O carcinoma de célula renal (RCC) subtipo célula clara é o câncer mais letal e prevalente do sistema urinário. O diagnóstico deste tipo de câncer frequentemente é tardio em conseqüência da falta de sintomas perceptíveis aos pacientes. Um dos objetivos deste trabalho é a identificação de novos marcadores moleculares para diagnóstico precoce, o que ajudaria a diminuir a mortalidade em função de complicações resultantes do avanço da doença. Outro objetivo é a identificação de um conjunto de marcadores moleculares de prognóstico, de modo à prever com acurácia a evolução clínica da doença e, por conseqüência, o tempo de sobrevida do paciente. As modificações transcricionais associadas à carcinogênese e à progressão do câncer de rim ainda não foram completamente elucidadas. Além dos oncogenes e genes supressores de tumor, RNAs não-codificadores (ncRNAs) recentemente foram apontados como importantes reguladores da expressão gênica em humanos, e podem ter um papel importante na transformação maligna do câncer de rim. Para analisar a expressão gênica de ncRNAs e de genes codificadores para proteína foram utilizados dois microarranjos desenvolvidos por nosso grupo, enriquecidos em sondas para ncRNAs. Uma das plataformas possui 4 mil sondas de cDNA, das quais 822 sondas são para ncRNAs mapeando em regiões intrônicas. Outra possui 44 mil elementos e combina sondas de oligonucleotídeos (60-mer) intrônicas e exônicas de um mesmo locus genômico. Análises estatísticas foram feitas com a ferramenta Significance Analysis of Microarrays (q &#8804; 0,05) combinadas ou com a técnica de \"patient leave-one-out\" (genes com presença em 8 100% dos subconjuntos), ou alternativamente com o teste discriminante de Golub (p &#8804; 0,01 ou p < 0,05). Com a plataforma de 4 mil sondas foram estudadas 30 amostras de tecido renal de 18 pacientes com RCC subtipo célula clara. Um conjunto de 36 ncRNAs foi identificado como diferencialmente expresso entre amostras tumorais e não-tumorais. Uma assinatura adicional de 265 genes codificadores de proteínas foi identificada, indicando possíveis novos marcadores moleculares. Uma análise estatística supervisionada com dados de 16 pacientes identificou uma assinatura de ncRNAs correlacionada com sobrevida de 5 anos, formada por 27 ncRNAs com significativa expressão alterada em pacientes livres da doença em comparação com pacientes que morreram em função da doença. Uma assinatura adicional de 64 genes codificadores de proteínas também foi identificada como significativamente correlacionada com o acompanhamento clínico dos pacientes. Com a plataforma de 44 mil sondas foram analisados 17 pacientes, com amostras pareadas de tecido renal tumoral e não-tumoral agrupadas em 8 pools, sendo 4 de amostras tumorais e 4 de não-tumorais. Um conjunto de 66 ncRNAs parcialmente intrônicos antisenso e outro de 52 ncRNAs totalmente intrônicos antisenso foram identificados como diferencialmente expressos. Identificamos um subconjunto de 28 ncRNAs totalmente intrônicos antisenso e senso cuja expressão do gene codificador de proteína do mesmo locus estava simultaneamente alterada. Estes dados apontam para possíveis redes de regulação da expressão gênica dos ncRNAs em câncer. A extensa lista de ncRNAs e de genes codificadores para proteína identificados neste estudo podem ser promissores marcadores moleculares de carcinoma renal subtipo célula clara. / Renal cell carcinoma (RCC) is the most common malignancy of the adult kidney, and the clear cell subtype is the most prevalent and lethal cancer of the urinary system. Late diagnosis for this type of cancer is frequent, usually as a consequence of the lack of symptoms. One of the objectives of the present work is the identification of new molecular markers for the early diagnosis, which would help decrease mortality that develops as a function of disease progression. Another objective is the identification of a set of prognosis molecular markers, so as to accurately predict the clinical outcome of the disease, and consequently, patient survival. Transcriptional changes associated to carcinogenesis and to kidney cancer progression have not been entirely elucidated. Besides oncogenes and tumor suppressor genes, non-coding RNAs (ncRNAs) have been recently indicated as important regulators of gene expression in humans, and could have an important role in the malignant transformation in renal cancer. In order to measure ncRNA and protein-coding gene expression we have used two microarray platforms developed by our group, which are enriched in ncRNA probes. One of the platforms has 4 thousand cDNA probes, of which 822 are for ncRNAs that map to intronic regions. Another has 44 thousand elements and combines 60-mer oligonucleotide probes for intronic and exonic regions from the same genomic locus. Statistical analyses have been performed with the Significance Analysis of Microarrays tool (q &#8804; 0.05) combined with a patient leave-one-out approach (genes present in 100% of the sub-sets), or alternatively with Golubs discriminant test (p &#8804; 0.01 or p < 0.05). 