Passiflora edulis, popularly known in Brazil as sour passion fruit is the most widely cultivated species of the genus Passiflora, and is of economic importance in Brazil for industrial production of juice and fresh fruit for consumption. Despite its economic importance, little research has been conducted on this species, even on the most basic aspects. To fill in this gap, our group conducted various genetic studies, including estimating levels of molecular polymorphism, studying quantitative loci that control fruit yield and quality, and mapping genes conferring resistance to bacterial spot disease caused by Xanthomonas axonopodis. In addition, to enhance our knowledge of the P. edulis genome, a genomic library inserted into bacterial artificial chromosomes (BAC) has been constructed (82,944 clones, with coverage of 6× the species\' haploid genome). The library is kept at the French Plant Genomic Resources Center (CNRGV/INRA) in Toulouse. Initially, some 10,000 BES (BAC-end sequences) were sequenced, generating approximately 6.2 Mb of genomic information and providing an initial overview of P. edulis genome in terms of gene content and repeat sequences. With the aim of obtaining more comprehensive information, it was decided to select around 100 BAC inserts for complete sequencing. The aim of this study was to carry out genomic analysis in order to elucidate the structural and functional annotation of the genes, and identify and characterize transposable elements. The data generated by fully sequencing 10.4 Mb of P. edulis provide a rich source of information which has been taken full advantage of in this doctoral thesis. / Passiflora edulis, popularmente conhecido como maracujá azedo, é a espécie do gênero Passiflora mais cultivada, tendo importância econômica no Brasil tanto para a produção de suco industrializado quanto para o consumo da fruta fresca. Apesar da relevância da espécie, faltam pesquisas, principalmente nas áreas básicas. Para superar isso, nosso grupo tem realizado diversos estudos genéticos que incluem a estimativa dos níveis de polimorfismos moleculares, o estudo de locos quantitativos envolvidos no controle da produção e qualidade dos frutos e o mapeamento de genes de resistência à mancha bacteriana causada por Xanthomonas axonopodis. Além disso, para conhecer o genoma de P. edulis, foi construída uma biblioteca genômica inserida em BACs (82.944 clones, com cobertura de 6× do genoma haploide da espécie) que é mantida no CNRGV/INRA em Toulouse, França. Inicialmente, cerca de 10.000 BES (BAC-end sequences) foram sequenciadas, gerando aproximadamente 6,2 Mb de informação genômica, fornecendo a primeira visão do genoma de P. edulis sobre o conteúdo de genes e da porção repetitiva. Com o objetivo de obter informações mais completas, decidiu-se selecionar cerca de 100 insertos de BACs para o sequenciamento completo. A análise genômica realizada, especialmente a anotação estrutural e funcional dos genes e a identificação e caracterização dos elementos de transposição, constituíram os objetivos deste estudo. Os dados gerados pelo sequenciamento completo de 10.4 Mb de P. edulis representam uma fonte rica de informações que foram exploradas nesta tese de doutorado.

