminho para estudos futuros dessa proteína no molusco, e fornecem mais bases para o conhecimento do B. glabrata. / Molluscs have been employed as bioindicators in studies of environmental stress. In this way the freshwater snail Biomphalaria glabrata has been evaluated as a good laboratory model, and previous studies have pointed for its application in environmental research. The HSP70 protein is a molecule of 70 kDa from a family of proteins with role in maintaining homeostasis: the Heat Shock Proteins (HSPs), and it has been studied as a potential biomarker for environmental injury indicating stress and providing protection against the protein damage. In this work, the protein HSP70 was characterized in B. glabrata by Western blotting aiming its employment in future environmental applications. To this purpose, 5-6 months old snails, with shell diameter of 14,4 (±1,7) mm, were exposed to heat and to cadmium chloride (CdCl2) in order to verify the response of this protein to the stresses. Animals were dissected to investigate induction of HSP70. Proteins were extracted from tissues with RIPA buffer, fractionated in denaturing polyacrilamide gel electrophoresis, transferred to nitrocellulose membrane, and detected with a HSP70-specific antibody. The CL50/96h was determined as 0,34 (0,30-0,37) ppm for CdCl2 and served as reference in the experiments for protein induction. It was observed that exposure to sublethal temperatures improved the resistance of snails B. glabrata to the lethal temperature of 42 ºC. Previous sublethal exposure to heat at 33 °C and to CdCl2 at 0,22 ppm improved the survival of snails B. glabrata to a lethal concentration of CdCl2 (0,7 ppm) and to a lethal temperature (42 ºC), respectively. The findings of Western blot pointed to a possible role of HSP70 protein in this process. Results showed a correlation between HSP70 and the improvement of survival to lethal stimuli after a previous exposure to mild stresses. The Western blot showed an induction of HSP70 protein in the preexposed groups as compared to the control ones. The digestive gland was the most responsive tissue to stress regarding the HSP70 protein induction compared with heat/foot and ovotestis. An induction peak of HSP70 was found after 48 hours of exposure to heat at 33 °C, and after 96 hours of exposure to CdCl2 at 0,22 ppm. Despite of the well known role of HSP70 in thermotolerance and tolerance to other stress agents in living organisms, it was the first time it was shown in B. glabrata, supporting its application in environmental monitoring studies. The results presented here open a way to future studies of this protein in the mollusc, and provide more basements to knowledge of B. glabrata.

Xylella fastidiosa é uma bactéria fitopatogênica, responsável por doenças em diversas plantas de importância econômica. Diversas cepas têm sido estudadas, porém, pouco se sabe a respeito da resposta a estresses ambientais em X. fastidiosa. Utilizando a tecnologia de microarranjos de DNA, verificou-se a resposta global aos estresses térmico, salino e osmótico em nível de transcrição. Os experimentos foram realizados em séries temporais, os perfis de expressão gênica dos genes diferencialmente expressos foram agrupados e validados por RT-PCR quantitativo. No choque térmico, 261 genes foram induzidos (9,7%) e 222 genes foram reprimidos (8,3%). Dentre os genes altamente induzidos, destacam-se os que codificam proteínas de choque térmico (Hsps), que previnem a desnaturação e a formação de agregados protéicos ou degradam polipeptídeos irreversivelmente desnaturados. A partir da determinação do início de transcrição de seis genes altamente induzidos no choque térmico, propôs-se um consenso para promotores dependentes do fator sigma alternativo que controla a resposta ao choque térmico, sigma32. Observou-se também a indução de genes relacionados ao estresse extracitoplasmático, que são regulados pelo fator sigma alternativo sigmaE. No choque osmótico e salino, os genes codificando a maioria das Hsps foram reprimidos na exposição prolongada a esses estresses, indicando que a resposta não é mediada por sigma32 ou sigmaE. Dos 142 genes induzidos tanto no estresse salino como osmótico, 57% codificam proteínas hipotéticas ou hipotéticas conservadas, indicando uma possível função na resposta a estes estresses. Observou-se a repressão de genes relacionados à síntese protéica e ao