O objetivo deste projeto foi entender a organização genômica e o conteúdo de genes de dois fitopatógenos relacionados geneticamente, mas que infectam diferentes hospedeiros: Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), um patógeno de cana-de-açúcar; e Leifonia xyli subsp. cynodontis (Lxc), um patógeno de gramíneas do gênero Cynodon. Os resultados do seqüenciamento parcial do genoma de Lxc são descritos, incluindo as seqüências comuns ao genoma de Lxx e os fragmentos de organização distinta e genes específicos de Lxc. Para alcançar o objetivo, bibliotecas genômicas do genoma de Lxc foram construídas. A estratégia revelou seqüências específicas, algumas provavelmente adquiridas por transferência horizontal, e regiões não sintênicas do genoma de Lxc, quando comparadas com Lxx. Regiões específicas somaram 311.353 pb e foram anotadas. Devido a associação de elementos genéticos móveis com reorganização cromossômica e transferência horizontal de genes, um estudo detalhado dos transposons do tipo IS, presentes em ambos os genomas, foi realizado. A análise revelou um número variável de elementos para cada genoma atuando na diversificação dos mesmos. / This study aimed to understand genome organization and gene content of two closely related plant pathogens that infect different hosts: Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), a sugarcane pathogen; and Leifonia xyli subsp. cynodontis (Lxc), a Cynodon grass pathogen. We describe the results of a partial genome sequence of Lxc, assessing the similarity to Lxx completely sequenced genome, describing differences in genome organization and uncovering genes specific to Lxc genome. To accomplish the objective, genomic libraries were constructed. The strategy uncovered specific sequences, some probably acquired by horizontal transfer and non-syntenic regions of Lxc genome compared to Lxx. Specific regions of Lxc genome accounted for 311,353 bp and were annotated. Because mobile genetic elements are often associated with rearrangements and horizontal gene transfer, a detailed study of all insertion sequence (IS) elements presented in both genomes were realized. The analysis revealed a variable number of transposable elements acting upon genomic diversity.

O advento do sequenciamento de nova geração (NGS - Next Generation Sequencing) nos últimos anos proporcionou um aumento expressivo no número de projetos genômicos. De maneira simplificada, as máquinas sequenciadoras geram como resultado fragmentos de DNA que são utilizados por programas montadores de genoma. Esses programas tentam juntar os fragmentos de DNA de modo a obter a representação completa da sequência genômica (por exemplo um cromossomo) da espécie sendo sequenciada. Em alguns casos o processo de montagem pode ser executado com maior facilidade para organismos com genomas de tamanhos pequenos (por exemplo bactérias com genoma em torno de 5Mpb), através de pipelines que automatizam a maior parte da tarefa. Um cenário mais complicado surge quando a espécie possui genoma com grande comprimento (acima de 1Gpb) e elementos repetidos, como no caso de alguns eucariotos. Nesses casos o resultado da montagem é geralmente composto por milhares de fragmentos (chamados de contigs), uma ordem de magnitude muito superior ao número de cromossomos estimado para um organismo (comumente da ordem de dois dígitos), dando origem a uma montagem altamente fragmentada. Uma atividade comum nesses projetos é a comparação da montagem com a de outro genoma como forma de validação e também para identificação de regiões conservadas entre os organismos. Embora o problema de alinhamento par-a-par de genomas grandes seja bem contornado por abordagens existentes, o alinhamento múltiplo (AM) de genomas grandes em estado fragmentado ainda é uma tarefa de difícil resolução, por demandar alto custo computacional e grande quantidade de tempo. Este trabalho consiste em uma metologia para fazer alinhamento múltiplo de genomas grandes de eucariotos com montagens altamente fragmentadas. Nossa implementação, baseada em alinhamento estrela, se mostrou capaz de fazer AM de grupos de montagens com diversos níveis de fragmentação. O maior deles, um conjunto de 5 genomas de répteis, levou 14 horas de processamento para fornecer um mapa de regiões conservadas entre as espécies. O algoritmo foi implementado em um software que batizamos de FROG (FRagment Overlap multiple Genome alignment), de código aberto e disponível sob licença GPLv3. / The advent of Next Generation Sequencing (NGS) in recent years has led to an expressive increase in the number of genomic projects. In a simplified way, sequencing machines generate DNA fragments that are used by genome assembler software. These programs try to merge the DNA fragments to obtain the complete representation of the genomic sequence (for example a chromosome) of the species being sequenced. In some cases the assembling process can be performed more easily for organisms with small-sized genomes (e.g. bacteria with a genome length of approximately 5Mpb) through pipelines that automate most of the task. A trickier scenario arises when the species has a very large genome (above 1Gbp) and complex elements, as in the case of some eukaryotes. In those cases the result of the assembly is usually composed of thousands of fragments (called contigs), an order of magnitude much higher than the number of chromosomes estimated for an organism (usually in the order two digits), giving rise to a highly fragmented assembly. A common activity in these projects is the comparison of the assembly with that of another genome as a form of validation and also to identify common elements between organisms. Although the problem of pairwise alignment of large genomes is well circumvented by existing approaches, multiple alignment of large genomes with highly fragmented assemblies remains a difficult task due to its time and computational requirements. This work consists of a methodology for doing multiple alignment of large eukaryotic genomes with highly fragmented assemblies, a problem that few solutions are able to cope with. Our star alignment-based implementation, was able to accomplish a MSA of groups of assemblies with different levels of fragmentation. The largest of them, a set of 5 reptilian genomes where the B. jararaca assembly (800,000 contigs, N50 of 3.1Kbp) was used as anchor, took 14 hours of execution time to provide a map of conserved regions among the participating species. The algorithm was implemented in a software named FROG (FRagment Overlap multiple Genome alignment), available under the General Public License v3 (GPLv3) terms.

