A grande diversidade de organismos que hoje encontramos em nosso planeta se deve à adaptação às diferentes condições ambientais de cada nicho ecológico existente e à resposta adaptativa originária das mudanças dessas condições. Pode-se considerar que a etapa inicial do processo de adaptação seja a reprogramação da expressão gênica dum organismo como resposta imediata a uma nova condição ambiental. De fato parte do genoma de todos os organismos é dedicada à codificação de proteínas relacionadas ao controle dos efeitos nocivos criados por diferentes tipos de estresse como choque térmico, ou osmótico, estresse oxidativo, ou aqueles resultantes de altas concentrações de íons de metais pesados. De forma semelhante, a ausência, ou exaustão, de fontes de macronutrientes, como carbono, nitrogênio, fósforo ou enxofre, exige uma reorganização do padrão de expressão gênica para adequação às novas condições nutricionais, também sendo considerada um estresse ambiental. Visto que a maioria dos estudos de análise da expressão gênica em resposta a estresses ambientais realizados em fungos se refere às leveduras unicelulares Saccharomyces cerevisiae e Schizossacharomyces pombe, nos propusemos a estudar tal resposta no fungo filamentoso multicelular Trichoderma reesei. Dessa forma analisamos por meio da técnica de \"microarrays\" de cDNAs a expressão gênica de aproximadamente 2.000 transcritos desse organismo em resposta a choque térmico, à alta concentração de íons de cádmio II e à ausência de fonte de carbono, ou nitrogênio, por período de 2 horas. Em geral, as respostas aos estresses se compuseram da regulação negativa da transcrição de genes envolvidos em processos com alta demanda de energia como a síntese protéica, evidenciada pela repressão da expressão de genes de proteínas ribossomais e do anabolismo. Em contrapartida, genes codificando proteínas relacionadas à defesa celular, como chaperonas, tiveram sua expressão induzida. As respostas ao choque térmico e ao tratamento com cádmio II se mostraram bastantes semelhantes, enquanto a ausência de fonte de nitrogênio também induziu a expressão de genes relacionados à degradação de proteínas e nucleotídeos. Genes relacionados à utilização de reservas lipídicas foram induzidos tanto na ausência de fonte de carbono quanto de nitrogênio. Foram identificados reguladores transcricionais e componentes de vias de sinalização celular com expressão diferenciada frente a esses diferentes estresses ambientais. A maior parte dos genes cuja expressão se alterou em função dos diversos estresses ambientais estudados ainda não tem função celular conhecida, sendo essa observação, portanto, uma contribuição importante para sua anotação funcional. Uma vez que o fungo filamentoso Trichoderma reesei vem se tornando um organismo de valor biotecnológico por sua característica de alto poder de síntese e secreção de proteínas, esperamos que os dados apresentados forneçam um maior entendimento dos processos celulares desse organismo e possam subsidiar futuros projetos visando uma melhor adaptação do mesmo a ambientes industriais. / The diversity of organisms found today in our planet is due to their adaptation to different environmental conditions present in each ecological niche, and to the adaptative response originated from changes in those conditions. The first step in the adaptation process is considered to be the reprogramming of gene expression as an immediate response to a new environmental condition. A fraction of the genome from all living organisms is dedicated to encoding proteins related to the control of deleterious effects created by different types of stresses like heat or osmotic shock, oxidative stress, or by the presence of high concentrations of heavy metal ions. Similarly, the absence or exhaustion of macronutrients as carbon, nitrogen, phosphorous or sulphur sources demand new patterns of gene expression in order to the organisms survive in a limited nutritional condition, which is also considered an environmental stress. Once the gene expression analyses in fungi as a response to environmental stresses have been widely studied in the yeasts Saccharomyces cerevisiae and Schizossacharomyces pombe, we proposed to study such response in the multicellular filamentous fungus Trichoderma reesei. To this purpose, we have utilized the cDNA microarray technique to analyze the gene expression of approximately 2,000 T. reesei transcripts in response to heat shock, to high concentration of cadmium II ions and to a 2-hour absence of carbon or nitrogen source. As a general response to the four studied stresses, we observed on one hand a negative transcriptional regulation of genes involved in processes that demand great amounts of energy, i.e. a negative regulation of protein synthesis, indicated by strong repression of ribosomal protein genes transcription, as well as a negative regulation of anabolism. On the other hand, genes that encode proteins associated with cellular defense, like chaperones, had their expression induced. The responses to heat shock and to cadmium poisoning were quite similar while nitrogen source absence also induced the expression of genes related to protein and nucleotide degradation. Genes implicated in the consumption of lipid reserves were induced in the absence of both carbon and nitrogen sources. We identified some transcription regulators as well as components of signal transduction pathways that have differential patterns of gene expression caused by these different environmental stresses. Most of the genes that had their expression altered in response to the studied environmental stresses has no known function yet. Their expression patterns towards such stresses are therefore an important contribution to their functional annotation. Since the filamentous fungus Trichoderma reesei has become a microorganism of biotechnological value for its high capacity of synthesis and secretion of proteins, we expect that the data presented on this work can provide a better understanding of its cellular processes and may support future projects for a better adaptation of this organism to industrial conditions.