metabolismo intermediário nos três estresses analisados, além da indução de genes relacionados à virulência como toxinas e adesinas, revelando a complexa rede de genes envolvida na resposta a estresses ambientais. Para auxiliar a análise de dados de microarranjos de DNA, foram desenvolvidas três ferramentas de bioinformática: HTself, utilizada na determinação de genes diferencialmente expressos; BayGO, utilizada na análise categorias funcionais altamente representadas dentre os genes de interesse e SpotWhatR, uma plataforma que integra programas utilizados nas diversas etapas da análise e pré-processamento de dados de microarranjos, com uma interface de fácil utilização. Estas ferramentas foram utilizadas com sucesso e estão disponíveis livremente para outros pesquisadores. / Xylella fastidiosa is a phytopathogenic bacterium responsible for diseases in many economically important crops. Although different strains have been studied, little is known about X. fastidiosa stress responses. To investigate X. fastidiosa genes involved in heat, salt and osmotic shock responses, we performed a whole genome microarray analysis in time-course experiments. The expression profiles of the differentially expressed genes were grouped and their expression patterns were validated by quantitative RT-PCR experiments. During heat shock, 261 genes were induced (9.7%) and 222 genes were repressed (8.3%). Among the differentially expressed genes, the ones presenting the highest induction ratios encode heat shock proteins (Hsps), which prevents protein misfolding and aggregation or promote the degradation of the irreversibly denatured polypeptides. We determined the transcription start sites of six heat shock inducible genes and analyzed their promoter regions, which allowed us to propose a putative consensus for sigma32 promoters in X. fastidiosa. We also observed the induction of genes related to the extracytoplasmic stress response, that are regulated by the alternative sigma factor sigmaE. During prolongued exposure to salt and osmotic stress, genes encoding most of the Hsps were repressed, indicating that the response is not mediated by sigma32 or sigmaE. Among the 142 genes induced by both salt and osmotic stress, 57% encode hypothetical or conserved hypothetical proteins, indicating a possible role of these genes in the stress response. In addition, we observed the repression of genes related to protein biosynthesis and intermediary metabolism during the three stresses tested, besides the induction of genes related to virulence such as toxins and adhesins, revealing the complex network of genes that work together in response to environmental stresses. To facilitate the microarray data analysis process, we developed three bioinformatics tools: HTself, which is used to determine the differentially expressed genes; BayGO, which aims at finding over-represented gene categories and SpotWhatR, a system that integrates programs used in different steps of microarray data analysis in a user-friendly interface. These tools were successfully used and are freely available to the research community.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O estudo da instabilidade do desenvolvimento (ID) em organismos pode ser útil para identificar os primeiros sinais de estresse ambiental. Alterações na ID também influenciam a aptidão dos organismos. A variação entre a simetria dos lados esquerdo e direito, manifestada como assimetria flutuante (AF), é um indicador da ID. Ao quantificarmos a literatura científica referente aos estudos de assimetria em répteis identificamos as seguintes tendências: perturbações ambientais aumentam a AF nas populações, fêmeas tendem a escolher machos com características sexuais simétricas, a instabilidade térmica durante o desenvolvimento do ovo pode produzir indivíduos com maior assimetria, a ocorrência de lesões é mais frequente em indivíduos assimétricos para um determinado lado e há uma correlação negativa entre a assimetria e o desempenho locomotor. Considerando os nossos critério de busca, não encontramos estudos sobre assimetria em répteis na América do Sul. Neste estudo, utilizamos diferentes caracteres merísticos e métricos bilaterais para identificar a AF em diferentes populações de cinco espécies de lagartos do gênero Cnemidophorus (C. abaetensis, C. lacertoides, C. littoralis, C. nativo, C. ocellifer) em 15 áreas de restinga ao longo