Desde a década de 80, o nucleopoliedrovírus Anticarsia gemmatalis (AgMNPV) tem sido utilizado no Brasil como agente de controle biológico no combate à lagarta-da-soja, resultando para o país significativos benefícios econômicos e ecológicos. Este vírus envelopado, pertencente à família Baculoviridae, possui DNA circular de fita dupla (132.239 pb) contido em um capsídeo protéico, que pode estar ocluído em uma matriz para-cristalina. Neste trabalho, analisamos a expressão temporal de seus genes em duas linhagens celulares (UFL-AG-286 e IPLB-SF-9), por PCR em tempo real. Outro objetivo foi o estudo do efeito da multiplicação viral na malha gênica celular (GRN), visando analisar a expressão gênica celular diferenciada durante a infecção, através da técnica de hibridização subtrativa. Verificamos que todas as ORFs (exceto ORFs 64 e 83, que provavelmente não codificam a genes) foram expressas, com diferenças significativas entre as linhagens, principalmente em relação ao nível de expressão. Apesar disso, o grupo de genes ligados a replicação apresentou perfil de expressão similar nas duas linhagens, possivelmente por este ser um processo essencial à replicação viral. De uma forma geral, todos os genes apresentaram um perfil de expressão mais precoce do que o relatado na literatura, o que poderia ser tanto devido à replicação precoce do DNA do AgMNPV quanto até mesmo consequência da sensitividade do método utilizado. O agrupamento dos genes por k-means seguiu, em sua maioria, a hora pós-infecção (p.i.) onde a expressão de cada gene foi detectada, o que é coerente com a expressão gênica em cascata de baculovírus. Entretanto, por esta classificação não foi possível predizer função gênica para os genes pouco caracterizados. Em relação ao efeito da infecção do AgMNPV na GRN da UFL-AG-286, observamos que em 20h p.i., uma grande diversidade de genes e funções celulares foram hipo-expressas. / Since the 80s, the Anticarsia gemmatalis nucleopolyhedroviruses (AgMNPV) has been used in Brazil as a biological control agent against the Anticarsia gemmatalis caterpillar in soybean fields, resulting in considerable economic and ecological benefits. This enveloped virus belongs to the Baculoviridae family. It has circular double-stranded DNA (132239 bp) enclosed in a capsid, which can be occluded in a crystalline matrix. In this work we elucidated the temporal gene expression profile of the AgMNPV-2D in two cell lines (UFL-AG-286 and IPLB-SF-9), using a real time PCR. Another objective was to study the effect of viral replication on the cellular gene regulatory network (GRN), in order to analyze the differential cellular gene expression during infection, using subtractive hybridization method. We found that most ORFs (except 64 and 83 ORFs that probably do not encode genes) were expressed, with significant differences between cell lines, mainly in expression intensity. However, the group of genes associated with viral DNA replication had similar expression profile in both lineages, possibly because replication is an essential process for viral multiplication. In general, most genes had earlier expression than reported in the literature, probably due to the early DNA replication in AgMNPV. Moreover, this could be a consequence of the method sensitivity used herein. We clustered genes with the k-means algorithm according to the time pos infection (p.i.) in which each gene expression was first detected and found it to be consistent with the typical cascade of gene expression known for baculovirus. Nonetheless, following this classification, it was not possible to predict gene function for poorly characterized genes. When looking at the impact of viral replication on the host GRN using subtractive hybridization, we found considerable inhibition of cellular transcription at 20h p.i. Furthermore at this time, a large and diverse set of cellular genes and functions were found to be hypo-regulated, indicative of an extensive effect of AgMNPV infection on the UFL-AG-286 GRN.