A grande diversidade de organismos que hoje encontramos em nosso planeta se deve à adaptação às diferentes condições ambientais de cada nicho ecológico existente e à resposta adaptativa originária das mudanças dessas condições. Pode-se considerar que a etapa inicial do processo de adaptação seja a reprogramação da expressão gênica dum organismo como resposta imediata a uma nova condição ambiental. De fato parte do genoma de todos os organismos é dedicada à codificação de proteínas relacionadas ao controle dos efeitos nocivos criados por diferentes tipos de estresse como choque térmico, ou osmótico, estresse oxidativo, ou aqueles resultantes de altas concentrações de íons de metais pesados. De forma semelhante, a ausência, ou exaustão, de fontes de macronutrientes, como carbono, nitrogênio, fósforo ou enxofre, exige uma reorganização do padrão de expressão gênica para adequação às novas condições nutricionais, também sendo considerada um estresse ambiental. Visto que a maioria dos estudos de análise da expressão gênica em resposta a estresses ambientais realizados em fungos se refere às leveduras unicelulares Saccharomyces cerevisiae e Schizossacharomyces pombe, nos propusemos a estudar tal resposta no fungo filamentoso multicelular Trichoderma reesei. Dessa forma analisamos por meio da técnica de \"microarrays\" de cDNAs a expressão gênica de aproximadamente 2.000 transcritos desse organismo em resposta a choque térmico, à alta concentração de íons de cádmio II e à ausência de fonte de carbono, ou nitrogênio, por período de 2 horas. Em geral, as respostas aos estresses se compuseram da regulação negativa da transcrição de genes envolvidos em processos com alta demanda de energia como a síntese protéica, evidenciada pela repressão da expressão de genes de proteínas ribossomais e do anabolismo. Em contrapartida, genes codificando proteínas relacionadas à defesa celular, como chaperonas, tiveram sua expressão induzida. As respostas ao choque térmico e ao tratamento com cádmio II se mostraram bastantes semelhantes, enquanto a ausência de fonte de nitrogênio também induziu a expressão de genes relacionados à degradação de proteínas e nucleotídeos. Genes relacionados à utilização de reservas lipídicas foram induzidos tanto na ausência de fonte de carbono quanto de nitrogênio. Foram identificados reguladores transcricionais e componentes de vias de sinalização celular com expressão diferenciada frente a esses diferentes estresses ambientais. A maior parte dos genes cuja expressão se alterou em função dos diversos estresses ambientais estudados ainda não tem função celular conhecida, sendo essa observação, portanto, uma contribuição importante para sua anotação funcional. Uma vez que o fungo filamentoso Trichoderma reesei vem se tornando um organismo de valor biotecnológico por sua característica de alto poder de síntese e secreção de proteínas, esperamos que os dados apresentados forneçam um maior entendimento dos processos celulares desse organismo e possam subsidiar futuros projetos visando uma melhor adaptação do mesmo a ambientes industriais. / The diversity of organisms found today in our planet is due to their adaptation to different environmental conditions present in each ecological niche, and to the adaptative response originated from changes in those conditions. The first step in the adaptation process is considered to be the reprogramming of gene expression as an immediate response to a new environmental condition. A fraction of the genome from all living organisms is dedicated to encoding proteins related to the control of deleterious effects created by different types of stresses like heat or osmotic shock, oxidative stress, or by the presence of high concentrations of heavy metal ions. Similarly, the absence or exhaustion of macronutrients as carbon, nitrogen, phosphorous or sulphur sources demand new patterns of gene expression in order to the organisms survive in a limited nutritional condition, which is also considered an environmental stress. Once the gene expression analyses in fungi as a response to environmental stresses have been widely studied in the yeasts Saccharomyces cerevisiae and Schizossacharomyces pombe, we proposed to study such response in the multicellular filamentous fungus Trichoderma reesei. To this purpose, we have utilized the cDNA microarray technique to analyze the gene expression of approximately 2,000 T. reesei transcripts in response to heat shock, to high concentration of cadmium II ions and to a 2-hour absence of carbon or nitrogen source. As a general response to the four studied stresses, we observed on one hand a negative transcriptional regulation of genes involved in processes that demand great amounts of energy, i.e. a negative regulation of protein synthesis, indicated by strong repression of ribosomal protein genes transcription, as well as a negative regulation of anabolism. On the other hand, genes that encode proteins associated with cellular defense, like chaperones, had their expression induced. The responses to heat shock and to cadmium poisoning were quite similar while nitrogen source absence also induced the expression of genes related to protein and nucleotide degradation. Genes implicated in the consumption of lipid reserves were induced in the absence of both carbon and nitrogen sources. We identified some transcription regulators as well as components of signal transduction pathways that have differential patterns of gene expression caused by these different environmental stresses. Most of the genes that had their expression altered in response to the studied environmental stresses has no known function yet. Their expression patterns towards such stresses are therefore an important contribution to their functional annotation. Since the filamentous fungus Trichoderma reesei has become a microorganism of biotechnological value for its high capacity of synthesis and secretion of proteins, we expect that the data presented on this work can provide a better understanding of its cellular processes and may support future projects for a better adaptation of this organism to industrial conditions.