da costa leste do Brasil. A AF foi maior em populações de Cnemidophorus com maior densidade, menor em populações de restingas com maior degradação ambiental e a sua relação com a concentração de mercúrio variou dependendo da espécie. Provavelmente os agentes estressores ambientais avaliados atuam com intensidades diferentes. O nível de degradação ambiental e a concentração de mercúrio causariam a deterioração precoce dos indivíduos com maiores valores de AF. Isso resulta em uma relação inversa entre esses estresses e a AF das populações. Indivíduos com vestígios de autotomia caudal tiveram maiores valores de AF, o que pode ser um indicativo de que indivíduos com menor aptidão efetuam mais autotomia caudal do que aqueles com maior aptidão. Lagartos com evidências de autotomia também tiveram maior tamanho corpóreo, provavelmente devido a estes estarem expostos a mais tempo aos riscos de predação. Não encontramos diferenciação entre as espécies na frequência de autotomia caudal sendo esta talvez melhor explicada por fatores ambientais como a intensidade de predação. Os índices de AF para caracteres múltiplos se mostraram mais eficientes do que a AF de caracteres individuais nas comparações entre indivíduos vivendo em populações com diferentes níveis de estresse e entre indivíduos com e sem autotomia caudal / The study of developmental instability (DI) in organisms may be a useful tool to identify early signals of environmental stress. Variations in DI also influence the organisms fitness. The variation between the symmetry of the left and right sides, manifested as fluctuating asymmetry (FA), is widely used as a measure of DI. We screened the available scientific literature on asymmetry in reptiles and identified the following trends: environmental disturbances increase FA in populations, females tend to select males with symmetrical sexual traits, thermal instability during egg development can produce individuals with a higher asymmetry, occurrence of injuries is more frequent in asymmetrical individuals for a particular side, and there is a negative correlation between asymmetry and locomotor performance. There was no study on reptiles asymmetry at South America, considering our screening criteria. In this study, we used meristic and metrics bilateral traits to identify FA in populations of five species of Cnemidophorus lizards (C. abaetensis, C. lacertoides, C. littoralis, C. nativo, C. ocellifer) spread at 15 restinga areas along Brazilian east coast. The FA of individuals was higher at higher Cnemidophorus populations density, it was lower at restingas with higher environmental disturbance, and its relation to mercury concentration varied depending on the species. Probably the evaluated environmental stressors act with different intensities. The level of environmental disturbance and mercury concentration should cause earlier deterioration of individuals with higher FA. This results in an inverse relationship between these stressors and FA in populations. Individuals with autotomized tail had higher FA, which may indicate that individuals with lower fitness perform more tail autotomy than those with higher fitness. Lizards with tail autotomy also had higher body size, probably because older lizards have had more encounters with predator. We found no differentiation among species on tail autotomy frequency. Perhaps tail autotomy is better explained by environmental factors such as intensity of predation. The multiple traits FA indexes were more efficient than single traits index to compare individuals in different levels of environmental stress and to compare individuals with and without tail autotomy

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-22Bitstream added on 2014-06-13T18:09:00Z : No. of bitstreams: 1 perez_dg_me_rcla.pdf: 821493 bytes, checksum: 938fad7997660774f8c919574b04e6e2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Embora os invertebrados sejam conhecidos pela grande facilidade de acúmulo de poluentes presentes em seu ambiente, e muitos serem utilizados como espécies sentinelas em estudos de biomonitoramento, pouco ainda é conhecido sobre o impacto de toxicantes sobre o sistema imune desses animais. Nesse sentido, os hemócitos desempenham um papel fundamental: estas células circulam livremente através da hemolinfa dos invertebrados e atuam no reconhecimento de materiais estranhos ao organismo, mediando e