11 With the 4-thousand probes platform we studied 30 samples from renal tissue of 18 RCC patients with clear cell subtype. A set of 36 ncRNAs has been identified as differentially expressed between tumor and non-tumor tissue. An additional signature of 265 protein-coding genes has been identified, indicating possible new molecular markers. A supervised statistical analysis with data from 16 patients has identified a ncRNA signature correlated to 5-year survival outcome, comprised of 27 ncRNAs with significantly altered expression in diseasefree patients compared to patients who died from cancer within the 5-year follow-up. An additional 64-gene signature of protein-coding genes has been identified as significantly correlated to clinical outcome. With the 44-thousand probes platform we have analyzed 17 patients, with paired tumor and non-tumor samples grouped into 8 pools, of which 4 were from tumor and 4 from nontumor samples. A set of 66 partially intronic antisense ncRNAs and another of 52 totally intronic antisense ncRNAs have been identified as differentially expressed between tumor and non-tumor tissue. A sub-set of 28 totally intronic antisense or sense ncRNAs were identified as having a simultaneous change in expression of the protein-coding gene from the same locus. Overall, the data point to a possible ncRNA regulatory network in cancer. The extensive lists of ncRNAs and of protein-coding genes identified in the present study can be seen as promising molecular markers of RCC from the clear-cell subtype.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CHAPTER I - Prostate cancer is a common disease in the world and in some countries it is one of the main causes of male population mortality. Some molecular markers have been associated with prostate carcinogenesis. To observe changes in transcript levels of the AR, SRD5A2, KLK2, PSMA and PCA3 genes, the mRNA was analyzed in tissues with prostatic adenocarcinoma (PCa, N= 48) and benign prostatic hyperplasia (BPH, N= 25), performed through a differential multiplex RT-PCR assay. Significant differences were observed in the relative expression of these genes between cancerous and non-cancerous tissues. The optical density ratio of the cDNA amplicons between PCa and BPH for the AR gene was 1.6-fold higher for the prostatic adenocarcinoma. On the other hand, the SRD5A2 mRNA levels were associated with BPH and were 1.4-fold higher than that of PCa. For KLK2, PSMA and PCA3, the transcriptional levels were respectively, 1.9-, 1.9- and 5-fold higher in PCa than those in BPH tissues. Of the diagnostics tests carried through individually, the PCA3 gene was that presented higher sensitivity and accuracy, and the inclusion of the serum PSA improved the sensitivity (of 76 to 92%), positive preditive value (of 85 to 94%), negative preditive value (of 60 to 62%) and accuracy (of 74 to 78%). The results suggest that the higher AR, KLK2, PSMA, and PCA3 and/or reduced SRD5A2 genes expression in prostatic tissues may indicate the occurrence of prostate adenocarcinoma; however the PCA3 and serum PSA analysis together are highly promising as auxiliary method in the diagnosis of this cancer. CHAPTER II - Purpose: Prostate cancer (PCa) is the most commonly diagnosed malignancy in men, and it consists of multifactorial and multifocal events. Due to the complexity of the disease process, which includes genome alterations, local invasion, micrometastatic cell extravasations to circulation, invasion of secondary organ tissues, and resistance to hormonal blockage, many markers must be used to represent the multiple and variable events that lead to cancer development. The low specificity of the unique serum marker for prostate cancer diagnostics, PSA, has leaded us to investigate four potential markers in the peripheral blood of patients by detecting their mRNA levels and associating them to clinical parameters. Methods: The expression levels of the KLK2, KLK3, PCA3 and PSMA transcripts were determined by Nested RT-PCR. Patients with PCa (99) and with benign prostatic hyperplasia (BPH, 36), and healthy volunteers (104) were investigated. Results: Significant differences for the RNA relative levels have been found for the KLK2, PCA3 and PSMA transcripts between PCa and BPH patients or healthy volunteers. The KLK2 and PSMA levels also presented a positive association (P<0.05) with extra-prostatic disease (pT3). The combined positive RT-PCR Nested for the KLK2, PCA3, PSMA genes with serum PSA higher than 4ng/mL presented a 10-fold higher chance of cancer occurrence than healthy controls, with sensitivity, specificity and positive predictive value of 57%, 89% and 93%, respectively. Conclusions: The combined analysis of KLK2, PCA3 and PSMA transcripts may become a useful tool for the discrimination of PCa patients from those with benign disease or healthy individuals. Additionally, the KLK2 and PSMA transcripts may also be used as prognostic markers for the presence of extra-capsular disease and assisting in the prediction of the post-operative outcome. CHAPTER III - Purpose: Transcripts of PCA3/DD3 gene are at the moment the most specific molecule found in prostate cancer specimens. This mRNA can be detected in important sample targets for clinical analyses, such as prostatic tissues, urine after prostatic massage, and the peripheral blood. Methods: The present study evaluated the PCA3 gene expression in prostatic tissues and in peripheral blood of BPH and PCa patients, by RT-PCR assays, and based on its detection together with other clinical parameters, we proposed a model for molecular monitoring in order to improve diagnosis as an auxiliary technology. Results: The concomitant use of PCA3 transcript detection in the peripheral blood and in prostate tissues has improved diagnosis, with sensitivity and an accuracy of 77%. For the molecular staging, patients have been classified as: localized disease (PBL-; negative PCA3) and circulating tumors cells disease (PBL+; positive PCA3). The higher frequencies of PBL- had been observed in T1-T2 stages (75%); on the other hand, the higher PCA3 positivity was observed for the T3-T4 staging (43%), while the T1-T2 stages presented 25% positivity. A correlation was found between the molecular staging and serum PSA < 10ng/mL before surgery, and approximately 60% of patients with T3-T4 stages that presented biochemical failure after radical prostatectomy presented a positive PCA3 result (P= 0.05), with an odds ratio of 16-fold higher for the possibility of disease recurrence in relation to the T1-T2 patients, and an accuracy of 82%. Conclusion: These data demonstrated the importance of the PCA3 gene as an auxiliary method in prostate cancer diagnosis, by distinguishing PCa from BPH patients, and also demonstrated its prognostic value in recurrent disease for post-operative patients. CHAPTER IV - Approximately 98% of all the products transcribed in the human genome correspond to non coding RNAs (ncRNA). Many ncRNA functions are attributed to this structural particularity given mainly for the secondary structures formed from its linear sequence of bases. Among the ncRNA types are tRNA, rRNA, small nuclear RNA, small nucleolar RNA, small interference RNA (siRNA), microRNA (miRNA) and catalytic RNAs (ribozymes). The bioinformatics has supplied useful tools in the prediction of optimal or suboptimal secondary structures allowing the design of interference RNA as miRNAs or siRNAs. In human, miRNAs have been associated with the development of diverse complex diseases as cancer. The PCA3 (DD3) gene was molecularly characterized as cancer and prostate specific, and its transcripts are non-coding, once no peptide products have been found. Due to its structural characteristics, the PCA3 gene belongs thus to the increasing family of ncRNA. In the present work, four new variant molecules of the PCA3 gene have been sequence characterized and their frequencies demonstrated in prostate cancer and in benign prostatic hyperplasia patients, as well as in healthy individuals. We have also investigated and predicted the putative secondary structures formed in order to elucidate its role in prostate cancer biology. No association has been found between the frequency of these molecules and prostate pathologies (PCa or BPH). On the other hand, PCA3 variants were found in 10% (12/115) of cases in the general population. Similar analyses of the possible polypeptides of these molecules demonstrated that it remains as a non-coding RNA, and introns presents in the first, second and fourth variants suggesting a possible role as a miRNA with intracellular activity to these molecules to the PCA3 gene. In prostatic tissues, 100% of the prostate cancer cases presented the RNA