O circovírus suíno tipo 2 (PCV2) é o principal agente envolvido na Síndrome Multissistêmica do Definhamento dos Suínos (SMDS). Na maioria dos países onde a suinocultura tem expressiva importância econômica, a SMDS vem causando sérios prejuízos. Com o objetivo de contribuir para a caracterização genética de isolados brasileiros de PCV2, duas amostras autóctones foram clonadas e seqüenciadas na íntegra. Para tanto, o genoma viral foi extraído de tecidos de animais com SMDS e amplificado pelo método denominado “amplificação em círculo rolante com múltiplos primers” (ACRMP). Ambas seqüências apresentaram 1.767 nucleotídeos e diferiram entre si em apenas um nucleotídeo. A análise filogenética destas duas seqüências mostrou maior identidade com o grupo (1A) formado por isolados holandeses, franceses e chineses. Um isolado brasileiro previamente sequenciado, de Minas Gerais, foi classificado em outro grupo e a seqüência diferiu em até 16 nucleotídeos em relação aos isolados do Rio Grande do Sul. Na etapa seguinte desses estudos, visando o futuro desenvolvimento de vacinas, um dos genomas aqui seqüenciados foi transfectado em células de testículo de suíno (ST). Antígenos virais nas células transfectadas foram detectados por imunoperoxidase, demonstrando assim a infecciosidade do clone produzido. Entretanto, o clone infeccioso obtido não foi capaz de multiplicar-se a ponto de fornecer massa antigênica que viabilizasse a produção de uma vacina. Em vista disso, realizou-se uma tentativa de criar uma linhagem celular persistentemente infectada. Para isso, o DNA de PCV2 foi novamente transfectado em células ST com um plasmídeo contendo o gene de resistência a geneticin, visando a seleção de colônias celulares resistentes. Após a transfecção, porém, observou-se um efeito negativo na formação de colônias resistentes a esta droga. Este efeito foi dose-dependente em relação à quantidade de DNA de PCV2, o que impossibilitou o estabelecimento de uma linhagem celular persistentemente infectada. Isto pode estar relacionado com a expressão da proteína da ORF3 que induz apoptose ou à indução de citocinas, como interferons, embora outros mecanismos não possam ser excluídos, como efeito tóxico do alto número de cópias de genomas de PCV2. Analisando os resultados obtidos durante a realização destes estudos, conclui-se que as amostras de PCV2 circulantes no Brasil apresentam de identidade alta (99,09 %). / Porcine circovirus type 2 is the main etiological agent implicated in the postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS) in pigs. In countries with considerable swine production, PMWS is a major cause of economic losses. In order to perfom a genetic analysis on Brazilian PCV2 isolates, two PCV2 isolates inform the state of Rio Grande do Sul - Brazil, were cloned and fully sequenced. Viral genomes were extracted from tissues of animals with PMWS and amplified using multiply-primed rolling circle amplification (MPRCA). Both PCV2 sequences were 1,767 nucleotides long and differed in only one nucleotide from each other. Phylogenetic analysis of both sequences showed the highest sequence identity with a group of viruses (group 1A) that also harbors many Dutch, French and Chinese isolates. This suggests that the Brazilian PCV2 isolates examineed here might have been imported from one of such countries. Interestingly, a Brazilian isolate from Minas Gerais previously sequenced by others, was observed to belong to another group of PCV2 isolates and differs at 16 different sites from the isolates from Rio Grande do Sul. In order to develop a vaccine, one of the isolates here sequenced was transfected into swine testis (ST) cells. Viral antigens were detected in the transfected ST cells by immunoperoxidase, indicating that such PCV2 clone could give rise to infectious virus. However, the cloned virus was not able to multiply to high titers, what would be a major drawback in vaccine development. In attempting to solve this problem, the development of a PCV2- persistently infected cell line was targeted. PCV2 DNA was cotransfected with a plasmid carrying the geneticin resistance gene in order to allow clone selection by identification of geneticin resistant cells. However, the PCV2 DNA had a negative effect on the number of geneticin resistant colonies. Interestingly, this negative effect of PCV2 DNA was dose dependent and for this reason, it was not possible to establishing a persistently infected cell line. This might be linked to ORF3 protein expression, which induces apoptosis or production of interferon. Analyzing the results obtained in this study, the Brazilian PCV2 isolates had high identity (99.05 %).