efetuando reações de defesa celular. Diferentes tipos morfológicos podem ser reconhecidos, mas ainda há controvérsia entre os pesquisadores sobre a exata classificação dos hemócitos, devido à diversidade de técnicas para preservação e observação dessas células. A classificação mais aceita atualmente agrupa os hemócitos em sete tipos principais: pró-hemócitos, plasmatócitos, granulócitos, esferulócitos, adipohemócitos, oenocitóides e coagulócitos. Por meio da utilização de técnicas histológica, histoquímica e ultra-estrutural, o presente trabalho objetivou caracterizar morfofisiologicamente os hemócitos circulantes na hemolinfa do diplópodo Rhinocricus padbergi, bem como aqueles encontrados por entre as células da camada de corpo gorduroso no intestino médio de animais expostos a substratos contendo diferentes amostras de lodo de esgoto, resíduo gerado nas Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs). Este resíduo tem sido cogitado como um bom condicionador de solo em áreas degradadas e como um potencial fertilizante agrícola, apesar do risco de estar contaminado com patógenos e/ou metais pesados. A partir das análises realizadas, foram identificados três tipos morfológicos distintos de hemócitos circulantes na hemolinfa dessa espécie: pró-hemócitos, plasmatócitos e granulócitos (subtipos I e II). Também foram observadas células com características... / Although invertebrates are known for ease accumulation of pollutants present in their environment and several are used as sentinel species in biomonitoring studies, little is known about the impact of toxicants on the immune system of these animals. In this sense, hemocytes play an important role: these cells circulate freely through the hemolymph of invertebrates and act in the recognition of foreign materials to the organism, mediating and performing cellular defence reactions. Different morphological types are recognized, but there is still controversy among the researchers about the exact classification of the hemocytes due to the diversity of techniques for preservation and observation of these cells. Currently, the most accepted classification groups the hemocytes into seven main types: pro-hemocytes, plasmatocytes, granulocytes, spherulocytes, adipohemocytes, oenocytoids and coagulocytes. By histological, histochemical and ultra-structural techniques, the present study aimed to characterize morpho-physiologically the hemocytes circulating in the hemolymph of the diplopod Rhinocricus padbergi, as well as those found among the cells of the fat body layer of the midgut of animals exposed to substrates containing samples of sewage sludge, residue generated in the Sewage Treatment Plants (STPs). This residue has been considered as a good soil conditioner on degraded areas and as a potential agricultural fertilizer, despite the risk of being contaminated with pathogens and/or heavy metals. From the analyses carried out, it was identified three distinct morphological types of hemocytes circulating in the hemolymph of this species: pro-hemocytes, plasmatocytes and granulocytes (subtypes I and II). It was also observed cells with intermediate characteristics between pro-hemocytes and plasmatocytes, suggesting a probable cellular differentiation in the hemolymph... (Complete abstract click electronic access below)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O estudo da instabilidade do desenvolvimento (ID) em organismos pode ser útil para identificar os primeiros sinais de estresse ambiental. Alterações na ID também influenciam a aptidão dos organismos. A variação entre a simetria dos lados esquerdo e direito, manifestada como assimetria flutuante (AF), é um indicador da ID. Ao quantificarmos a literatura científica referente aos estudos de assimetria em répteis identificamos as seguintes tendências: perturbações ambientais aumentam a AF nas populações, fêmeas tendem a escolher machos com características sexuais simétricas, a instabilidade térmica durante o desenvolvimento do ovo pode produzir indivíduos com maior assimetria, a ocorrência de lesões é mais frequente em indivíduos assimétricos para um determinado lado e há uma correlação negativa entre a assimetria e o desempenho locomotor. Considerando os nossos critério de busca, não encontramos estudos sobre assimetria em répteis na América do Sul. Neste estudo, utilizamos diferentes caracteres merísticos e métricos bilaterais para