Este trabalho investigou a diversidade microbiana e a filogenia de arquéias e bactérias em consórcios anaeróbios metanogênicos, originados de sedimentos estuarinos enriquecidos com pentaclorofenol (PCP) e 2,6-diclorofenol (2,6-DCP). Para tanto foram construídas bibliotecas genômicas e utilizados métodos moleculares independentes de cultivo como a Eletroforese em Gel de Gradiente Desnaturante (DGGE) e o seqüenciamento de segmentos específicos do DNAr 16S microbiano. Os resultados da DGGE permitiram verificar alterações na estrutura das comunidades microbianas, as quais provavelmente ocorreram devido às adversidades ocorridas nos sistemas durante o período de incubação como a entrada de oxigênio nos frascos e o acúmulo de compostos clorados no meio de cultivo, principalmente o 2,6-DCP. A estimativa da diversidade beta, realizada pela comparação dos padrões de bandas da DGGE, também permitiu inferir que as alterações nas composições das comunidades de arquéias e bactérias foram devidas às duas estratégias empregadas para o enriquecimento da microbiota autóctone do estuário estudado, ou seja, a pasteurização/não pasteurização das amostras de sedimentos estuarinos. Os resultados das análises filogenéticas revelaram que as seqüências analisadas dos clones bacterianos foram relacionadas ao grupo das bactérias Gram-positivas com baixo conteúdo de G+C pertencentes à Ordem Clostridiales (100%) do Filo Firmicutes e as das arquéias relacionadas ao grupo das metanogênicas pertencentes às Ordens Methanobacteriales (7,1%), Methanosarcinales (14,3%), Methanomicrobiales (57,1%) e arquéias não identificadas (21,4%) do Filo Euryarchaeota. Em relação às bactérias, alguns clones foram identificados como pertencentes aos gêneros Sedimentibacter, Clostridium e Alkalibacter, os quais são representados por microrganismos que apresentam metabolismo fermentativo e requerem a presença de extrato de levedura para o crescimento. Provavelmente as bactérias analisadas neste trabalho fermentaram a glicose e o piruvato, os quais foram utilizados como doadores de elétrons, com conseqüente produção de lactato, etanol, butirato, acetato, formiato e hidrogênio/gás carbônico, que podem ter sido utilizados por outros grupos de microrganismos no processo global da digestão anaeróbia. Tais bactérias foram importantes para o processo global de degradação dos clorofenóis, pois também utilizaram como doadores de elétrons os produtos parcialmente degradados por outras bactérias fazendo com que não houvesse acúmulo desses compostos no sistema. Enquanto que algumas arquéias foram relacionadas a organismos hidrogenotróficos pertencentes aos gêneros Methanoculleus e Methanocalculus, Methanobacterium, e acetotróficos do gênero Methanosaeta, as quais utilizaram como substratos para a metanogênese os subprodutos da fermentação bacteriana, ou seja, o \'H IND.2\'/\'CO IND.2\', o formiato e o acetato, contribuindo assim para a manutenção do equilíbrio das demais reações ocorridas no sistema. Desta forma, os dados obtidos neste trabalho poderão auxiliar na compreensão do funcionamento de ecossistemas contaminados por compostos clorados, bem como contribuir para o desenvolvimento de novos processos biotecnológicos aplicados aos problemas ambientais. / This work aimed to investigate microbial diversity and phylogeny of archaea and bacteria microrganisms methanogenic in estuarine sediment samples enriched with organic sources under methanogenic and halophlic conditions. The samples were obtained from previous study on anaerobic degradation of pentachlorophenol (PCP) and 2,6-dichlorophenol (2,6-DCP). Microbial studies were done by the molecular methods without cultivation requirement, Denaturing Gradient Del Electrophoresis (DGGE) and specific segments of 16S rDNA sequencing. DGGE-profile showed structure changes in microbial community. Probably, as a consequence of \'O IND.2\' intake and accumulation of chlorinated compounds, mainly 2,6-DCP, in the culture medium. The beta diversity estimation showed that changes in arquaea and bacteria communities probably occurred as a consequence of the two enrichment strategies used for estuarine indigenous microorganisms, pasteurization and non-pasteurization of the estuarine sediments samples. Phylogenetic analysis indicated the presence of gram-positive bacterium with low G+C content related to Clostridiales Order (100%) belonging to Firmicutes Phylum, as well as related to methanogenic archaea from Methanobacteriales (7,1%), Methanosarcinales (14,3%) and Methanomicrobiales (57,1%) Order. Non-identified archaeas from Euryarchaeota Phylum were also found (21,4%). Concerning to bacterias, it was identified clones related to genera Sedimentibacter, Clostridium and Alkalibacter, which have fermentative metabolism and require yeast extract to grow. Probably, bacterial cells analised in this work fermented glucose and pyruvate producing lactate, ethanol, butirate, acetate, formiate and hydrogen/carbon dioxide. All these products could be used for other microbial groups in the global process of anaerobic digestion. The bacterial microorganisms were important to global process of chlorophenol degradation because contributed in the overall process utilizing the products partially degraded by other bacterias and preventing its accumulation in the system. Identified archaeal cells were related to hydrogenotrophs microorganisms of the genera Methanosaeta, Methanoculleus, Methanocalculus and Methanobacterium, which utilized the bacterial fermentation sub-products as acetate, \'H IND.2\'/\'CO IND.2\' and formiate as substrate for the methanogenesis, contributing for the maintenance of the balance of other reactions occurred in the system. The results of this work give advanced knowledge about understanding biotechnological process of contaminated ecosystems by chlorinated compounds. Therefore, it could contribute to development of new biotechnological processes applied to environmental problems.