Made available in DSpace on 2015-12-06T23:46:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A reducao ou minimizacao das consequencias das fraturas osseas e a regeneracao tecidual e objetivo de recursos clinicos e terapeuticos. O tecido osseo tem funcao mecanica, de deposito mineral e hematopoietica sendo composto por tres tipos celulares, osteoblastos, osteocitos e osteoclastos. Diversas substancias sao secretadas pelos osteoblastos, entre elas o calcio, que tem papel fundamental na homeostase celular e na producao do tecido osseo mineralizado e em cujo fluxo estao envolvidos os genes S100A6, PMCA1b e a osteocalcina ligados ao processo transporte e de mineralizacao. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do laser de baixa intensidade, no que concerne a sinalizacao de calcio e mineralizacao ossea, na expressao dos genes S100A6, PMCA1b e osteocalcina em celulas osteoblasticas adultas. Trinta fragmentos mediais de femures com aproximadamente 5mm foram coletados cirurgicamente de ratos Wistar e distribuidos em dois grupos A (n=15, laser) e B (n=15, sem laser). Os fragmentos foram digeridos mecanica e enzimaticamente com colageno tipo II. Apos sete dias de cultura o grupo A foi irradiado com laser de baixa intensidade de Arseneto de Galio e Aluminio &#955;=808nm, 250mW de potencia nominal, densidade de potencia de 200mW/cm2, densidade de energia de 2000mJ/cm2, dose de energia de 2J/cm2, diametro de feixe de 0,02mm, tempo de 5s em 1 ponto de aplicacao durante 6 dias. Em seguida, o RNA foi extraido, quantificado, submetido a sintese de cDNA e realizada quantificacao de Ct comparativo pela Reacao em Cadeia da Polimerase em Tempo Real. Os valores foram submetidos a analise estatistica de teste Mann-Whitney com p<0,05. A analise em relacao a quantidade de RNA dos grupos A (mediana 3,80) e B (mediana 3,80) e os valores das medianas de &#916;Ct dos tres genes, S100A6 (A=2,22 e B=2,89), osteocalcina (A=4,06 e B=3,45) e PMCA1b (A=1,85 e B=4,16) nao mostraram diferencas significativas. O laser de baixa intensidade em osteoblastos adultos nao alterou a expressao dos genes S100A6, PMCA1b e osteocalcina descartando a relacao, no periodo estudado, destes genes com a mineralizacao e regeneracao ossea / The aim of clinical and therapeutic features is to reduce or minimize the consequences of fractures and bone regeneration. The bone has mechanical, mineral deposit and hematopoietic functions due to three types of cells, osteoblasts, osteocytes and osteoclasts. Several substances are secreted by osteoblasts, including calcium, which plays a fundamental role in cellular homeostasis and production of mineralized bone tissue and in whose flow are involved the S100A6, PMCA1b and osteocalcin genes related to the transport and mineralization process. This study was designed to evaluate the effects of low-level laser, when it comes to calcium signaling and bone mineralization, in S100A6, PMCA1b and osteocalcin genes expression in adult osteoblast cells. Thirty medial femoral fragments with approximately 5mm were surgically collected from Wistar rats and distributed into two groups A (n=15, laser) and B (n=15 without laser). The fragments were digested mechanical and enzymatically with type II collagen. After seven days of culture group A was irradiated with low intensity Gallium-Aluminum-Arsenide laser λ=808nm, 250mW nominal power, power density 200mW/cm2, energy density 2000mJ/cm2 dose of energy 2J/cm2 beam diameter 0,02 mm, length of 5s in one application point for 6 days. Then, RNA was extracted, quantified, underwent to cDNA synthesis and quantification performed by the comparative Ct by Real Time Polymerase Chain Reaction. The values were underwent to statistical analysis by Mann-Whitney test with p<0,05. The analysis for the amount of RNA of group A (median 3,80) and B (median 3,80) and ΔCt median values of the three genes, S100A6 (A=2.22 and B=2.89), osteocalcin (A=4.06 and B=3.45) and PMCA1b (A=1.85 and B=4.16) showed no significant differences. Low-level laser irradiation in adult osteoblasts did not modify the expression of S100A6, PMCA1b and osteocalcin genes discarding the relationship of these genes with the mineralization and bone regeneration in the studied period. / BV UNIFESP: Teses e dissertações

O gene TrCit do fungo filamentoso Trichoderma reesei codifica a proteína citrato sintase, uma enzima chave do ciclo de Krebs. Análise da região 5´ upstream de TrCit mostra que o gene está adjacente ao gene TrIcl (que codifica a proteína isocitrato liase, uma enzima do ciclo de glioxalato), em uma orientação cabeça-cabeça. A região promotora intergênica de 647 pb rica em G + C, apresenta uma ilha CpG, seqüência INR, caixas GC, caixas CAAT, sítios de ligação para diversos fatores de transcrição e é isenta de caixa TATA. O gene TrCit de 1573 pb contém 3 éxons e 2 íntrons. Sua seqüência codificadora de 1422 pb produz uma proteína de 474 aminoácidos, com um peso molecular estimado de 52,3 kD. O gene TrIcl de 1880 pb contém 3 éxons e 2 íntrons. Sua seqüência codificadora de 1788 pb produz uma proteína de 596 aminoácidos, com um peso molecular estimado de 65,4 kD. A atividade transcricional da região promotora foi analisada utilizando como repórter o gene de higromicina B fosfotransferase (hph). Uma região funcional necessária à transcrição de ambos os genes foi identificada na região central do promotor e contém uma caixa GC que liga o putativo fator de transcrição Sp1 de T. reesei (TrZnFSp1). O gene do putativo fator de transcrição “zinc-finger" TrZnFSp1 de 1500 pb contém 3 éxons e 2 íntrons. Sua seqüência codificadora de 1344 pb produz uma proteína de 448 aminoácidos, com um peso molecular estimado de 48,4 kD. Os resultados mostram que ambos os genes são transcritos de forma divergente a partir de um promotor bidirecional que compartilha na região central uma caixa GC, necessária para a transcrição de ambos os genes. / The TrCit gene from the filamentous fungus Trichoderma reesei codes for the citrate synthase protein, a key enzyme in the Krebs cycle. Analysis of TrCit 5’ upstream region showed that it is adjacent to the TrIcl gene that codes for isocitrate lyase protein, an enzyme involved in the glyoxylate cycle. Both genes, on a head-to-head orientation, are separated by an intergenic GC-rich and TATA-less promoter region of 647 base pairs. This bidirectional promoter has diverse cis regulatory elements: a CpG island, two INR sequences, GC boxes, CAAT boxes and several putative interaction sites for different transcription factors. The TrCit gene, 1,573-base pair-long, has an open reading frame of 1,422 base pairs interrupted by two introns. The gene codes for a protein with an estimated molecular weight of 52.3 kD. The TrIcl gene, 1,880-base pair-long, contains 3 exons and 2 introns and a putative coding sequence of 1,788 base pairs. The estimated molecular weight of TrICL is 65.4 kD. he transcriptional activity of the intergenic promoter region was analyzed using hygromicin B phosphotransferase (hph) as a reporter gene. A functional region required for the transcription of both genes was identified in the centre of this promoter. It has a GC box that interacts with a putative transcription factor Sp1 from T. reesei (TrZnFSp1). The results presented in this work show that both genes are divergently transcribed from a bidirectional promoter that shares an essential central GC box.

Em eucariotos, o DNA é organizado juntamente com histonas em um complexo nucleoproteico conhecido como cromatina, cuja unidade fundamental corresponde aos nucleossomos. A cromatina apresenta-se de duas maneiras: eucromatina, região estruturalmente menos condensada e, portanto, mais facilmente transcrita, e heterocromatina, região muito condensada e transcricionalmente silenciosa. Na forma de eucromatina, o acesso dos fatores de transcrição a regiões de DNA livres de nucleossomos é facilitado, enquanto que na forma de heterocromatina os fatores de transcrição não conseguem acessar o DNA para ativar ou reprimir a expressão gênica inferindo, assim, que o grau de compactação da cromatina interfere na regulação da expressão gênica e que o nucleossomo atua como silenciador gênico. Neste contexto, os objetivos foram identificar, mapear e caracterizar regiões em eucromatina na musculatura esquelética de bovinos da raça Nelore. As análises foram realizadas em relação ao músculo Longissimus dorsi pela técnica Assay for Transposase-Accessible Chromatin (ATAC-Seq), capaz de isolar regiões livres de nucleossomos a partir do mecanismo enzimático de transposição. A fim de otimizar o protocolo dessa metodologia para tecido muscular, foram testadas concentrações de 50 mil, 75 mil e 100 mil núcleos tratados com transposase. Destes, foram encontrados 6.811, 11.121 e 11.473 picos de eucromatina, respectivamente, e 6.212 regiões de cromatina aberta foram coincidentes nas três amostras. A associação entre regiões eucromáticas, expressão gênica e gordura intrasmuscular foi confirmada a partir da análise de sobreposição com transcriptional start sites (TSS), genes expressos em músculo esquelético, genes diferencialmente expressos (GDE) para gordura intramuscular e regiões de expression quantitative trait loci (eQTL) de tecido muscular reforçando, assim, o potencial regulatório das regiões de eucromatina. / In eukaryotes, DNA is organized along with histones in nucleoproteins complexes known as chromatin, which has nucleosomes as their fundamental unit. Chromatin exists in two forms: euchromatin, corresponding to a lightly condensed structure and an easily transcribed region, and heterochromatin, a highly condensed and transcriptionally silent region. In euchromatin form, transcription factors have free access to nucleosome-depleted DNA regions, while in heterochromatin the transcription factors can not access the DNA for activate or repress genic expression, which suggests that the chromatin compaction degree interferes with regulation of gene expression and that nucleosomes act as gene silencer. In this context, the aims of the present project were to identify, map and characterize euchromatin regions in the skeletal musculature of Nellore cattle. Analyzes were performed considering the muscle Longissimus dorsi using Assay for Transposase-Accessible Chromatin technique (ATAC-Seq), which isolates nucleosome-depleted regions throught transposition enzymatic mechanism. Differente transposase-treated nuclei concentrations were tested: 50 thousand, 75 thousand and 100 thousand. From these, 6.811, 11.121, and 11.473 euchromatin peaks were found, respectively, and 6.212 open chromatin regions were coincident among them. The association between euchromatic regions, gene expression and intrasmuscular fat was confirmed from the overlap analysis with transcriptional start sites (TSS), genes expressed in skeletal muscle, differentially expressed genes (GDE) for intramuscular fat and regions of expression quantitative trait loci (eQTL) of muscle tissue, reinforcing the regulatory potential of the euchromatin regions.