identificar a AF em diferentes populações de cinco espécies de lagartos do gênero Cnemidophorus (C. abaetensis, C. lacertoides, C. littoralis, C. nativo, C. ocellifer) em 15 áreas de restinga ao longo da costa leste do Brasil. A AF foi maior em populações de Cnemidophorus com maior densidade, menor em populações de restingas com maior degradação ambiental e a sua relação com a concentração de mercúrio variou dependendo da espécie. Provavelmente os agentes estressores ambientais avaliados atuam com intensidades diferentes. O nível de degradação ambiental e a concentração de mercúrio causariam a deterioração precoce dos indivíduos com maiores valores de AF. Isso resulta em uma relação inversa entre esses estresses e a AF das populações. Indivíduos com vestígios de autotomia caudal tiveram maiores valores de AF, o que pode ser um indicativo de que indivíduos com menor aptidão efetuam mais autotomia caudal do que aqueles com maior aptidão. Lagartos com evidências de autotomia também tiveram maior tamanho corpóreo, provavelmente devido a estes estarem expostos a mais tempo aos riscos de predação. Não encontramos diferenciação entre as espécies na frequência de autotomia caudal sendo esta talvez melhor explicada por fatores ambientais como a intensidade de predação. Os índices de AF para caracteres múltiplos se mostraram mais eficientes do que a AF de caracteres individuais nas comparações entre indivíduos vivendo em populações com diferentes níveis de estresse e entre indivíduos com e sem autotomia caudal / The study of developmental instability (DI) in organisms may be a useful tool to identify early signals of environmental stress. Variations in DI also influence the organisms fitness. The variation between the symmetry of the left and right sides, manifested as fluctuating asymmetry (FA), is widely used as a measure of DI. We screened the available scientific literature on asymmetry in reptiles and identified the following trends: environmental disturbances increase FA in populations, females tend to select males with symmetrical sexual traits, thermal instability during egg development can produce individuals with a higher asymmetry, occurrence of injuries is more frequent in asymmetrical individuals for a particular side, and there is a negative correlation between asymmetry and locomotor performance. There was no study on reptiles asymmetry at South America, considering our screening criteria. In this study, we used meristic and metrics bilateral traits to identify FA in populations of five species of Cnemidophorus lizards (C. abaetensis, C. lacertoides, C. littoralis, C. nativo, C. ocellifer) spread at 15 restinga areas along Brazilian east coast. The FA of individuals was higher at higher Cnemidophorus populations density, it was lower at restingas with higher environmental disturbance, and its relation to mercury concentration varied depending on the species. Probably the evaluated environmental stressors act with different intensities. The level of environmental disturbance and mercury concentration should cause earlier deterioration of individuals with higher FA. This results in an inverse relationship between these stressors and FA in populations. Individuals with autotomized tail had higher FA, which may indicate that individuals with lower fitness perform more tail autotomy than those with higher fitness. Lizards with tail autotomy also had higher body size, probably because older lizards have had more encounters with predator. We found no differentiation among species on tail autotomy frequency. Perhaps tail autotomy is better explained by environmental factors such as intensity of predation. The multiple traits FA indexes were more efficient than single traits index to compare individuals in different levels of environmental stress and to compare individuals with and without tail autotomy