Desde a década de 80, o nucleopoliedrovírus Anticarsia gemmatalis (AgMNPV) tem sido utilizado no Brasil como agente de controle biológico no combate à lagarta-da-soja, resultando para o país significativos benefícios econômicos e ecológicos. Este vírus envelopado, pertencente à família Baculoviridae, possui DNA circular de fita dupla (132.239 pb) contido em um capsídeo protéico, que pode estar ocluído em uma matriz para-cristalina. Neste trabalho, analisamos a expressão temporal de seus genes em duas linhagens celulares (UFL-AG-286 e IPLB-SF-9), por PCR em tempo real. Outro objetivo foi o estudo do efeito da multiplicação viral na malha gênica celular (GRN), visando analisar a expressão gênica celular diferenciada durante a infecção, através da técnica de hibridização subtrativa. Verificamos que todas as ORFs (exceto ORFs 64 e 83, que provavelmente não codificam a genes) foram expressas, com diferenças significativas entre as linhagens, principalmente em relação ao nível de expressão. Apesar disso, o grupo de genes ligados a replicação apresentou perfil de expressão similar nas duas linhagens, possivelmente por este ser um processo essencial à replicação viral. De uma forma geral, todos os genes apresentaram um perfil de expressão mais precoce do que o relatado na literatura, o que poderia ser tanto devido à replicação precoce do DNA do AgMNPV quanto até mesmo consequência da sensitividade do método utilizado. O agrupamento dos genes por k-means seguiu, em sua maioria, a hora pós-infecção (p.i.) onde a expressão de cada gene foi detectada, o que é coerente com a expressão gênica em cascata de baculovírus. Entretanto, por esta classificação não foi possível predizer função gênica para os genes pouco caracterizados. Em relação ao efeito da infecção do AgMNPV na GRN da UFL-AG-286, observamos que em 20h p.i., uma grande diversidade de genes e funções celulares foram hipo-expressas. / Since the 80s, the Anticarsia gemmatalis nucleopolyhedroviruses (AgMNPV) has been used in Brazil as a biological control agent against the Anticarsia gemmatalis caterpillar in soybean fields, resulting in considerable economic and ecological benefits. This enveloped virus belongs to the Baculoviridae family. It has circular double-stranded DNA (132239 bp) enclosed in a capsid, which can be occluded in a crystalline matrix. In this work we elucidated the temporal gene expression profile of the AgMNPV-2D in two cell lines (UFL-AG-286 and IPLB-SF-9), using a real time PCR. Another objective was to study the effect of viral replication on the cellular gene regulatory network (GRN), in order to analyze the differential cellular gene expression during infection, using subtractive hybridization method. We found that most ORFs (except 64 and 83 ORFs that probably do not encode genes) were expressed, with significant differences between cell lines, mainly in expression intensity. However, the group of genes associated with viral DNA replication had similar expression profile in both lineages, possibly because replication is an essential process for viral multiplication. In general, most genes had earlier expression than reported in the literature, probably due to the early DNA replication in AgMNPV. Moreover, this could be a consequence of the method sensitivity used herein. We clustered genes with the k-means algorithm according to the time pos infection (p.i.) in which each gene expression was first detected and found it to be consistent with the typical cascade of gene expression known for baculovirus. Nonetheless, following this classification, it was not possible to predict gene function for poorly characterized genes. When looking at the impact of viral replication on the host GRN using subtractive hybridization, we found considerable inhibition of cellular transcription at 20h p.i. Furthermore at this time, a large and diverse set of cellular genes and functions were found to be hypo-regulated, indicative of an extensive effect of AgMNPV infection on the UFL-AG-286 GRN.

O Diabetes mellitus (DM) do tipo 1 é uma doença causada pela destruição, por mecanismo auto-imune, das células beta das ilhotas pancreáticas, produtoras de insulina. O tratamento convencional da doença é realizado por meio de injeções diárias de insulina exógena. O transplante de ilhotas pancreáticas inclui-se, atualmente, como uma das alternativas terapêuticas à insulinoterapia. Entretanto, para atingir a insulino-independência, é necessário transplantar um grande número de ilhotas por paciente. O conhecimento do mecanismo de proliferação das células beta pode possibilitar a realização do transplante a partir da expansão celular ex vivo. A glicose é um dos principais indutores da proliferação de células beta. Neste trabalho, foi estabelecida e executada a tecnologia de isolamento e purificação de ilhotas pancreáticas humanas, visando sua estimulação com glicose. Para identificar genes regulados por glicose nestas ilhotas, foi utilizada a técnica de hibridização subtrativa SSH, associada ao rastreamento da biblioteca através de macroarranjos de DNA. Num primeiro rastreamento, foram identificados dois fragmentos gênicos induzidos pela glicose. Um destes apresentou homologia com uma proteína hipotética humana de função desconhecida e o segundo com o receptor de polipetídeo pancreático. Este trabalho permitiu a identificação de novos genes regulados pela glicose em ilhotas pancreáticas humanas, os quais podem estar relacionados à proliferação celular deste tecido. / Type 1 Diabetes mellitus (T1DM) is caused by autoimmune destruction of the insulin-producing pancreatic islet b-cells. Treatment is generally approached by daily subcutaneous injections of exogenous insulin. Nowadays, pancreatic islet transplantation is considered as an effective alternative treatment to insulin therapy. However, in order to reach insulin-independence, a large number of islets is required for each patient. Knowledge of the mechanisms regulating islet b-cell proliferation may allow ex-vivo b-cell expansion prior to transplant. Glucose is considered one of the main inducers of islet b-cells proliferation. We established and executed the technology of human islet isolation and purification. The islets were then stimulated in culture with glucose. In order to identify glucose-regulated genes in cultured human islets, we utilized the suppression subtractive hybridization (SSH) method, followed by cDNA library screening by DNA macroarrays. Preliminary screening allowed us to isolate two cDNAs displaying glucose regulation, one of which is similar to a human hypothetical protein of unknown function and the other shows similarity to the pancreatic polypeptide receptor. This work allowed identification of glucose-regulated genes in human pancreatic islets, which may be related to cell proliferation in this tissue.