Fatores hepatotróficos (FH) possuem a capacidade de promover aumento de massa hepática em ratos e diminuição da fibrose em animais cirróticos. Os FH podem ser importantes nos casos de ressecção e transplantes hepáticos no qual o fígado remanescente necessita de um volume considerável para exercer suas funções após a cirurgia. Objetivou-se neste trabalho avaliar a cinética de uma solução de FH em fígados de animais sadios. Utilizou-se 105 ratos Wistar fêmeas divididos em 7 grupos de 15 animais cada. 6 grupos receberam solução de FH na dose 40 ml/kg/dia, i.p. e 1 grupo controle (CT) recebeu apenas solução salina 0,9%. Os animais foram eutanasiados com 2, 4, 6, 8, 10 e 12 dias (grupos 2, 4, 6, 8, 10 e 12) após o início do tratamento. Avaliou-se os parâmetros biométricos, a proliferação dos hepatócitos pela análise imuno-histoquímica (PCNA), morfometria do colágeno, função hepática e a expressão gênica de colágeno &alpha;I, TGF&beta;1, MMP 2 e PLAU. O aumento de massa hepática foi maior nos grupos 8, 10 e 12. A marcação de hepatócitos PCNA+ obteve seu pico no grupo 2. A morfometria do colágeno (mensurado pelo picrossírius) revelou redução nos grupos 6, 10 e 12 (o Grupo 8 não foi avaliado). A imunofluorescência para colágeno tipo III evidenciou redução do colágeno no grupo 12. Os resultados das enzimas de função hepática permaneceram normais. A expressão gênica do colágeno I obteve alta expressão diminuindo com o decorrer do tratamento; a ação do gene TGF&beta;1 indicou inibição da proliferação celular no grupo 12. MMP 2 e PLAU não demonstraram participar de forma efetiva no mecanismo de ação dos FHs. Os resultados demonstraram que a solução de FH promove a hipertrofia hepatocitária, sem alteração da função hepática e diminuindo o colágeno volumétrico do fígado. Os FH representam uma opção relevante ao tratamento de hepatopatias ou quando é necessário aumento de massa hepática antes de hepatectomias e/ou ressecções. / Hepatotrophic factors (HF) have the ability to the liver mass in rats and decrease fibrosis in cirrhotic rats. HFs can be important in cases of resection and liver transplantation in which the remnant liver needs to restore a considerable mass volume before surgery. Thus, this study evaluates the kinetics of HF solution in the livers of healthy animals. Were used 105 female Wistar rats divided into 7 groups of 15 animals each. 6 groups received HF solution at a dose 40 ml/kg/day, i.p. and 1 control group (CT) only received 0.9% saline solution. The animals were euthanized at 2, 4, 6, 8, 10 and 12 days (groups 2, 4, 6, 8, 10 and 12) after starting treatment. The biometric parameters, proliferation of hepatocytes by immunohistochemical analysis (PCNA), collagen morphometry, liver biochemical function and gene expression of collagen &alpha;I, TGF&beta;1, MMP 2 and PLAU. The increase in liver mass was greater in groups 8, 10 and 12. The index of hepatocytes PCNA+ peak obtained in group 2. Morphometry of collagen (measured by picrosirius red) revealed reduction in groups 6, 10 and 12 (Group 8 was not evaluated). Immunofluorescence for collagen type III showed reduction of collagen in group 12. The results of the enzymes of liver function remained normal. Gene expression of collagen I expression was higher decreasing over the course of treatment; the action of TGF&beta;1 gene showed inhibition of cell proliferation in group 12. MMP 2 and PLAU not shown to effectively participate in the mechanism of action of HFs. The results showed that the solution of HF promotes hepatocyte hypertrophy with no change in liver function and decreasing the volume of liver collagen. Therefore, HFs represents an important option for treatment of chronic liver diseases or when it is necessary to increase liver mass before hepatectomy and/or resections.