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-12T13:09:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_MitalleMatos_PPGG.pdf: 3448234 bytes, checksum: fe598459348fe967a8f1c2e5067f7d99 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-12T13:09:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_MitalleMatos_PPGG.pdf: 3448234 bytes, checksum: fe598459348fe967a8f1c2e5067f7d99 (MD5) Previous issue date: 2015-03-02 / CNPq / Danos causados por doenças virais estão entre os principais fatores limítrofes da produtividade do feijão-caupi. Em condições de estresse os fatores de transcrição (TFs) participam ativamente das etapas iniciais do processo de detecção e sinalização, regulando a expressão de vários grupos gênicos. Neste sentido, objetivou-se caracterizar TFs da família MYB e avaliar sua expressão diferencial frente à infecção viral, bem como determinar genes de referência (RGs) para normalização dos dados em RT-qPCR sob diferentes condições de estresse e controles. Por meio de análises in silico no banco NordEST, identificamos no transcriptoma do feijão-caupi um total de 86 candidatos a TF MYB, classificados em três subfamílias. A análise dos componentes estruturais do domínio R2R3-MYB permitiu observar a conservação dos aminoácidos característicos desta classe protéica em feijão-caupi. Por sua vez, o padrão de distribuição em pseudocromossomos de Phaseolus vulgaris indicou que genes MYB sofreram duplicações em tandem e intercromossomais, contribuindo para sua expansão no feijão-caupi. A análise filogenética formou 18 subclados, apoiados pela estrutura dos motivos funcionais da região C-terminal das proteínas. Das tags SuperSAGE diferencialmente expressas sob infecção viral, três foram reguladas positivamente, indicando a participação de candidatos MYB na resposta ao estresse viral. Dos sete RGs avaliados em três conjuntos experimentais, β-tubulina, Skip16 e Act2/7 + Skip16 foram as melhores combinações para seca, salinidade e vírus, respectivamente, podendo ser recomendados como normalizadores para estudos de expressão diferencial em feijão-caupi. Neste estudo identificamos a maior família de TFs em plantas observando sua participação ativa na resposta de defesa contra estresses em feijão-caupi. / Damages caused by viral diseases are among the main factors affecting the cowpea productivity. Under stress conditions, transcription factors (TFs) actively participate in the initial stages of the detection and signaling process by regulating the expression of various gene groups. In this sense, the objective of the present work was to characterize members of the MYB TF-family and evaluate their differential expression under viral infection, also determining reference genes (RGs) for data normalization in RT-qPCR under different stress and control conditions. Using in silico approaches to analyze the NordEST databank, a total of 86 MYB TF-candidates could be identified, being classified into three subfamilies. An analysis of the structural components of the R2R3-MYB domain allowed the identification of conserved amino acid residues of this protein class in cowpea. In turn, the MYB distribution pattern in the pseudochromosomes of Phaseolus vulgaris indicated that MYB members suffered in tandem and interchromosomal duplications, contributing to their expansion in cowpea. Phylogenetic analysis formed 18 subclades, supported by structural features of motifs in the C-terminal region of the protein. Of differentially expressed SuperSAGE tags under viral infection, three were upregulated, indicating the involvement of MYB candidates in response to viral stress. Considering the seven tested RGs under three experimental conditions, β-tubulin, Skip16 and Act2/7 + Skip16 were the best combinations for drought, salinity and viruses, respectively, recommended as normalizer genes in studies of differential expression in cowpea. In the present work we identified members of the largest family of TFs in plants observing their active participation in defense against stress response in cowpea.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-10-30T14:05:00Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Renan Nunes Costa - 2014.pdf: 650263 bytes, checksum: 0a242695b84bbbe8d03ab17bd0c2d681 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-10-30T14:30:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Renan Nunes Costa - 2014.pdf: 650263 bytes, checksum: 0a242695b84bbbe8d03ab17bd0c2d681 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-30T14:30:09Z (GMT). 