Orientador : João Meidanis / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-03T14:23:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Telles_GuilhermePimentel_D.pdf: 2708887 bytes, checksum: b728e7b5eaa59e830b3ce288b3c90dd6 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Nesta tese apresentamos um algoritmo quase-linear para construir árvores PQR e o esquema para clustering de seqüências expressas que foi usado no projeto SUCEST (Sugarcane EST project).Uma árvore PQR é uma estrutura de dados capaz de resolver o problema dos uns consecutivos e outros problemas, como mapeamento físico de DNA, reconhecimento de grafos intervalo, otimização de circuitos lógicos e recuperação de dados. As árvores PQR são uma generalização das árvores PQ de Booth e Lueker e estão fundamentadas em propriedades algébricas sólidas. O algoritmo que apresentamos nesta tese se baseia nessas propriedades e é formado por um conjunto pequeno de padrões que modificam a árvore. Nosso algoritmo é mais eficiente que o algoritmo quadrático proposto originalmente por Meidanis e Munuera ao definir as árvores PQR e, embora não seja linear como o algoritmo para construir árvores PQ, acreditamos que ele contribui em direção a uma solução definitiva para o problema dos uns consecutivos. Clustering é o problema de categorização de um conjunto de objetos quando nem o número nem a composição das categorias é conhecido antecipadamente. Seqüências expressas ou ESTs (expressed sequence tags) são amostras de genes ativos extraídas das células de um organismo. Em um projeto genoma EST são obtidas milhares dessas seqüências que serão usadas como fonte para investigações por cientistas interessados nos processos celulares do organismo. O clustering de seqüências expressas é necessário para avaliar e reduzir a redundância do conjunto de ESTs. Nesta tese apresentamos o esquema de clustering usado no projeto da cana-de-açúcar, que produziu aproximadamente 300.000 ESTs. O esquema que apresentamos substituiu um esquema pré-existente e se caracteriza por uma limpeza prévia intensiva dos ESTs e pelo uso de um montador de genomas para agrupá-los. Acreditamos que este esquema possa ser utilizado em outros projetos do gênero / Abstract: In this thesis we introduce an almost-linear algorithm for building PQR trees and the method for expressed sequence tags clustering used in the SUCEST project (Sugarcane EST Project). A PQR tree is a structure that can be used to solve many problems, as the consecutive ones problem, DNA physical mapping, interval graphs recognition and data retrieval. PQR trees are a generalization of Booth and Lueker's PQ trees, and are founded on solid algebraic properties. The algorithm we present in this work is based on such properties and is composed by a small set of well-organized patterns. Our algorithm is more efficient than the quadratic one proposed by Meidanis and Munuera, who defined the PQR trees, and, although not linear as the algorithm for PQ trees construction, we believe that it contributes for a definite solution for the consecutive ones problem. Clustering is the problem of categorizing a set of objects when neither the number of categories nor the composition of the categories is known. Expressed sequence tags (ESTs) are samples from active genes extracted from cells of an organism. In an EST project, thousands of ESTs are produced and used as a source for research. Clustering ESTs is necessary to reduce the redundancy in the set of sequences. In this thesis we introduce the method used in the Sugarcane EST Project, that produced almost 300,000 sequences. The method we introduce in this work replaced another one that had problems. Our scheme include an intensive trimming of the ESTs and the use of a genome assembler for the whole set of sequences. We believe that our scheme may be used in other EST projects / Doutorado / Doutor em Ciência da Computação

Aplica la genómica comparativa para hallar las principales diferencias entre un nuevo genoma nativo de At. ferrivorans y At. ferrooxidans, con el fin de descubrir los genes de tolerancia al frío. Para cumplir el objetivo, una cepa de Acidithiobacillus ferrivorans PQ33 se aisló de Cerro de Pasco (4261 msnm) y se cultivó en medio base 9K con sulfuro de cobre 0,5% (w/v) hasta llegar a una densidad de 5x108 células/ml a una temperatura de 5°C. La cinética de crecimiento se analizó en hierro ferroso y en sulfuro cobre a través de recuento en cámara de Petroff-Housser y la cuantificación de cobre (II) liberado se determinó mediante absorción atómica. Por otro lado, se secuenció el genoma de la cepa nativa de At. ferrivorans PQ33 con HiSeq Illumina. Los reads fueron ensamblados