A refeição de hospital é parte fundamental dos cuidados de pacientes.Uma dieta balanceada pode incentivar pacientes a comer de forma equilibrada dando-lhes os nutrientes que necessitam para se recuperarem em curto prazo de cirurgia ou doença. A irradiação gama é conhecida como o melhor método para destruir tanto os microrganismos patogênicos como os de deterioração, sem comprometer as propriedades nutricionais e a qualidade sensorial dos alimentos. Por conta disto, pode ser um método eficaz para elaboração de refeições apropriadas para pacientes imunodeprimidos. Neste trabalho, pratos prontos contendo arroz, carne grelhada e refogado de cenoura, foram submetidos a doses radapertizantes (30 kGy e 50 kGy) e armazenados a temperatura ambiente por até 90 dias. O tratamento controle permaneceu congelado pelo mesmo período. Os alimentos foram avaliados através de análises físico-química e microbiológicas por método molecular. O teor de umidade dos alimentos permaneceu inalterado por todo o período em todos os tratamentos. A irradiação provocou mudança de cor no arroz, favorecendo um tom amarelado e tornando-se ainda mais acentuado no decorrer do armazenamento. A cenoura teve a coloração caraterística vermelho-alaranjada reduzida com o tempo de armazenamento. No mesmo alimento, a irradiação reduziu o pH e o teor de carotenóides, ao passo que os compostos fenólicos decresceram durante o armazenamento. A carne grelhada conservou sua maciez, mas teve sua coloração alterada para uma tonalidade mais clara. Houve também uma pequena rancificação devido à radiação e também ao período de armazenamento. Por metodologia genônica, bactérias, com predominância dos gêneros Bacillus, Acinetobacter e Enterobacter, foram detectadas nos alimentos controle e até nos irradiados com a dose de 30 kGy. A dose de radiação segura para esterilização foi a de 50 kGy / Hospital food is an essential part of patient care. A good meal can encourage patients to eat well, giving them the nutrients they need to recover from surgery or illness. Gamma irradiation is well known to be the best method for destroying pathogenic and spoilage microorganisms without compromising the nutritional properties and sensory quality of the foods; it is also a method used for preparing foods for immunocompromised patients. In this work, ready-to-eat food containing rice, grilled meat and steamed carrot, was radappertizated with doses of 30 kGy and 50 kGy, and stored at room temperature for 90 days. The control treatment remained frozen for the same period. Analysis by physical-chemical molecular microbiological methods were used. The moisture of the foods remained unchanged through this period, in all treatments. Irradiation caused a yellowing of rice, which became more pronounced during the storage. The characteristic red-orange color of carrots was decreased during storage time. In the same food irradiation reduced the pH and content of carotenoids, while the phenolic compounds declined with the storage. Grilled meat retained its softness, but its color had/was changed to a lighter shade. There was also a small/some rancidity, due to radiation and also to the storage period. By genomic methodology, bacteria, predominantly of the genera Bacillus, Acinetobacter and Enterobacter, were detected in control and even in food irradiated with a dose of 30 kGy. The safe radiation dose for sterilization was 50 kGy.