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This biological response can be particularly useful, especially when we are able to correlate the biological response in morphological and/or physiological attributes with environmental impacts. The fluctuating asymmetry (FA) is a tool based on observation of deviations in the homeostasis of bilateral traits throughout the organism development and can be used for biomonitoring protocols. The FA can clarify which type of stressor is acting on a population. In this context, the present study assesses how the FA in anurans larvae can elucidate the impact of stressful factors. In the first chapter, our objective was to test experimentally if exposure to glyphosate dosages (Roundup® Original herbicide) affect the survival and increase the development deviations in the Physalaemus cuvieri larvae. In acute exposure, the survival rate was decreased at higher levels of contamination and the LC50 observed was considered to moderately toxic. In the chronic exposure, resulting from contamination, individuals showed higher levels of FA in relation to control larvae. In the second chapter, based on field sampling, our objective was to assess if reduction of physical habitat integrity, expressed by land use and reduction of marginal vegetation near to water bodies, reflected in higher levels in fluctuating asymmetry in P. cuvieri and Scinax fuscomarginatus larvae. In this case, with increased level of impact on the surrounding matrix, the larvae of both species showed increased of FA levels. In S. fuscomarginatus, the FA levels were also higher in environments with lower percentage of edge vegetation. In summary, it’s observed that increasing environmental stress, either through contamination by glyphosate or increased anthropogenic modification of the margins of water bodies, reflects in the higher development deviations on the frog’s larvae. The affected structures can be associated with sensory capabilities of the species, in which the increased frequency of these deviations can reduce individual fitness and influence the population homeostasis over time, directly contributing to species declines. / Há um consenso entre os pesquisadores do mundo de que a redução do número de espécies de anfíbios e o aumento da frequência de anormalidades nos atributos individuais estão associados à redução e à contaminação de hábitats. Com o avanço dos cultivos agrícolas, o aumento da aplicação de produtos químicos e a fragilidade das leis de proteção de ambientes aquáticos, os níveis de estresse ambiental aumentam significativamente. Dessa forma, as respostas biológicas podem favorecer as avaliações de impacto ambiental, principalmente em espécies que apresentam plasticidade em seus atributos comportamentais, morfológicos e/ou fisiológicos, como as larvas de anuros. A assimetria flutuante (AF) é uma ferramenta que se baseia na observação de desvios na homeostase do desenvolvimento de caracteres bilaterais e pode favorecer o biomonitoramento, esclarecendo qual tipo de fator estressante está agindo sobre uma população. Neste contexto, o presente estudo avalia como a assimetria flutuante em larvas de anuros pode elucidar o impacto de fatores estressantes. No primeiro capítulo, o objetivo foi testar, experimentalmente, se a exposição a doses de glifosato (herbicida Roundup® Original) afetam a sobrevivência e aumentam os desvios no desenvolvimento de larvas da espécie Physalaemus cuvieri. Na exposição aguda, a taxa de sobrevivência foi reduzida em níveis maiores de contaminação e o LC50 observado foi considerado moderadamente tóxico. Na exposição crônica, decorrente da contaminação, os indivíduos apresentaram maiores níveis de AF em relação às larvas do controle. No segundo capítulo, baseado em coletas de campo, o objetivo foi avaliar se a redução da integridade física dos hábitats, expressa pelo uso do solo nas proximidades e pela redução da vegetação marginal nos corpos d’água, refletem em maiores níveis de assimetria flutuante nas larvas de P. cuvieri e Scinax fuscomarginatus. Neste caso, com o aumento do nível de impacto na matriz circundante, as larvas de ambas as espécies apresentaram um aumento dos níveis de AF. Em S. fuscomarginatus, os níveis de AF também foram maiores em ambientes com menor porcentagem de vegetação nas bordas. Em suma, observa-se que o aumento do estresse ambiental, seja pela contaminação por glifosato ou pelo aumento da influência antrópica nas margens dos corpos d’água, reflete em maiores desvios no desenvolvimento das larvas de anuros. As estruturas afetadas podem estar associadas à capacidade sensorial das espécies, no qual o aumento da frequência destes desvios pode reduzir a aptidão individual e influenciar a homeostase da população ao longo do tempo, contribuindo diretamente com o declínio de espécies.