molecule with an exon 2 splicing. However, further investigation must be carried out to demonstrate the true role of these splicing variants in prostate tumors and in other pathologies, once these molecules have been preferentially found in the peripheral blood. / CAPÍTULO I - O câncer de próstata é uma doença comum no mundo e já assumiu em alguns países uma das principais causas de mortalidade da população masculina. Vários marcadores moleculares têm sido associados à gênese do câncer de próstata. A fim de demonstrar a expressão diferencial dos níveis transcricionais dos genes AR, SRD5A2, KLK2, PSMA e PCA3 em doenças prostáticas, o RNAm foi analisado em tecidos com adenocarcinoma prostático (CaP, N= 48) e hiperplasia prostática benigna (HPB, N= 25) por meio da técnica RT-PCR multiplex semi-quantitativa. Foram observadas diferenças significativas na expressão relativa desses genes entre os tecidos cancerosos e nãocancerosos. A taxa de densidade ótica entre os amplicons para cDNA provenientes do gene AR foi 1.6 vezes maior no adenocarcinoma prostático. Por outro lado, os níveis de RNAm do gene SRD5A2 foi associado com a HPB e foi 1.4 vezes maior do que no CaP. Para os genes KLK2, PSMA e PCA3, os níveis transcricionais foram respectivamente, 1.9, 1.9 e 5 vezes maior no câncer comparado a tecidos benignos. Dos testes diagnósticos realizados, o gene PCA3 individualmente foi o que apresentou as melhores sensibilidade e acurácia, sendo que a inclusão das medidas de PSA sérico melhorou a sensibilidade (de 76 para 92%), o valor preditivo positivo (de 85 para 94%), o valor preditivo negativo (de 60 para 62%) e a acurácia (de 74 para 78%). Os dados sugerem que a maior expressão dos genes AR, KLK2, PSMA e PCA3 ou expressão reduzida do gene SRD5A2 em tecidos prostáticos podem indicar a ocorrência do adenocarcinoma da próstata, sendo que as análises do gene PCA3 juntamente aos do PSA sérico são altamente promissores como método auxiliar no diagnóstico desse tipo de câncer. CAPÍTULO II - O câncer de próstata (CaP) e o mais comumente diagnosticado na população masculina e consiste de eventos multifatoriais e multifocais. Devido a complexidade da doença, a qual inclui alterações genômicas, invasão local, liberação de células micrometastáticas para a circulação, invasão secundaria de tecidos de outros órgãos, e resistência ao bloqueio hormonal, muitos marcadores podem ser usados para representar os eventos múltiplos e variáveis que levam ao desenvolvimento do câncer. A baixa especificidade do único marcador para diagnostico do câncer de próstata, PSA, tem nos levado a investigar quatro potenciais marcadores no sangue periférico de pacientes pela detecção de seus níveis de RNAm e associá-los a parâmetros clínicos. Os níveis de expressão dos transcritos do KLK2, KLK3, PCA3 e PSMA foram avaliados pela RT-PCR Nested, em pacientes com CaP (99), com hiperplasia prostática benigna (HPB, 36) e voluntários saudáveis (104). Diferenças significativas foram encontradas para a expressão dos genes KLK2, PSMA e PCA3 entre os pacientes com CaP e os pacientes com HPB ou voluntários saudáveis. Os níveis do KLK2 e PSMA também apresentaram associação positiva (P<0.05) com doença extra-prostática (pT3). A RT-PCR Nested positiva combinada para os genes KLK2, PCA3 e PSMA com PSA sérico maior que 4ng/mL apresentou uma chance 10 vezes maior de ocorrência do câncer comparado aos controles saudáveis, com sensibilidade, especificidade e acurácia de 57%, 89% e 93%, respectivamente. A análise combinada dos genes KLK2, PCA3 e PSMA pode ser uma ferramenta útil na distinção de pacientes com CaP daqueles com doença benigna ou de indivíduos saudáveis. Ainda, a analise dos transcritos KLK2 e PSMA podem ser usados como marcadores prognósticos para a presença de doença extra-capsular e auxiliando na predição de recidiva da doença no pós-operatório. CAPÍTULO III - Os transcritos do gene PCA3/DD3 são até o momento as moléculas mais específicas encontradas em espécimes de câncer de próstata. Esses RNAm podem ser detectados em importantes alvos para a análise clínica como tecidos prostáticos, na urina após massagem prostática e em sangue periférico. O presente estudo avaliou a expressão do gene PCA3 em tecidos prostáticos e em sangue periférico de pacientes com HPB e CaP, por técnicas de RT-PCR, e baseado na sua detecção juntamente com os parâmetros clínicos, foi proposto um modelo de estadiamento molecular como técnica assessória para melhor o diagnóstico da doença. O uso concomitante da detecção dos transcritos do gene PCA3 no sangue periférico e no tecido prostático melhorou o diagnóstico, com