Em eucariotos, o DNA é organizado juntamente com histonas em um complexo nucleoproteico conhecido como cromatina, cuja unidade fundamental corresponde aos nucleossomos. A cromatina apresenta-se de duas maneiras: eucromatina, região estruturalmente menos condensada e, portanto, mais facilmente transcrita, e heterocromatina, região muito condensada e transcricionalmente silenciosa. Na forma de eucromatina, o acesso dos fatores de transcrição a regiões de DNA livres de nucleossomos é facilitado, enquanto que na forma de heterocromatina os fatores de transcrição não conseguem acessar o DNA para ativar ou reprimir a expressão gênica inferindo, assim, que o grau de compactação da cromatina interfere na regulação da expressão gênica e que o nucleossomo atua como silenciador gênico. Neste contexto, os objetivos foram identificar, mapear e caracterizar regiões em eucromatina na musculatura esquelética de bovinos da raça Nelore. As análises foram realizadas em relação ao músculo Longissimus dorsi pela técnica Assay for Transposase-Accessible Chromatin (ATAC-Seq), capaz de isolar regiões livres de nucleossomos a partir do mecanismo enzimático de transposição. A fim de otimizar o protocolo dessa metodologia para tecido muscular, foram testadas concentrações de 50 mil, 75 mil e 100 mil núcleos tratados com transposase. Destes, foram encontrados 6.811, 11.121 e 11.473 picos de eucromatina, respectivamente, e 6.212 regiões de cromatina aberta foram coincidentes nas três amostras. A associação entre regiões eucromáticas, expressão gênica e gordura intrasmuscular foi confirmada a partir da análise de sobreposição com transcriptional start sites (TSS), genes expressos em músculo esquelético, genes diferencialmente expressos (GDE) para gordura intramuscular e regiões de expression quantitative trait loci (eQTL) de tecido muscular reforçando, assim, o potencial regulatório das regiões de eucromatina. / In eukaryotes, DNA is organized along with histones in nucleoproteins complexes known as chromatin, which has nucleosomes as their fundamental unit. Chromatin exists in two forms: euchromatin, corresponding to a lightly condensed structure and an easily transcribed region, and heterochromatin, a highly condensed and transcriptionally silent region. In euchromatin form, transcription factors have free access to nucleosome-depleted DNA regions, while in heterochromatin the transcription factors can not access the DNA for activate or repress genic expression, which suggests that the chromatin compaction degree interferes with regulation of gene expression and that nucleosomes act as gene silencer. In this context, the aims of the present project were to identify, map and characterize euchromatin regions in the skeletal musculature of Nellore cattle. Analyzes were performed considering the muscle Longissimus dorsi using Assay for Transposase-Accessible Chromatin technique (ATAC-Seq), which isolates nucleosome-depleted regions throught transposition enzymatic mechanism. Differente transposase-treated nuclei concentrations were tested: 50 thousand, 75 thousand and 100 thousand. From these, 6.811, 11.121, and 11.473 euchromatin peaks were found, respectively, and 6.212 open chromatin regions were coincident among them. The association between euchromatic regions, gene expression and intrasmuscular fat was confirmed from the overlap analysis with transcriptional start sites (TSS), genes expressed in skeletal muscle, differentially expressed genes (GDE) for intramuscular fat and regions of expression quantitative trait loci (eQTL) of muscle tissue, reinforcing the regulatory potential of the euchromatin regions.

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-07-31T14:40:37Z No. of bitstreams: 1 Vanessa Ribeiro Moreira.pdf: 4159897 bytes, checksum: a09b5761e215c744dd25a72b0862176f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-31T14:40:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vanessa Ribeiro Moreira.pdf: 4159897 bytes, checksum: a09b5761e215c744dd25a72b0862176f (MD5) Previous issue date: 2017-07-05 / FAPEMA, CAPES / Leishmaniasis is a neglected disease caused by more than 20 species of parasites of the Leishmania genus. Pentavalent antimonials are the drugs commonly used for the treatment of leishmaniasi and among then Glucantime® is the first choice drug recommended by the World Health Organization. Its toxic effects are well known, including as genetic damage inducing. However, the mechanism of its genotoxic effect has not been elucidated yet. Given this, we investigated the mechanism by which Glucantime® causes damage to DNA in BALB/c mice infected with Leishmania (Leishmania) infantum, treated with 20mg/kg/day during 20 days. Damage to DNA have been assessed by the comet assay using peripheral blood leukocytes and for assessment of oxidative damage, the comet assay was followed by treatment with the enzymes formamidopyrimidine-DNA-glycosylase (Fpg) and endonuclease III (ENDO III), which recognize and remove oxidized purines and pyrimidines of DNA. The mutagenic potential of the drug was investigated by the micronucleus test in bone marrow cells. The consequences of the oxidative process were measured by the activity of the enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPx). In addition, we evaluated the expression of genes related to antioxidante defense (GSS, GSTP1, GPx1, SOD1, SOD2 and CAT) and to the DNA repair system (OGG1 and MTH1). Our data demonstrated that Glucantime® causes damage to DNA in mammalian cells by oxidating the nitrogenous bases. The increased frequency of micronucleated cells in animals treated with antileishmanial revealed that the genomic instability was fixed in mutations. In addition, Glucantime® induced overexpression of genes related to the antioxidant defense, as well as