O feijão é importante fonte carboidratos, vitaminas, minerais e fibras. No Brasil, a produtividade desta leguminosa é baixa e um dos fatores é a ocorrência de doenças como a antracnose causada pelo Colletothrichum lindemuthianum, que gera perdas de até 100% da produção. Plantas possuem diversos mecanismos de defesa contra patógenos e relatos apontam que o silício é capaz não só de promover mudanças morfológicas nas folhas, mas também de ativar os genes de resistência. O presente trabalho foi dividido em três estudos que tinham como objetivo: (1) entender a resposta de três cultivares de feijoeiro ao silício disponível na solução nutritiva; (2) identificar a contribuição do Si na expressão de genes relacionados à infecção pelo fungo através da construção de duas bibliotecas subtrativas por supressão (SSH), visando selecionar genes diferencialmente representados durante a infecção da planta com a raça 65 de C. lindemuthianum (a) e durante a infeção da planta na presença de uma maior dose silicato de potássio (75 ppm) no substrato (b); (3) identificar a resposta de dez transcritos selecionados no Estudo 2 para tentar entender a resposta dos mesmos em diferentes períodos (0; 6; 42; 72 h) após a inoculação, com ou sem suplemento de Si. Como resultados, foi observado que para as três cultivares avaliadas o Si começa a ser absorvido 14 dias após o transplante. Também foi identificado por de microscopia de varredura (MEV) que não há diferença significativa entre o número de tricomas e cada cultivar, mas que para o número de estômatos a cultivar IAC-Harmonia destacou-se das demais. Além disso, quando as três cultivares foram suplementadas com Si, houve a formação de uma cera epicuticular descrita como mecanismo de defesa da planta contra fungos; e que através de EDX (Energy-dispersive X-ray spectroscopy) foi possível constatar que plantas tratadas com Si apresentam maior teor deste elemento nas folhas. Através de inoculações com a raça 65 do patógeno verificou-se o efeito do mineral na redução da severidade da doença nas cultivares IAC-Harmonia e Pérola. No segundo estudo, duas bibliotecas de hibridização subtrativa por supressão (SSH), foram construídas visando selecionar os genes diferencialmente expressos entre plantas inoculadas e não-inoculadas (A) e entre plantas inoculadas e tratadas ou não com 75 ppm de Si (B). Foram geradas 991 sequências únicas, anotadas através do GeneOntolgy. Quinze genes de cada biblioteca foram selecionados para os experimentos de validação por RT-qPCR. Para a Biblioteca A, 11/15 genes foram positivamente regulados, e em B, 14/15. No terceiro estudo ficou evidenciado que a inoculação com o patógeno alterou positivamente a expressão de sete genes, enquanto que o tratamento com 75 ppm de Si alterou a expressão de oito genes, em pelo menos um dos tempos avaliados / Beans are an important source of carbohydrates, vitamins, minerals and fibers. In Brazil, this legume still has low productivity and one of the factors involved is the occurrence of diseases such as anthracnose, caused by the fungus Colletothrichum lindemuthianum, which causes losses in production of up to 100%. Plants present several defense mechanisms against pathogens and the reports indicate that silicon does not only promote morphological changes in leaves, but also activates resistance genes. This work was divided into three studies aiming: (1) to understand the response of three bean cultivars to a silicon source in a nutrient solution, (2) to identify the contribution of Si in the expression of genes related to the infection by the fungus by constructing two subtractive suppression libraries (SSH), to select genes differentially represented during infection of the plant with race 65 of C. lindemuthianum (a) and during infection of the plant in the presence of higher dose of potassium silicate (75 ppm) in the substrate (b), (3) to identify the response of ten selected transcripts in Study 2 in various periods (0, 6, 42, 72 h) after inoculation, with or without supplemental Si. As a result, it was observed that for all three cultivars Si begins to be absorbed 14 days after transplantation. Was also identified by microscopy (SEM) that there is no significant difference between the number of trichomes among cultivars, but that the number of stomata for the IAC-Harmonia stood out from the rest. Moreover, when the three cultivars were supplemented with Si, thus forming an epicuticular wax described as a defense mechanism against plant fungi, and that by EDX (Energy-dispersive X-ray spectroscopy) it was found that plants treated with Si have higher content of this element