sensibilidade e acurácia de 77%. Para o estadiamento molecular, os pacientes foram classificados como contendo a doença localizada (PBL-) e em doença com células tumorais circulantes (PBL +). Maiores freqüências de tumor localizado pelo estadiamento molecular foram observadas nos estadios T1-T2 (75%), enquanto que 25 e 43% dos cânceres T1-T2 e T3-T4, respectivamente, apresentaram PCA3 positivo (células circulantes). Uma correlação foi encontrada para o estadiamento molecular para doença localizada e PSA sérico pré-cirúrgico < 10ng/mL, e aproximadamente 60% dos pacientes TNM T3-T4 que apresentaram falha bioquímica após a cirurgia radical apresentaram RTPCR positiva do PCA3 (P= 0.05), com um Odds Ratio 16 vezes maior para a possibilidade de recorrência da doença em relação aos pacientes T1-T2 e uma acurácia de 82%. Esses dados demonstram a importância da detecção do gene PCA3 como método no diagnóstico do câncer de próstata, por distinguir pacientes com CaP daqueles com HPB, e também demonstrando seu valor prognóstico na doença recorrente no pósoperatório dos pacientes. CAPÍTULO IV - Aproximadamente 98% de todos os produtos transcritos do genoma humano correspondem a RNAs não codificantes (RNAnc). Muitas funções dos RNAnc são atribuídas a suas particularidades estruturais dadas principalmente pelas estruturas secundárias formadas a partir da sua sequência linear de bases. Dentre os tipos de RNAnc estão os RNAt, RNAr, small nuclear RNA, small nucleolar RNA, small interference RNA (siRNA), microRNA (miRNA) e RNAs catalíticos (ribozimas). A bioinformática tem fornecido ferramentas úteis na predição de estruturas secundárias ótimas ou subótimas permitindo o design de RNAs de interferência como os miRNAs ou siRNAs. Em humanos, os miRNAs tem sido associados ao desenvolvimento de diversas doenças complexas como o câncer. O gene PCA3 (DD3) foi molecularmente caracterizado como câncer- e próstata- específico e os seus RNAs são os responsáveis por essa característica, isso porque nenhum produto protéico tem sido encontrado para esse gene. Devido às suas características estruturais, o gene PCA3, pertence assim à crescente família de RNAnc. No presente trabalho foi analisado as freqüências de quatro moléculas variantes do gene PCA3, além das anteriormente reportadas, como também foram preditas as suas estruturas secundárias na tentativa de elucidar o seu papel na biologia do câncer de próstata. Nenhuma associação foi encontrada entre a freqüência dessas moléculas e as patologias da próstata como hiperplasia benigna ou câncer, sendo que na população geral analisada essas variantes foram encontradas em apenas 10% (12/115) dos casos. As análises de homologia de possíveis polipeptídeos para essas moléculas demonstram que permanece o papel de RNA não-codificante para o gene PCA3. Ainda, a presença de introns nas variantes 1, 2 e 4 podem sugerir um papel intracelular de miRNA para essas moléculas do gene PCA3. Nos tecidos prostáticos, 100% dos casos de câncer foi representando pela molécula com splicing do exon 2. Contudo, para as variantes de splicing, novas pesquisas deverão ser realizadas incluindo outras patologias além das doenças prostáticas e outros tipos tumorais para verificar o real impacto dessas moléculas, uma vez que foram encontradas preferencialmente no sangue periférico. / Doutor em Genética e Bioquímica

O presente estudo compreende a análise de distribuição dos foraminíferos bentônicos vivos no talude continental da Bacia de Campos e Platô de São Paulo (entre 400 e 3000 m de profundidade), buscando entender os processos condicionantes dessa distribuição. Dados sedimentológicos, geoquímicos e microfaunísticos permitiram identificar três grupos na área de estudo. O grupo I inclui amostras do talude superior, médio e inferior (400-1300 m de profundidade), e é caracterizado por valores maiores de densidade de foraminíferos bentônicos, carbono orgânico total, concentração de fitopigmentos, biomassa de bactérias, menores valores de sortable silt e de conteúdo de carbonato de cálcio, e pela presença de espécies como Globocassidulina subglobosa, Reophax scorpiurus, Reophax subfusiformis, Reophax spiculotestus e Epistominella exigua. O grupo II, constituído de amostras do talude inferior e Platô de São Paulo (1900-3000 m de profundidade), é caracterizado por menores densidades de foraminíferos bentônicos, carbono orgânico total, concentração de fitopigmentos, biomassa de bactérias, maiores valores de sortable silt e de conteúdo de carbonato de cálcio, e pela presença de espécies como Saccorhiza ramosa, Rhizammina algaeformis, Karrerulina sp2. e