con SPAdes y los contigs fueron alineados y extendidos con el genoma de referencia At. ferrivorans SS3 usando los software ABACAS e IMAGEN. La revisión de la calidad final y la anotación del genoma se realizaron con Quast y Prokka respectivamente. La identificación de islas genómicas fue verificada con IslandViewer por la presencia de genes de movilidad y desvío de GC. La cepa se identificó a través de secuenciación de RNA ribosomal 16S y se determinó el 100% de similitud con secuencias de At. ferrivorans SS3 y ACH ya reportadas. Se observó un tiempo de duplicación de 66,6 ± 5,1 h en hierro ferroso a pH 1.6. Por otra parte, después de 30 días de evaluación, la cepa de At. ferrivorans PQ33 mostró un tiempo de duplicación de 63,6 ± 3,9 h en sulfuro de cobre y se cuantificó 1780 ± 32 mg/l de cobre liberado (II). En cuanto al genoma, este presentó 3298172 pb en 101 contigs y 56,5% de GC. La anotación del genoma evidenció 3347 genes que codifican proteínas, 47 de ARNt y 3 ARNr. En contraste con las cepas 23270 y 53993 de At. ferrooxidans, el genoma de At. ferrivorans PQ33 mostró 2 Islas Genómicas (IGs), donde una de ellas mostró proteínas con dominio pilT, y un gen de rusticianina. Por otro lado, la proteína Rus de la IG mostró mayor flexibilidad que la de los operones rus. Adicionalmente, a diferencia del cepas SS3 y CF27 de At. ferrivorans, PQ33 mostró un gen que codifica un sistema ATPasa de salida de protones que ofrecería resistencia adicional al pH ácido. En conclusión, At. ferrivorans PQ33 oxida sulfuro de cobre a baja temperatura y oxida hierro ferroso a pH de 1.6. Además, At. ferrivorans PQ33 mostró plasticidad genómica al presentar dos IGs, donde una contiene un gen adicional rus que elucida posible mejora en el fitness evolutivo psicrotolerante de At. ferrivorans. Estos resultados tienen un significado importante para el desarrollo de la biolixiviación a gran altura, como en los andes peruanos. / Tesis

Orientador: Iscia Teresinha Lopes Cendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-27T18:55:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borges_MuriloGuimaraes_M.pdf: 8164302 bytes, checksum: cc367cbf534276995150e7db644f6e94 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Os avanços técnicos em sequenciamento alcançados em menos de uma década, atrelados ao desenvolvimento e barateamento do sequenciamento de alto desempenho, oferecem-nos a possibilidade de aplicação dessas tecnologias na medicina genômica. Nesse contexto, surge o sequenciamento do exoma humano, constituído das regiões codificantes do genoma, menor que 2% de sua totalidade. O sequenciamento do exoma (WES) se estabelece hoje como uma ferramenta custo-efetiva com a finalidade de identificar variantes de sequência relacionadas a várias doenças humanas. A análise através da bioinformática é essencial para lidar com o alto volume de dados gerados e realizar a ligação entre o experimento biológico e os dados obtidos. Objetivo: Aplicar e avaliar protocolos e aplicações disponíveis na análise dos dados gerados pelo sequenciamento de exomas humanos, bem como aplicar e aperfeiçoar protocolos e aplicações disponíveis para predizer variantes como potencialmente patológicas a partir de dados gerados pelo sequenciamento de exomas humanos. Materiais e métodos: Foram utilizadas as seguintes ferramentas: FastQC, Rqc, BWA, Picard, GATK e VEP. Estas foram então aplicadas às sequências do exoma humano possibilitando a identificação de variações nos perfis de qualidade das sequências, realinhamento local ao redor de inserções e deleções, recalibração da qualidade e posterior chamada das variantes potencialmente envolvidas nos fenótipos em estudo. No intuito de avaliar se a cobertura no exoma sofre variações mediante diferenças técnicas e étnicas, selecionamos amostras do Projeto 1000 Genomas. Resultados: A aplicação de nosso protocolo em 27 amostras WES resultou em gráficos de controle de qualidade pré e pós-alinhamento, que nos permitiram avaliar de modo global os perfis de qualidade destas sequências; realinhamento ao redor de inserções e deleções que ocorreu em mais de 15% da definição do exoma, realinhando mais de 79% das sequências; recalibração da qualidade que nos permitiu minimizar sua variação por ciclo da reação. Das sequências empregadas, 72% foram pareadas ao genoma, contudo 46% se estendem para fora da definição do exoma, com uma cobertura média de 59x para o exoma estendido e 66x para o exoma restrito. Temos que a cobertura para WES possui uma tendência a variar de acordo com a metodologia de captura empregada e ao grupo étnico de onde as amostras foram obtidas. Conclusão: A aplicação de um workflow para interrogação de