Xylella fastidiosa é uma bactéria fitopatogênica, responsável por doenças em diversas plantas de importância econômica. Diversas cepas têm sido estudadas, porém, pouco se sabe a respeito da resposta a estresses ambientais em X. fastidiosa. Utilizando a tecnologia de microarranjos de DNA, verificou-se a resposta global aos estresses térmico, salino e osmótico em nível de transcrição. Os experimentos foram realizados em séries temporais, os perfis de expressão gênica dos genes diferencialmente expressos foram agrupados e validados por RT-PCR quantitativo. No choque térmico, 261 genes foram induzidos (9,7%) e 222 genes foram reprimidos (8,3%). Dentre os genes altamente induzidos, destacam-se os que codificam proteínas de choque térmico (Hsps), que previnem a desnaturação e a formação de agregados protéicos ou degradam polipeptídeos irreversivelmente desnaturados. A partir da determinação do início de transcrição de seis genes altamente induzidos no choque térmico, propôs-se um consenso para promotores dependentes do fator sigma alternativo que controla a resposta ao choque térmico, sigma32. Observou-se também a indução de genes relacionados ao estresse extracitoplasmático, que são regulados pelo fator sigma alternativo sigmaE. No choque osmótico e salino, os genes codificando a maioria das Hsps foram reprimidos na exposição prolongada a esses estresses, indicando que a resposta não é mediada por sigma32 ou sigmaE. Dos 142 genes induzidos tanto no estresse salino como osmótico, 57% codificam proteínas hipotéticas ou hipotéticas conservadas, indicando uma possível função na resposta a estes estresses. Observou-se a repressão de genes relacionados à síntese protéica e ao metabolismo intermediário nos três estresses analisados, além da indução de genes relacionados à virulência como toxinas e adesinas, revelando a complexa rede de genes envolvida na resposta a estresses ambientais. Para auxiliar a análise de dados de microarranjos de DNA, foram desenvolvidas três ferramentas de bioinformática: HTself, utilizada na determinação de genes diferencialmente expressos; BayGO, utilizada na análise categorias funcionais altamente representadas dentre os genes de interesse e SpotWhatR, uma plataforma que integra programas utilizados nas diversas etapas da análise e pré-processamento de dados de microarranjos, com uma interface de fácil utilização. Estas ferramentas foram utilizadas com sucesso e estão disponíveis livremente para outros pesquisadores. / Xylella fastidiosa is a phytopathogenic bacterium responsible for diseases in many economically important crops. Although different strains have been studied, little is known about X. fastidiosa stress responses. To investigate X. fastidiosa genes involved in heat, salt and osmotic shock responses, we performed a whole genome microarray analysis in time-course experiments. The expression profiles of the differentially expressed genes were grouped and their expression patterns were validated by quantitative RT-PCR experiments. During heat shock, 261 genes were induced (9.7%) and 222 genes were repressed (8.3%). Among the differentially expressed genes, the ones presenting the highest induction ratios encode heat shock proteins (Hsps), which prevents protein misfolding and aggregation or promote the degradation of the irreversibly denatured polypeptides. We determined the transcription start sites of six heat shock inducible genes and analyzed their promoter regions, which allowed us to propose a putative consensus for sigma32 promoters in X. fastidiosa. We also observed the induction of genes related to the extracytoplasmic stress response, that are regulated by the alternative sigma factor sigmaE. During prolongued exposure to salt and osmotic stress, genes encoding most of the Hsps were repressed, indicating that the response is not mediated by sigma32 or sigmaE. Among the 142 genes induced by both salt and osmotic stress, 57% encode hypothetical or conserved hypothetical proteins, indicating a possible role of these genes in the stress response. In addition, we observed the repression of genes related to protein biosynthesis and intermediary metabolism during the three stresses tested, besides the induction of genes related to virulence such as toxins and adhesins, revealing the complex network of genes that work together in response to environmental stresses. To facilitate the microarray data analysis process, we developed three bioinformatics tools: HTself, which is used to determine the differentially expressed genes; BayGO, which aims at finding over-represented gene categories and SpotWhatR, a system that integrates programs used in different steps of microarray data analysis in a user-friendly interface. These tools were successfully used and are freely available to the research community.