Hyperammina rugosa. O grupo III (1900-3000 m de profundidade) diferencia-se do grupo II pela presença da Glomospira gordialis, Pyrgoella irregularis e Reophax helenae. Constatou-se que os processos hidrossedimentares (p.e. ação da Corrente do Brasil e Corrente de Contorno Intermediária junto ao fundo), o fluxo vertical de matéria orgânica particulada e concentração de fitopigmentos no sedimento são fatores controladores das condições tróficas no ambiente e estão relacionados às feições de mesoescala (meandros e vórtices de Cabo Frio, Cabo de São Tomé e Vitória), determinando, assim, variações na microfauna de foraminíferos bentônicos vivos na Bacia de Campos. / The present study comprises the analysis of the distribution of living benthic foraminifera on the continental slope of Campos Basin and Plateau of São Paulo (400-3000 m water depth) in order to understand the environmental processes determining this distribution. Sedimentological, geochemical and microfaunal data indicated the existence of three groups in the study area. Group I includes samples from the upper and middle slope (400-1300 m water depth) and is characterized by high values of benthic foraminifera density, total organic carbon, phytopigment concentration, biomass of bacteria, lower values of sortable silt and calcium carbonate content, and the presence of species such as Globocassidulina subglobosa, Reophax scorpiurus, Reophax subfusiformis, Reophax spiculotestus and Epistominella exigua. Group II, consisting of samples of the lower slope and Plateau of São Paulo (1900-3000 m water depth), is characterized by lower densities of benthic foraminifera, total organic carbon, phytopigment concentration, biomass of bacteria, higher values of sortable silt and calcium carbonate content, and the presence of species such as Saccorhiza ramosa, Rhizammina algaeformis, Karrerulina sp2. and Hyperammina rugosa. Group III (1900-3000 m water depth) differs from group II due to the presence of Glomospira gordialis, Pyrgoella irregularis and Reophax helenae. Hydro-sedimentary processes (e.g. action of the Brazil Current and Intermediate Western Boundary Current), the particulate organic matter flux and phytopigment concentration in the sediment are factors controlling the trophic conditions in the environment, and are related to features of mesoscale (meanders and Cabo Frio, Cabo de São Tomé and Vitória eddies), thereby determining changes in living benthic foraminifera in Campos Basin.

O presente estudo compreende a análise de distribuição dos foraminíferos bentônicos vivos no talude continental da Bacia de Campos e Platô de São Paulo (entre 400 e 3000 m de profundidade), buscando entender os processos condicionantes dessa distribuição. Dados sedimentológicos, geoquímicos e microfaunísticos permitiram identificar três grupos na área de estudo. O grupo I inclui amostras do talude superior, médio e inferior (400-1300 m de profundidade), e é caracterizado por valores maiores de densidade de foraminíferos bentônicos, carbono orgânico total, concentração de fitopigmentos, biomassa de bactérias, menores valores de sortable silt e de conteúdo de carbonato de cálcio, e pela presença de espécies como Globocassidulina subglobosa, Reophax scorpiurus, Reophax subfusiformis, Reophax spiculotestus e Epistominella exigua. O grupo II, constituído de amostras do talude inferior e Platô de São Paulo (1900-3000 m de profundidade), é caracterizado por menores densidades de foraminíferos bentônicos, carbono orgânico total, concentração de fitopigmentos, biomassa de bactérias, maiores valores de sortable silt e de conteúdo de carbonato de cálcio, e pela presença de espécies como Saccorhiza ramosa, Rhizammina algaeformis, Karrerulina sp2. e Hyperammina rugosa. O grupo III (1900-3000 m de profundidade) diferencia-se do grupo II pela presença da Glomospira gordialis, Pyrgoella irregularis e Reophax helenae. Constatou-se que os processos hidrossedimentares (p.e. ação da Corrente do Brasil e Corrente de Contorno Intermediária junto ao fundo), o fluxo vertical de matéria orgânica particulada e concentração de fitopigmentos no sedimento são fatores controladores das condições tróficas no ambiente e estão relacionados às feições de mesoescala (meandros e vórtices de Cabo Frio, Cabo de São Tomé e Vitória), determinando, assim, variações na microfauna de foraminíferos bentônicos vivos na Bacia de Campos. / The present study comprises the analysis of the distribution of living benthic foraminifera on the continental slope of Campos Basin and Plateau of São Paulo (400-3000 m water depth) in order to understand the