variantes que considera a qualidade das sequências fornecidas pelo sequenciador, o alinhamento contra o genoma, realinhamento ao redor de regiões sabidamente conhecidas como portadoras de variações, recalibração da qualidade e anotação permitiu identificar variantes de sequência. Além disso, através da cobertura obtida pelo sequenciamento do exoma foi possível perceber diferenças técnicas e populacionais, refletindo que a complexidade do genoma pode interferir na reação de captura das sequências, influenciando na efetividade da técnica empregada / Abstract: The technical advances in sequencing made in less than a decade associated with the development and low costs of high throughput sequencing techniques allow their application in genomic medicine. Therefore, Whole Exome Sequencing (WES), which corresponds to less than 2% of the entire genome, emerges as a cost-effective tool that aims to identify variants related to human diseases. Bioinformatics is fundamental to process the big volume of data and link the obtained results with the biology. Objective: We aim to apply and evaluate protocols and applications designed for WES data analysis on human subjects. We also intend to apply and enhance protocols and applications designed to predict variants as potentially pathological from WES data. Materials and Methods: We used the following tools: FastQC, Rqc, BWA, Picard, GATK e VEP. We applied them to exome data, determining variation in quality profiles, local realignment, quality recalibration and variant calls. We also evaluated whether or not technical and population differences affect the depth profiles of samples from the 1000 Genomes Project. Results: We applied our protocol on 27 samples, resulting in pre and post-alignment quality control charts. Local realignment took place at more than 15% of the exome definition, extending to more than 79% of sequences. Quality recalibration minimized per cycle variation. In total, 72% of the sequences were paired against the genome, nevertheless 46% extended off-target. The mean coverage was 59X for the exome. We also detected that depth tends to vary based on technical and population differences between samples. Conclusion: We applied a variant-calling workflow that accounts for sequence quality, the alignment against the genome, local realignment, quality recalibration and annotation. In addition, we concluded that depth depends on technical and population differences, showing that genomic complexity may interfere with the capturing phase, affecting downstream analyses / Mestrado / Fisiopatologia Médica / Mestre em Ciências

Mitocôndrias são organelas semi-autônomas responsáveis pela respiração celular. Diversas fontes de evidências indicam a origem endossimbiótica dessas organelas, onde um organismo unicelular teria engolfado um organismo procariótico, possivelmente uma α-proteobactéria. Durante a coevolução do endossimbionte e sua célula hospedeira, ocorreu uma redução do genoma do endossimbionte, parte dos genes sendo perdida e parte transferida para o núcleo. A organização e o tamanho do genoma mitocondrial é bastante variável nas diferentes linhagens filogenéticas. O acúmulo de dados moleculares ajuda a esclarecer a origem e evolução das mitocôndrias. Até o momento, foram sequenciados os genomas mitocondriais de apenas três espécies de Rhodophyta, Chondrus crispus, Cyanidioschyzon merolae e Porphyra purpurea. As algas vermelhas são economicamente importantes por serem utilizadas principalmente como alimento e para as extrações de polissacarídeos e pigmentos acessórios. Gracilaria tenuistipitata var. liui Zhang et Xia é uma macroalga vermelha que apresenta grande tolerância a fatores ambientais e alta taxa de crescimento, sendo utilizada como organismo modelo em estudos fisiológicos, bioquímicos e moleculares, incluindo o sequenciamento do genoma completo do cloroplasto feito anteriormente pelo nosso grupo de pesquisa. Este estudo teve como objetivo o sequenciamento completo do genoma mitocondrial de G. tenuistipitata, a análise dos genes presentes e a comparação entre os genomas mitocondriais de Rhodophyta e de outros organismos fotossintetizantes disponíveis no GenBank. Para isso, foram realizadas extrações de DNA total para as amplificações por PCR, para posterior sequenciamento por primer walking e montagem do genoma mitocondrial completo de G. tenuistipitata. A sequência completa do genoma mitocondrial circular da alga vermelha G. tenuistipitata possui 25.565 nucleotídeos e conteúdo CG de 27%. Foram identificados 50 genes, que incluem sete subunidades do complexo NADH desidrogenase (nad 1-6, nad 4L), três do complexo sucinato desidrogenase (sdh 2-4), o gene