Objetivo: Retrovirus Endógeno Humano (HERV) compreende ao redor de 8% do genoma humano. Apesar do fato de que em sua maioria são genes não-funcionais devido a processos de mutação ou perda de material genético no processo de retrotransposição, existem evidências do aumento da expressão de HERVs em tecido de câncer de próstata. Nós estudamos e comparamos a imunogenicidade de peptídeos da família HERV em 2 coortes de pacientes com câncer de próstata. Posteriormente examinamos o estado de ativação e senescência linfocitária nestas coortes. Desenho Experimental: Células Mononucleares de Sangue Periférico (CMSP) de 65 pacientes com câncer localizado da próstata em situação de hormônio-sensibilidade e de 24 pacientes com câncer de próstata metastático e em situação de resistência à castração, comparados a um grupo controle de 12 indivíduos normais foram avaliados em relação ao seu estado de resposta imune pela técnica de ELISPOT contra um conjunto de peptídeos derivados dos exons gag e env do gene da família HERV-K HML-2. Como parte de nosso estudo, foi realizado de forma preliminar uma análise genômica in silico de 500 pacientes com câncer de próstata sequenciados e disponíveis para análise pública do banco de dados TCGA, com o objetivo de reforçar o racional de nossa interrogação científica. Além disso , como estudo de correlação, fizemos uma análise por citometria de fluxo da ativação celular de linfócitos T de nossas coortes para determinarmos a imunofenotipagem e ontogenia linfocitária em nossos indivíduos investigados, no momento de nossa pesquisa de sua resposta imune. Resultados: Nossa análise da resposta imune contra peptídeos de HERV-K HML-2 por ELISPOT-Interferon Gama não mostrou nenhum resultado significativo. Nenhum paciente apresentou dados significativos de resposta de acordo com nossos critérios, apesar de nossos dados preliminares de expressão gênica terem mostrado expressão gênica em torno de 17% em pacientes com doença localizada. Nossos dados de ativação linfocitária mostraram maior ativação e senescência nos pacientes com doença disseminada e resistente à castração. Conclusões: Este parece ser o primeiro estudo a interrogar a presença de resposta celular imune contra peptídeos de HERV-K em pacientes com câncer de próstata. Nosso achados não mostraram resposta imune relevante em doença localizada ou disseminada e em diferentes estados de ativação linfocitária ou status de integridade hormonal. Apesar destes resultados, pesquisa posterior poderia utilizar diferente metodologia, como por exemplo a utilização de citometria de fluxo bem como a busca de diferentes citoquinas envolvidas, tais como as relacionadas a resposta Th2, ao invés de Th1 / Purpose: Human Endogenous Retrovirus (HERV) comprises 8% of human genome. Despite the fact that most of it is non-functional due to mutations or loss of genetic material in the process of retrotransposition, there are some evidence of increased expression of HERV in prostate cancer tissue. We studied the cellular immunogenicity of peptides from HERV-K family in 2 cohorts of prostate cancer patients. Experimental Design: PBMCs from 65 patients with hormone-intact localized prostate cancer and 24 patients with castrate-metastatic disease, matched with 12 normal controls were evaluated for cellular immune response by ELLISPOT against a pool of gag and env peptides from HERV-K family of HML-2 type. As an independent supportive study we did in silico genomic analysis of 500 prostate cancer patients from TCGA database to give another evidence of the prevalence of HERV-K gene expression in prostate cancer genome, reinforcing the rational of our questions. Results: Our analysis of cellular immune response against HERV-K HML-2 peptides by Interferon-gama ELISPOT did not show any meaningful results. No patient showed any minimal criteria of response, despite the fact that in our preliminary genomic analysis we obtained HERV expression in about 17% of a cohort of 500 patients with localized prostate cancer. In regards to the flow cytometry data of the lymphocytes we showed stronger activation and senescence status in the cohort of patients with castration sensitive and resistant disseminated disease, compared to the localized disease cohort. Conclusions: To the authors\'s knowledge this is the first study to look for cellular immune response against peptides derived from coding HERV-K transcripts in prostate cancer patients. Our findings did not show relevant immune response in neither localized nor metastatic castrate prostate cancer patients. Despite those results, further research could continue using different methodology, like flow cytometry as well as looking for different cytokines involved, such as those related to a Th2 response, instead of Th1