environmental processes determining this distribution. Sedimentological, geochemical and microfaunal data indicated the existence of three groups in the study area. Group I includes samples from the upper and middle slope (400-1300 m water depth) and is characterized by high values of benthic foraminifera density, total organic carbon, phytopigment concentration, biomass of bacteria, lower values of sortable silt and calcium carbonate content, and the presence of species such as Globocassidulina subglobosa, Reophax scorpiurus, Reophax subfusiformis, Reophax spiculotestus and Epistominella exigua. Group II, consisting of samples of the lower slope and Plateau of São Paulo (1900-3000 m water depth), is characterized by lower densities of benthic foraminifera, total organic carbon, phytopigment concentration, biomass of bacteria, higher values of sortable silt and calcium carbonate content, and the presence of species such as Saccorhiza ramosa, Rhizammina algaeformis, Karrerulina sp2. and Hyperammina rugosa. Group III (1900-3000 m water depth) differs from group II due to the presence of Glomospira gordialis, Pyrgoella irregularis and Reophax helenae. Hydro-sedimentary processes (e.g. action of the Brazil Current and Intermediate Western Boundary Current), the particulate organic matter flux and phytopigment concentration in the sediment are factors controlling the trophic conditions in the environment, and are related to features of mesoscale (meanders and Cabo Frio, Cabo de São Tomé and Vitória eddies), thereby determining changes in living benthic foraminifera in Campos Basin.

Tesis por compendio / [ES] El pepino dulce (Solanum muricatum) y el tomate de árbol (S. betaceum) pertenecen al grupo de cultivos de la familia Solanaceae. Estos dos cultivos son originarios de América del Sur y actualmente se cultivan en varios países con climas tropicales, subtropicales y mediterráneos. Han sido infrautilizados durante mucho tiempo y han cobrado relevancia solo en los últimos años debido a su alta calidad nutricional. El pepino dulce exhibe niveles significativos de potasio, vitamina C y carotenoides y se informa que presenta propiedades antioxidantes, antidiabéticas, antiinflamatorias y antitumorales. Sus frutos se pueden consumir tanto como postre o en ensaladas. El tomate de árbol también destaca por su alto contenido en compuestos bioactivos como carotenoides, antocianinas, flavonoides y vitaminas. Varios productos como jugos, mermeladas, salsas y productos farmacéuticos son elaborados a partir de sus frutos. Debido a que estos cultivos se han introducido en nuevas regiones, donde pueden estar expuestos a estreses bióticos y abióticos que pueden amenazar su producción, y dado que el pepino dulce se ve especialmente afectado por la escasez de agua, fue necesario realizar un estudio para determinar la respuesta de siete cultivares de pepino dulce a parámetros fisiológicos y bioquímicos al estrés por sequía. Este trabajo puede ayudar a desarrollar programas de selección y mejoramiento que permitan generar nuevas variedades más tolerantes a la sequía. Por otro lado, en los países de clima mediterráneo, el pepino dulce se cultiva como cultivo protegido, aplicando las mismas técnicas agrícolas que otras solanáceas como el tomate y el pimiento. Estos sistemas agrícolas también brindan condiciones óptimas para el desarrollo de enfermedades como Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (FOL), Verticillium dahliae (VE), virus del mosaico del pepino (PepMV) y virus del mosaico del tomate (ToMV), que potencialmente podrían causar grandes daños a los cultivos de pepino dulce. Por tal motivo, se realizó un estudio para evaluar la respuesta de una colección de pepino dulce y sus parientes silvestres contra estas cuatro enfermedades, y encontrar fuentes de resistencia/tolerancia a estos patógenos. Aunque el tomate de árbol es un cultivo frutal importante debido a su valor nutricional y efectos beneficiosos para la salud, actualmente no hay información genómica y transcriptómica disponible públicamente. Por lo tanto, fue fundamental secuenciar el transcriptoma de dos cultivares de tomate de árbol con frutos morados (A21) y frutos anaranjados (A23). Estos dos cultivares han sido ampliamente utilizados y cultivados comercialmente en países de la región andina como Ecuador y Colombia. La obtención del primer transcriptoma de tomate de árbol ha permitido realizar un estudio comparativo entre el tomate de árbol y sus especies cercanas, tomate y patata, identificar genes implicados en la ruta de biosíntesis de carotenoides y desarrollar marcadores de