in leaves. Through inoculations with race 65 of the pathogen it was verified the effect of the mineral in reducing disease severity in IAC-Pérola and IAC - Harmonia. In the second study, two libraries from suppression subtractive hybridization (SSH) were constructed in order to select the differentially expressed genes between inoculated and non-inoculated (A) and between plants inoculated and treated or not with 75 ppm of Si (B). In total, 991 unique sequences were generated, those recorded by GeneOntolgy. Fifteen genes from each library were selected for the validation experiments by RT-qPCR. For library A, 11/15 genes were positively regulated, and in B, 14/15. In the third study it is showed that inoculation with the pathogen positively altered expression of seven genes, whereas treatment with 75 ppm of Si changed the expression of eight genes, in at least one of the times analyzed

O feijão é importante fonte carboidratos, vitaminas, minerais e fibras. No Brasil, a produtividade desta leguminosa é baixa e um dos fatores é a ocorrência de doenças como a antracnose causada pelo Colletothrichum lindemuthianum, que gera perdas de até 100% da produção. Plantas possuem diversos mecanismos de defesa contra patógenos e relatos apontam que o silício é capaz não só de promover mudanças morfológicas nas folhas, mas também de ativar os genes de resistência. O presente trabalho foi dividido em três estudos que tinham como objetivo: (1) entender a resposta de três cultivares de feijoeiro ao silício disponível na solução nutritiva; (2) identificar a contribuição do Si na expressão de genes relacionados à infecção pelo fungo através da construção de duas bibliotecas subtrativas por supressão (SSH), visando selecionar genes diferencialmente representados durante a infecção da planta com a raça 65 de C. lindemuthianum (a) e durante a infeção da planta na presença de uma maior dose silicato de potássio (75 ppm) no substrato (b); (3) identificar a resposta de dez transcritos selecionados no Estudo 2 para tentar entender a resposta dos mesmos em diferentes períodos (0; 6; 42; 72 h) após a inoculação, com ou sem suplemento de Si. Como resultados, foi observado que para as três cultivares avaliadas o Si começa a ser absorvido 14 dias após o transplante. Também foi identificado por de microscopia de varredura (MEV) que não há diferença significativa entre o número de tricomas e cada cultivar, mas que para o número de estômatos a cultivar IAC-Harmonia destacou-se das demais. Além disso, quando as três cultivares foram suplementadas com Si, houve a formação de uma cera epicuticular descrita como mecanismo de defesa da planta contra fungos; e que através de EDX (Energy-dispersive X-ray spectroscopy) foi possível constatar que plantas tratadas com Si apresentam maior teor deste elemento nas folhas. Através de inoculações com a raça 65 do patógeno verificou-se o efeito do mineral na redução da severidade da doença nas cultivares IAC-Harmonia e Pérola. No segundo estudo, duas bibliotecas de hibridização subtrativa por supressão (SSH), foram construídas visando selecionar os genes diferencialmente expressos entre plantas inoculadas e não-inoculadas (A) e entre plantas inoculadas e tratadas ou não com 75 ppm de Si (B). Foram geradas 991 sequências únicas, anotadas através do GeneOntolgy. Quinze genes de cada biblioteca foram selecionados para os experimentos de validação por RT-qPCR. Para a Biblioteca A, 11/15 genes foram positivamente regulados, e em B, 14/15. No terceiro estudo ficou evidenciado que a inoculação com o patógeno alterou positivamente a expressão de sete genes, enquanto que o tratamento com 75 ppm de Si alterou a expressão de oito genes, em pelo menos um dos tempos avaliados / Beans are an important source of carbohydrates, vitamins, minerals and fibers. In Brazil, this legume still has low productivity and one of the factors involved is the occurrence of diseases such as anthracnose, caused by the fungus Colletothrichum lindemuthianum, which causes losses in production of up to 100%. Plants present several defense mechanisms against pathogens and the reports indicate that silicon does not only promote morphological changes in leaves, but also activates resistance genes. This work was divided into three studies aiming: (1) to understand the response of three bean cultivars to a silicon source in a nutrient solution, (2) to identify the contribution of Si in the expression of genes related to the infection by the fungus by constructing two subtractive suppression libraries (SSH), to select genes differentially represented during infection of the plant with