apocitocromo b (cob), três subunidades da citocromo c oxidase (cox 1-3), três do complexo ATP sintase (atp 6,atp 8-9), cinco genes para proteínas ribossômicas (rps 3, rps 11-12, rpl 16, rpl 20), três genes para RNA ribossômico (rrn 5, rnl, rns) e 22 para RNA transportador. Um intron do grupo II está inserido no tRNA para histidina. Os genes mitocondriais de G. tenuistipitata estão organizados em dois conjuntos codificados um em cada fita do DNA, em direções de transcrição opostas. O genoma mitocondrial de Gracilaria tenuistipitata é bastante compacto, com poucas regiões intergênicas e utiliza um código genético modificado. O conteúdo de genes e sua ordem no genoma mitocondrial de G. tenuistipitata são extremamente semelhantes ao de C. crispus e os genomas mitocondriais de ambas apresentam identidade de nucleotídeos superior a 70% em todas as análises realizadas. Essa semelhança pode ser explicada pelo fato de ambas as algas pertencerem à mesma classe, Florideophyceae. As quatro espécies de Rhodophyta comparadas neste trabalho possuem os componentes básicos da cadeia respiratória e síntese de ATP, além de algumas proteínas ribossômicas e de um conjunto quase completo de tRNAs e rRNAs. Este trabalho corrobora estudos filogenéticos anteriores em relação às algas vermelhas, evidenciando que G. tenuistipitatae C. crispus são mais próximos entre si e igualmente distantes de P. purpurea, e que C. merolae se encontra em uma posição mais basal. / Mitochondria are semi-autonomous organelles responsible for cellular respiration. Many sources of evidence indicate the endosymbiotic origin of these organelles, in which an unicellular organism engulfed a prokaryotic organism, possibly an α-proteobacteria. During the endosymbiont and its host coevolution, the endosymbiont genome was reduced by gene loss and gene transfer to the nucleous. The mitochondrial genome size and organization varies within different phylogenetic lineages. The accumulation of molecular data helps to elucidate the origin and evolution of mitochondria. So far, only three species of Rhodophyta had their mitochondrial genome totally sequenced, Chondrus crispus, Cyanidioschyzon merolae and Porphyra purpurea. Red algae are economically important due to their use as food and for the extraction of polysacarids and accessory pigments. Gracilaria tenuistipitata var. liui Zhang et Xia is a red macroalgae very tolerant to environmental changes and shows high growth rates, being used as model organism in physiological, biochemical and molecular studies, including the sequencing of the whole chloroplast genome done by our research group. This study aimed the sequencing of the whole mitochondrial genome of G. tenuistipitata, the analysis of its gene content and the comparison within mitochondrial genomes of Rhodophyta and other photosynthetic organisms available at the GenBank. For that, total DNA was extracted for PCR amplifications, which were sequenced using primer walking and assembled to obtain the complete mitochondrial genome of G. tenuistipitata. The whole mitochondrial circular genome sequence of the red algae G. tenuistipitata was determined (25.565 nucleotides, C+G content 27%). Fifty genes were identified, including seven NAD H dehydrogenase complex subunits (nad 1-6, nad 4L), three succinate dehydrogenase complex subunits (sdh2-4), the apocytochrome b gene cob), three cytochrome c oxidase subunits (cox1-3), three ATP synthase complex subunits (atp6, atp8-9), five ribosomal proteins (rps3, rps11-12, rpl16, rpl20), three ribosomal RNA genes (rrn5, rnl, rns) and 22 tRNAs. One group II introns was found between the tRNA sup His /SUP. The mitochondrial genes of G. tenuistipitata are organized in two groups translated each one in each strand, in two opposite directions. The mitochondrial 13 genome of Gracilaria tenuistipitata is quite compact, with few intergenic regions and uses a modified genetic code. The gene content and its order in the mitochondrial genome of G. tenuistipitata are extremely similar to the C. crispus mitochondrial genome, and both genomes presented nucleotide identity above 70% in all the analyses. This similarity between the mtDNA of both species can be explained by the fact that both belong to the same class, Florideophyceae. The four Rhodophyta species compared in this study have the essencial components for the respiratory chain and ATP synthesis, besides some ribosomal proteins and almost all of the tRNAs and rRNAs. This work corroborate previous phylogenetic studies about red algae, showing that G. tenuistipitata and C. crispus are more closely related between each other than to P. purpurea, and that C. merolae is in a basal position.