Objetivo: Retrovirus Endógeno Humano (HERV) compreende ao redor de 8% do genoma humano. Apesar do fato de que em sua maioria são genes não-funcionais devido a processos de mutação ou perda de material genético no processo de retrotransposição, existem evidências do aumento da expressão de HERVs em tecido de câncer de próstata. Nós estudamos e comparamos a imunogenicidade de peptídeos da família HERV em 2 coortes de pacientes com câncer de próstata. Posteriormente examinamos o estado de ativação e senescência linfocitária nestas coortes. Desenho Experimental: Células Mononucleares de Sangue Periférico (CMSP) de 65 pacientes com câncer localizado da próstata em situação de hormônio-sensibilidade e de 24 pacientes com câncer de próstata metastático e em situação de resistência à castração, comparados a um grupo controle de 12 indivíduos normais foram avaliados em relação ao seu estado de resposta imune pela técnica de ELISPOT contra um conjunto de peptídeos derivados dos exons gag e env do gene da família HERV-K HML-2. Como parte de nosso estudo, foi realizado de forma preliminar uma análise genômica in silico de 500 pacientes com câncer de próstata sequenciados e disponíveis para análise pública do banco de dados TCGA, com o objetivo de reforçar o racional de nossa interrogação científica. Além disso , como estudo de correlação, fizemos uma análise por citometria de fluxo da ativação celular de linfócitos T de nossas coortes para determinarmos a imunofenotipagem e ontogenia linfocitária em nossos indivíduos investigados, no momento de nossa pesquisa de sua resposta imune. Resultados: Nossa análise da resposta imune contra peptídeos de HERV-K HML-2 por ELISPOT-Interferon Gama não mostrou nenhum resultado significativo. Nenhum paciente apresentou dados significativos de resposta de acordo com nossos critérios, apesar de nossos dados preliminares de expressão gênica terem mostrado expressão gênica em torno de 17% em pacientes com doença localizada. Nossos dados de ativação linfocitária mostraram maior ativação e senescência nos pacientes com doença disseminada e resistente à castração. Conclusões: Este parece ser o primeiro estudo a interrogar a presença de resposta celular imune contra peptídeos de HERV-K em pacientes com câncer de próstata. Nosso achados não mostraram resposta imune relevante em doença localizada ou disseminada e em diferentes estados de ativação linfocitária ou status de integridade hormonal. Apesar destes resultados, pesquisa posterior poderia utilizar diferente metodologia, como por exemplo a utilização de citometria de fluxo bem como a busca de diferentes citoquinas envolvidas, tais como as relacionadas a resposta Th2, ao invés de Th1 / Purpose: Human Endogenous Retrovirus (HERV) comprises 8% of human genome. Despite the fact that most of it is non-functional due to mutations or loss of genetic material in the process of retrotransposition, there are some evidence of increased expression of HERV in prostate cancer tissue. We studied the cellular immunogenicity of peptides from HERV-K family in 2 cohorts of prostate cancer patients. Experimental Design: PBMCs from 65 patients with hormone-intact localized prostate cancer and 24 patients with castrate-metastatic disease, matched with 12 normal controls were evaluated for cellular immune response by ELLISPOT against a pool of gag and env peptides from HERV-K family of HML-2 type. As an independent supportive study we did in silico genomic analysis of 500 prostate cancer patients from TCGA database to give another evidence of the prevalence of HERV-K gene expression in prostate cancer genome, reinforcing the rational of our questions. Results: Our analysis of cellular immune response against HERV-K HML-2 peptides by Interferon-gama ELISPOT did not show any meaningful results. No patient showed any minimal criteria of response, despite the fact that in our preliminary genomic analysis we obtained HERV expression in about 17% of a cohort of 500 patients with localized prostate cancer. In regards to the flow cytometry data of the lymphocytes we showed stronger activation and senescence status in the cohort of patients with castration sensitive and resistant disseminated disease, compared to the localized disease cohort. Conclusions: To the authors\'s knowledge this is the first study to look for cellular immune response against peptides derived from coding HERV-K transcripts in prostate cancer patients. Our findings did not show relevant immune response in neither localized nor metastatic castrate prostate cancer patients. Despite those results, further research could continue using different methodology, like flow cytometry as well as looking for different cytokines involved, such as those related to a Th2 response, instead of Th1