the genes OGG1 and MTH1, that work in the DNA repair mechanism of damage caused by oxidation of nitrogen bases. Our data also revealed that infection by L. infantum and the treatment with antimonial significantly increased the enzymatic activity in the SOD-CAT axis, while the SOD-GPx axis was inhibited, probably by the depletion of glutathione. Thus, our data suggests that the antimonial pledges to GPx leading to saturation of the antioxidant system and causes damage to DNA through oxidative stress. These findings were supported by the reduction of genetic damage thought a treatment combined with ascorbic acid, a potent antioxidant. At last, we demonstrated that the stressfull effect of Glucantime® triggers a molecular response in mammalian cells, positively modulating the expression. Of genes related to DNA repair and antioxidant defense. / Leishmaniose é uma doença negligenciada causada por mais de 20 espécies de parasitas do gênero Leishmania. Antimoniais pentavalentes são os fármacos normalmente utilizados para o tratamento das leishmanioses e, dentre estes, o Glucantime® é a droga de primeira escolha recomendada pela Organização Mundial de Saúde. São bastante conhecidos seus efeitos tóxicos, inclusive como indutor de danos genéticos. Entretanto, o mecanismo pelo qual o fármaco exerce seu efeito genotóxico ainda não está elucidado. Nesse sentido, investigamos o mecanismo pelo qual o Glucantime® causa danos ao DNA em camundongos BALB/c infectados com Leishmania (Leishmania) infantum, com regime de tratamento de 20mg/kg/dia durante 20 dias. Danos ao DNA foram avaliados pelo ensaio do cometa usando leucócitos de sangue periférico e, para avaliação de danos oxidativos, o ensaio do cometa foi seguido pelo tratamento com as enzimas formamidopirimidina-DNA-glicosilase (Fpg) e endonuclease III (ENDO III), que reconhecem e retiram bases púricas e pirimídicas oxidadas do DNA. O potencial mutagênico da droga foi investigado pelo teste do micronúcleo em células de medula óssea. As consequências do processo oxidativo foram medidas pela atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx). Além disso, avaliamos a expressão de genes relacionados à defesa antioxidante (GSS, GSTP1, GPx1, SOD1, SOD2 e CAT) e ao sistema de reparo do DNA (OGG1 e MTH1). Nossos dados demonstraram que o Glucantime® causa danos ao DNA em células de mamíferos pela oxidação das suas bases nitrogenadas. O aumento da frequência de células micronucleadas nos animais sob tratamento com o antileishmanial revelou que a instabilidade genômica foi fixada em mutações. Além disso, o Glucantime® induziu a superexpressão de genes relacionados a defesa antioxidante, bem como dos genes OGG1 e MTH1, que atuam no mecanismo de reparo de danos ao DNA ocasionados por oxidação de bases nitrogenadas. Os nossos dados revelaram também que a infecção por L. infantum e o tratamento com o antimonial aumentou significativamente a atividade enzimática no eixo SOD-CAT, enquanto que o eixo SOD-GPx foi inibido, provavelmente, pela depleção de glutationa. Assim, nossos dados sugerem que o antimonial Glucantime® compromete a atividade da GPx levando a saturação do sistema antioxidante e causa danos ao DNA por estresse oxidativo. Esses achados foram corroborados pela redução dos danos genéticos pelo co-tratamento com o ácido ascórbico, um potente antioxidante. Finalmente, demonstramos que o efeito estressante do Glucantime® dispara uma resposta molecular nas células de mamíferos, modulando positivamente a expressão de genes relacionados ao reparo do DNA e à defesa antioxidante.

Introdução: A Esclerose Múltipla (EM) é uma doença autoimune desmielinizante que afeta drasticamente a capacidade motora, cognitiva, e sensitiva dos pacientes. Acreditase que o Retrovírus Endógeno Humano da família W (HERV-W) possa ter um papel na patogênese da doença. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar o transcriptoma desses indivíduos, e analisar os loci do HERV-W diferencialmente ativos. Materiais e Métodos: PBMC e soro de pacientes com EM em surto (GS), em condições avançadas (GA) e indivíduos saudáveis (GC) foram coletadas. Amplicons de envelope de HERV-W foram sequenciados em Ion Torrent e o RNAm foi sequenciado na plataforma Illumina HiSeq2500. Além da análise do HERV-W, análises de interação gênica foram feitas e citocinas inflamatórias e quimiocinas foram testadas. Resultados: Foram analisados 23 indivíduos com EM (16 GS e 7 GA) e 36 do GC. Os pacientes com EM apresentam 3x mais expressão de HERV-W do que os indivíduos controle. O sequenciamento de amplicon revelou que os grupos com EM apresentavam mais loci ativos do que o GC. Apesar limitações decorrentes de variações entre corridas, o transcriptoma demonstrou que o HERV-K11 era diferencialmente expresso no GS, e no GA, 19 HERVs estavam diferencialmente expressos. Loci novos e já descritos como ativos em outros estudos foram encontrados no presente trabalho. O perfil de interação gênica do GS demonstrou um caráter inflamatório, confirmados pela dosagem de citocinas, onde IL-6, IL-1?, TNF-?, IFN-? estavam elevadas nos indivíduos do GS. Já os indivíduos do GA apresentavam um perfil não inflamatório com vias de reparo neuronal inativadas. Conclusões: Os pacientes com EM apresentam maior nível de expressão e maior diversidade de expressão de HERV-W do que o GC. Apesar os perfis semelhantes de expressão, há loci diferencialmente expressos dependente do grupo estudado. Os pacientes com EM apresentam perfis distintos de expressão gênica onde os indivíduos GS apresentam um perfil inflamatório e no GA, um perfil neurodegenerativo. / Introduction: Multiple Sclerosis (MS) is an autoimmune disease which drastically affects motor, cognitive and sensitive capability of the patients. It seems that Human Endogenous Retrovirus W family (HERV-W) may play a role in MS pathogenesis. Therefore, the aim of this study was to analyze the transcriptome of these individuals and to analyze the HERV-W loci differentially expressed. Materials and Methods: PBMC and serum samples were collected from MS patients in relapsing conditions (GS), MS patients in advanced conditions (GA) and healthy individuals (GC). HERV-W Env amplicon was sequenced in Ion Torrent and mRNA was sequenced in illumina HISeq2500 platform. Besides HERV-W analysis, genic pathways analysis was performed and inflammatory cytokines and chemokines were tested. Results: A total of 23 MS patients (16 from GS and 7 from GA) and 36 from GC were enrolled in the study. MS patients presented 3-fold higher expression than healthy individuals. Amplicon sequencing revealed that MS groups presented more active loci than GC. Despite the limitations due to variations between sequencing runs, the transcriptome revealed that HERV-K11 was differentially expressed in GS, and 19 HERVs were differentially expressed in GA. New HERV-W loci and other loci that were reported as active loci previously are described here. The genic pathway analysis revealed that individuals from GS presented an inflammatory profile, also confirmed by cytokines dosage, where IL-6, IL-1?, TNF-?, IFN-? were significantly higher in GS. In the other hand, individuals from GA presented a non inflammatory profile with neuronal repair pathways inactivated Conclusions: MS patients present higher level and diversity of HERV-W expression than GC. Regardless the similar profile of HERV-W expression in MS groups, there are differentially expressed HERV-W loci depending of each MS group. MS patients present distinct genic expression profile, where GS presented an inflammatory pathway with vascular permeability, whereas GA presented a neurodegenerative profile

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-22Bitstream added on 2014-06-13T19:03:37Z : No. of bitstreams: 1 souza_jam_dr_jabo.pdf: 4083420 bytes, checksum: cb86ca179e1196f514509e27854de1c3 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O nitrogênio é o nutriente requerido em maior quantidade para a cultura da soja. Avanços nas pesquisas de melhoramento genético vegetal e microbiologia do solo permitiram expandir o uso de inoculantes comerciais contendo estirpes de Bradyrhizobium japonicum e Bradyrhizobium elkanii. Estas bactérias infectam as raízes da planta e induzem a formação de nódulos, que abrigam a forma bacterióide, diferenciada da bactéria, responsável pela fixação simbiótica do nitrogênio. Informações sobre processos bioquímicos envolvidos no metabolismo da relação simbiótica podem ser adquiridas através de análises globais de expressão gênica. Para esta finalidade, destaca-se a tecnologia de microarranjo de DNA para detecção de genes diferencialmente expressos em larga escala. O objetivo geral deste trabalho foi identificar genes diferencialmente expressos, por meio de microarranjos de DNA, em Bradyrhizobium elkanii SEMIA 587 cultivada em diferentes meios de cultura, RDM (Rhizobia Defined Medium), TY (Triptone-Yeast Medium) e YMB (Yeast-Mannitol Medium), e em bacterióides isolados de nódulos de soja em diferentes períodos de desenvolvimento, 13, 28 e 48 dias após inoculação. Para esta finalidade, a partir do seqüenciamento de DNA genômico de B. elkanii, um microarranjo (Be587) foi gerado contendo 2654 genes. Em meio RDM, a bactéria confrontou-se com a necessidade de se adaptar e sintetizar suas subunidades formadoras de macromoléculas a partir de uma única fonte de carbono, refletindo em um metabolismo mais ativo nas fases lag e log. Por outro lado, em meio TY, as células cultivadas na presença de uma boa fonte de carbono e energia cresceram rapidamente esgotando os recursos disponíveis no meio, 8 o que pode ter causado uma situação de estresse que se refletiu na identificação... / Nitrogen is the most required nutrient by soybean culture. Advanced researches in genetic plant breeding and soil microbiology allowed the expansion in commercial inoculants applications containing strains of Bradyrhizobium japonicum and Bradyrhizobium elkanii. These bacteria infect plant roots and induce nodule formation which home the differentiated bacteria, named bacteroid. The bacteroid in turn is responsible for symbiotic nitrogen fixation. Biochemical knowledge about processes of symbiotic regulation can be acquired by global analysis of gene expression. To achieve such information, the DNA microarray technology, used for detection of differentially expressed genes in large scale, was used. The purpose of this work was identificate differentially expressed genes of Bradyrhizobium elkanii SEMIA 587, grown under different media conditions, such as RDM (Rhizobia Defined Medium), TY (Triptone- Yeast Medium) and YMB (Yeast-Mannitol Medium), and in bacteroids from soybean nodules at different developmental stages, 13, 28 e 49 days after inoculation. For this purpose, the DNA microarray Be587 with 2654 genes was generated from B. elkanii genomic DNA. In RDM medium the bacterium was confronted with the need of adaptation and building of macromolecules subunits from a single carbon source, what was reflected in a more active metabolism in lag and log phases. In turn, in TY medium with good carbon and energy sources the cells grew fastly and exhaust the medium sources available. Such condition can submitted the bacterial cells to a stress condition that reflected in the identification of higher number differentially expressed genes. At different bacteroids stages, the analysis detected genes related to nodulation and 10 nitrogen fixation regulation more than structural genes. Inasmuch, an organic nitrogen recycle might be involved... (Complete abstract, click electronic access below)