Orientador: Laymert Garcia dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Filosofia e Ciencias Humanas / Made available in DSpace on 2018-08-04T18:51:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monteiro_MarkoSynesioAlves_D.pdf: 14010644 bytes, checksum: 84f93a9c31977e89c8b6246cdca253a9 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A tese tem por objetivo debater as mudanças atualmente em curso nas concepções modernas do corpo, a partir do impacto das novas tecnologias associadas à genética. Tais concepções, calcadas fortemente na dualidade cartesiana, estariam sendo modificadas pela possibilidade, cada vez mais real, de manipulação da natureza em seu nível molecular. As conseqüências teóricas de transformar o corpo, junto com a própria prática científica, em objetos de analise social, são debatidos. Um estudo de caso, a partir de pesquisa de campo feita em laboratórios de bioinformática na Universidade de São Paulo e no Instituto Ludwig de Pesquisa com Câncer/Hospital do Câncer, fundamenta empiricamente a discussão. Os microarrays, utilizados em pesquisas que buscam estabelecer biomarcadores para câncer de próstata, são analisados como objetos que encarnam as novas visões do corpo, num contexto marcado pelo avanço da biotecnologia. A tese debate também alguns aspectos políticos que se mostram relevantes na compreensão desse avanço tecnológico, como os temores de um ressurgimento da eugenia. Ao final, debatem-se alternativas analíticas e políticas para a compreensão do novo esatuto do corpo e da matéria viva, a partir de pistas dadas por artistas, engajados com a expressão artística através do corpo e da tecnologia, e através de teóricos que buscam repensar as bases nas quais assenta-se a biologia e a pesquisa científica contemporâneas / Abstract: This thesis analyzes transformations in contemporary conceptions of the body under the light of changes brought on by new technologies associated with genetics. These conceptions, strongly marked by a cartesian opposition between mind/matter, are being shifted in the context of the growing possibilities of the manipulation nature in its molecular leveI through technology. The theoretical consequences of tuming the body, as well as the scientific practice of manipulating it, as an object for the Social Sciences, are also debated. A case study, originated ITom field research with done in bioinformatics laboratories at the Universidade de São Paulo (USP) and the Ludwig Center for Cancer Research/Cancer Hospital, provides the empirical basis of the argument. Microarrays, used in the research being developed in the laboratories cited above in research towards the development of molecular markers for prostate cancer, are analyzed as objects that embody the new conceptions of the body that arise in a context of rapid advance in biotechnology. The thesis debates also some political aspects that are relevant for a deeper understanding of these technological developments, such as the fears surrounding a retum of eugenic practices. ln the conclusion some analytical and political altematives are discussed, as a means of pursuing a richer criticism of the new statute of the body and of living matter, using the example of artists that use the body and technology as medium of artistic expression; also through a debate of theorists that are busy rethinking the bases of contemporary biology and of current scientific practices / Doutorado / Doutor em Ciências Sociais

La uva de mesa es la fruta más exportada en Chile. Sobre ella recaen una serie de condiciones que debe cumplir para poder ser exportada, como por ejemplo, que posea un alto calibre de bayas (gran tamaño) y apirenia (ausencia de semillas) en sus frutos. Sin embargo, el desarrollo simultáneo de ambas características es incompatible de forma natural, principalmente por motivos hormonales. Esta memoria se desarrolló en el marco del proyecto Genoma II en uva de mesa, que busca el desarrollo de marcadores genéticos que permitan la identificación temprana de los caracteres antes mencionados. El presente trabajo tuvo como principal objetivo el estudio de la relación entre estos caracteres (apirenia y tamaño de baya) y los perfiles de expresión de los genes de la proteína inhibidora de pectin metilesterasa (PMEI) y de Spindly (SPY). Ambos genes fueron identificados previamente en una búsqueda realizada utilizando el método de mapeo por QTL (Quantitative Trait Locus) y estarían estrechamente ligados con la condición de apirenia estenoespermocárpica y la expresión del carácter tamaño de baya en Vitis vinifera. En este Trabajo de Memoria se diseñaron partidores para