Orientadores: Maria Imaculada Zucchi, Anete Pereira de Souza / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T12:00:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pavinato_VitorAntonioCorrea_D.pdf: 6829608 bytes, checksum: 7fdb8c74593eb4dc2fe78e2302d3995f (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A associação entre subpopulações de insetos e plantas-hospedeiras pode ocorrer por adaptação e esta, pode ser uma etapa anterior ao surgimento de raças-hospedeiras e especialização. Pouco se sabe sobre o papel da mudança da composição da paisagem, mediada pela atividade agrícola recente, na divergência adaptativa e fluxo gênico de insetos fitófagos. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivos: i) desenvolver marcadores moleculares microssatélites para o estudo genético de um inseto fitófago, Diatraea saccharalis; ii) quantificar e caracterizar a estrutura genética, o fluxo gênico e os fatores que contribuem para a divergência genética das subpopulações da espécie; iii) identificar variação genética sob seleção natural que possa estar contribuindo para a divergência genética de subpopulações associadas a cana-de-açúcar e milho e; iv) desenvolver recurso genômico através de bibliotecas genômicas RADtag para a busca, desenvolvimento e caracterização de marcadores moleculares associados a genes candidatos. Dos 20 locos microssatélites, dez foram selecionados para serem utilizados no estudo de ecologia molecular. Os índices de diferenciação mostraram que, tanto a estruturação genética espacial, quanto a determinada pelo hospedeiro, foram significativas. Dos 301 locos AFLP utilizados para a genotipagem de quatro subpopulações, 19 foram identificados como outliers nas comparações par-a-par e desses, cinco locos foram identificados pelos dois métodos empregados na detecção de outliers, e podem, desta forma, estar associados à adaptação à planta-hospedeira. Os resultados das análises de agrupamento utilizando os locos outliers mostraram o agrupamento dos indivíduos em grupos que representam a planta-hospedeira onde foram coletados. Os mesmos resultados foram obtidos com uma amostra dos SNPs isolados através do protocolo de RADtag. Os dados genômicos obtidos até o momento estão sendo utilizados, juntamente com o estudo de genômica comparativa, na identificação e desenho de primers específicos para genes candidatos. Os resultados mostraram os efeitos da expansão e mudança recente da paisagem agrícola na diversidade genética de uma espécie de inseto fitófago. A atividade agrícola pode ser fonte de seleção divergente suficiente para levar à especialização e especiação de insetos. Os resultados deste trabalho sugerem estar havendo divergência ecológica entre as subpopulações de D. saccharalis coletadas em milho e cana-de-açúcar e que esta divergência, por ser recente, não é completa. Além disso, esses resultados mostram a necessidade de estudos complementares para isolar as fontes de seleção divergente, os mecanismos de isolamento reprodutivo, e a arquitetura genética que liga a seleção divergente ao isolamento reprodutivo / Abstract: The association between subpopulations of insects and their host plants can occur by adaptation and this may lead to host-races formation and specialization. Little is known about the role of the changing landscape composition mediated by recent agricultural activity in adaptive divergence and gene flow of phytophagous insects. This study aimed to: i) develop microsatellite markers for the genetic study of a phytophagous insect, Diatraea saccharalis; ii) quantify and characterize the genetic structure, gene flow and the factors that contribute to the genetic divergence of subpopulations of the species; iii) identify genetic variation that may be experiencing natural selection and thus be contributing to genetic divergence of subpopulations associated with sugarcane and maize; iv) develop genomic resource through RADtag libraries to search, characterize and develop molecular markers linked to candidate genes. Ten of 20 microsatellite loci were selected for use in the study of molecular ecology. The genetic differentiation showed that both spatial genetic structure and that determined by the host-plant were significant. Of the 301 AFLP loci used for genotyping four subpopulations, 19 were identified as outliers in pairwise comparisons and five were identified by the two methods employed for outliers detection and thus, can be associated with host-plant adaptation. Cluster analysis using outlier loci showed the grouping of individuals into groups that represent the host plant where they were collected. Data from a sample of SNPs isolated by RADtag protocol showed the same results. The genomic data obtained so far are being used together with the study of comparative genomics for the identification and design of specific primers for candidate genes. The results showed the effects of expansion and recent changes in agricultural landscape in genetic diversity of phytophagous insect species. Farming can generate enough source for ecologically based divergence that could lead to specialization and speciation in insects species. The results of this study suggest that there is ecological divergence between subpopulations of D. saccharalis collected from corn and sugarcane, but it is not complete. In addition, these results showed the need for further studies to isolate the sources of divergent selection, the mechanisms of reproductive isolation, and the genetic architecture linking the divergent reproductive isolation with selection / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

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