race 65 of C. lindemuthianum (a) and during infection of the plant in the presence of higher dose of potassium silicate (75 ppm) in the substrate (b), (3) to identify the response of ten selected transcripts in Study 2 in various periods (0, 6, 42, 72 h) after inoculation, with or without supplemental Si. As a result, it was observed that for all three cultivars Si begins to be absorbed 14 days after transplantation. Was also identified by microscopy (SEM) that there is no significant difference between the number of trichomes among cultivars, but that the number of stomata for the IAC-Harmonia stood out from the rest. Moreover, when the three cultivars were supplemented with Si, thus forming an epicuticular wax described as a defense mechanism against plant fungi, and that by EDX (Energy-dispersive X-ray spectroscopy) it was found that plants treated with Si have higher content of this element in leaves. Through inoculations with race 65 of the pathogen it was verified the effect of the mineral in reducing disease severity in IAC-Pérola and IAC - Harmonia. In the second study, two libraries from suppression subtractive hybridization (SSH) were constructed in order to select the differentially expressed genes between inoculated and non-inoculated (A) and between plants inoculated and treated or not with 75 ppm of Si (B). In total, 991 unique sequences were generated, those recorded by GeneOntolgy. Fifteen genes from each library were selected for the validation experiments by RT-qPCR. For library A, 11/15 genes were positively regulated, and in B, 14/15. In the third study it is showed that inoculation with the pathogen positively altered expression of seven genes, whereas treatment with 75 ppm of Si changed the expression of eight genes, in at least one of the times analyzed

O Diabetes mellitus (DM) do tipo 1 é uma doença causada pela destruição, por mecanismo auto-imune, das células beta das ilhotas pancreáticas, produtoras de insulina. O tratamento convencional da doença é realizado por meio de injeções diárias de insulina exógena. O transplante de ilhotas pancreáticas inclui-se, atualmente, como uma das alternativas terapêuticas à insulinoterapia. Entretanto, para atingir a insulino-independência, é necessário transplantar um grande número de ilhotas por paciente. O conhecimento do mecanismo de proliferação das células beta pode possibilitar a realização do transplante a partir da expansão celular ex vivo. A glicose é um dos principais indutores da proliferação de células beta. Neste trabalho, foi estabelecida e executada a tecnologia de isolamento e purificação de ilhotas pancreáticas humanas, visando sua estimulação com glicose. Para identificar genes regulados por glicose nestas ilhotas, foi utilizada a técnica de hibridização subtrativa SSH, associada ao rastreamento da biblioteca através de macroarranjos de DNA. Num primeiro rastreamento, foram identificados dois fragmentos gênicos induzidos pela glicose. Um destes apresentou homologia com uma proteína hipotética humana de função desconhecida e o segundo com o receptor de polipetídeo pancreático. Este trabalho permitiu a identificação de novos genes regulados pela glicose em ilhotas pancreáticas humanas, os quais podem estar relacionados à proliferação celular deste tecido. / Type 1 Diabetes mellitus (T1DM) is caused by autoimmune destruction of the insulin-producing pancreatic islet b-cells. Treatment is generally approached by daily subcutaneous injections of exogenous insulin. Nowadays, pancreatic islet transplantation is considered as an effective alternative treatment to insulin therapy. However, in order to reach insulin-independence, a large number of islets is required for each patient. Knowledge of the mechanisms regulating islet b-cell proliferation may allow ex-vivo b-cell expansion prior to transplant. Glucose is considered one of the main inducers of islet b-cells proliferation. We established and executed the technology of human islet isolation and purification. The islets were then stimulated in culture with glucose. In order to identify glucose-regulated genes in cultured human islets, we utilized the suppression subtractive hybridization (SSH) method, followed by cDNA library screening by DNA macroarrays. Preliminary screening allowed us to isolate two cDNAs displaying glucose regulation, one of which is similar to a human hypothetical protein of unknown function and the other shows similarity to the pancreatic polypeptide receptor. This work allowed identification of glucose-regulated genes in human pancreatic islets, which may be related to cell proliferation in this tissue.