aislar por PCR fragmentos de tres secuencias génicas de PMEI (1, 2 y 4) y tres secuencias génicas distintas de SPY (A, B y C) en el genoma de Vitis vinifera, los que se caracterizaron parcialmente en su secuencia nucleotídica y aminoacídica. Se identificó, caracterizó y analizó el patrón de expresión de estos genes, mediante el uso de la técnica de PCR cuantitativo en tiempo real. En este estudio se utilizaron cuatro individuos segregantes con fenotipos contrastantes, en tamaño de baya y presencia/ausencia de semilla, en siete diferentes estadíos de desarrollo. Dichos individuos provienen de la recombinación de dos parentales apirenos estenoespermocárpicos (Ruby Seedless y Thompson Seedless). Adicionalmente, se analizó la posible participación de estos productos protéicos en vías metabólicas, encontrándose que SPYpodría estar participando en la vía de las giberelinas, actuando sobre represores e inhibidores de GA, y PMEI participaría en la vía de la degradación de pectinas inhibiendo el accionar de PME. Al comparar los perfiles de expresión entre individuos con fenotipos contrastantes de baya y semilla, se observó que a medida que las bayas se van desarrollando, ocurren cambios de los niveles de expresión en la mayoría de los genes analizados. Se detectó que nuevos genes identificados en este estudio como PMEI-1 y SPY-C,estarían relacionados con el desarrollo de la baya, mientras que SPY-B estaría asociado a los cambios relacionados con el tamaño de la semilla. En cambio, los dos genes candidatos obtenidos de los estudios por QTL (PMEI-2 y SPY-A), no presentaron cambios en su perfil de expresión que se puedan asociar al fenotipo tamaño de baya o semilla. Este resultado, presenta una inconsistencia con respecto a lo indicado por el método de mapeo por QTL y por ende, se recomienda realizar un nuevo mapeo por QTL con una mayor resolución aumentando el número de marcadores moleculares. Los resultados de esta investigación generaron información genética y biológica de ambos genes, lo que permitirá en el futuro realizar una aproximación hacia el conocimiento de los caracteres en estudio. Sin embargo, se sugiere un nuevo análisis con todas las isoformas génicas encontradas en este estudio, en el que se diferencien tejidos (de baya, de piel y de semilla), y se utilicen a lo menos tres o más segregantes por fenotipo, con el propósito de realizar ensayos con una mayor certeza y precisión a nivel estadístico. Este análisis permitiría obtener datos confiables que relacionen un gen con un fenotipo determinado y no con un individuo en particular.

O sequenciamento genômico da L. interrogans sorovar Copenhageni e os avanços das análises bioinformáticas permitiram a identificação de seis novos candidatos vacinais. Esses genes de Leptospira foram submetidos a ensaios de conservação do DNA genômico, RNA mensageiro e proteína nativa correspondente em doze sorovares de Leptospira, nos quais o gene LIC11469 foi o mais conservado. As proteínas recombinantes rLIC11469 e rLIC11030 foram purificadas por cromatografia de afinidade a metal, e submetidas a ensaio de dicroísmo circular. Em ensaios de localização celular pudemos observar a presença das proteínas nativas correspondentes na membrana externa de Leptospira. Ensaios de adesão mostraram a ligação da proteína rLIC11469 à laminina e ao plasminogênio. Ensaios de imunização e desafio demonstraram que a proteína rLIC11030 conferiu proteção contra infecção letal de L. interrogans em hamsters. Ambas as proteínas apresentaram reatividade com anticorpos presentes em soros de pacientes com leptospirose, sugerindo sua expressão durante a infecção. / The genomic sequencing of the L. interrogans serovar Copenhageni and the advances of bioinformatics analysis allowed the identification of six new vaccine candidates. These genes were subjected to genomic DNA, mRNA and native protein conservation assays in twelve serovars from Leptospira, and the gene LIC11469 was the most conserved among these serovars. The recombinant proteins rLIC11469 and rLIC11030 were purified by metal affinity chromatography, and subjected to circular dichroism. Through cellular localization assays we could observe the presence of the corresponding native proteins on the outer membrane of Leptospira. In adhesion assays, the protein rLIC11469 showed binding to laminin and plasminogen. Immunization and challenge assays showed that the protein rLIC11030 afforded protection against lethal leptospiral inoculation in hamsters. Both proteins showed reactivity against sera of patients diagnosed with leptospirosis, suggesting that these proteins are probably expressed during infection.