polimorfismo de nucleótido único (SNP). En general, esta Tesis Doctoral aporta información relevante sobre la respuesta del pepino a diversos estreses ambientales, que puede ser utilizada para el desarrollo de nuevas variedades de pepino resistentes a múltiples estreses. Mientras que en tomate de árbol, el desarrollo de herramientas genómicas acelerará los programas de mejoramiento. / [CA] El cogombre dolç (Solanum muricatum) i tomata d'arbre (S. betaceum) pertanyen al grup de cultius de la família Solanaceae. Aquests dos cultius són originaris d'Amèrica del Sud i actualment es cultiven en diversos països amb climes tropicals, subtropicals i mediterranis. Han sigut infrautilitzats durant molt de temps i han cobrat rellevància només en els últims anys a causa de la seua alta qualitat nutricional. El cogombre dolç exhibeix nivells significatius de potassi, vitamina C i carotenoides i s'informa que presenta propietats antioxidants, antidiabètiques, antiinflamatòries i antitumorals. Els seus fruits es poden consumir tant com postres o en ensalades. La tomaca d'arbre també destaca pel seu alt contingut en compostos bioactivos com carotenoides, antocianinas, flavonoides i vitamines. Dels seus fruits s'elaboren diversos productes com a sucs, melmelades, salses i productes farmacèutics. Pel fet que aquests cultius s'han introduït en noves regions on poden estar exposats a estressos biòtics i abiòtics que poden amenaçar la seua producció, atés que el cogombre es veu especialment afectat per l'escassetat d'aigua, va ser necessari realitzar un estudi per a determinar la resposta de set cultivars de cogombre dolç a paràmetres fisiològics i bioquímicos a l'estrés per sequera. Aquest treball pot ajudar a desenvolupar programes de selecció i millorament que permeten generar noves varietats més tolerants a la sequera. D'altra banda, als països de clima mediterrani, el cogombre dolç es cultiva com a cultiu protegit, aplicant les mateixes tècniques agrícoles que unes altres solanáceas com la tomaca i el pimentó. Aquests sistemes agrícoles també brinden condicions òptimes per al desenvolupament de malalties com Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (FOL), Verticillium dahliae (VE), virus del mosaic del cogombre (PepMV) i virus del mosaic de la tomaca (ToMV), que potencialment podrien causar grans danys als cultius de cogombre dolç. Per tal motiu, es va realitzar un estudi per a avaluar la resposta d'una col·lecció de cogombre dolç i els seus parents silvestres contra aquestes quatre malalties, i trobar fonts de resistència/tolerància a aquests patògens. Encara que la tomaca d'arbre és un cultiu fruiter important a causa del seu valor nutricional i efectes beneficiosos per a la salut, actualment no hi ha informació genòmica i transcriptómica disponible públicament. Per tant, va ser fonamental seqüenciar el transcriptoma de dues cultivars de tomaca d'arbre amb fruits morats (A21) i fruits ataronjats (A23). Aquestes dues cultivars han sigut àmpliament utilitzats i cultivats comercialment en països de la regió andina com l'Equador i Colòmbia. L'obtenció del primer transcriptoma de tomaca d'arbre ha permés realitzar un estudi comparatiu entre la tomaca d'arbre i les seues espècies pròximes, tomaca i creïlla, identificar gens implicats en la ruta de biosíntesi de carotenoides i desenvolupar marcadors de polimorfisme de nucleòtid únic (SNP). En general, aquesta Tesi Doctoral aporta informació rellevant sobre la resposta del cogombre a diversos estressos ambientals, que pot ser utilitzada per al desenvolupament de noves varietats de cogombre resistents a múltiples estressos. Mentre que en tomaca d'arbre, el desenvolupament d'eines genòmiques accelerarà els programes de millorament. / [EN] Pepino (Solanum muricatum) and tree tomato (S. betaceum) belong to the group of crops of the Solanaceae family. These two crops are native to South America and currently are grown in various countries with tropical, subtropical and Mediterranean climates. They have been underutilized for a long time and have become relevant only in recent years due to their high nutritional quality. Pepino exhibit significant levels of potassium, vitamin C and carotenoids and it is reported to present antioxidant, antidiabetic, anti-inflammatory and antitumor properties. Its fruits can be consumed both as a dessert or in salads. Tree tomato also highlights high content of bioactive compounds such as carotenoids, anthocyanins, flavonoids and vitamins. Severals products such as juices, jams, sauces and pharmaceutical products are made from its fruits. Due to these crops have been introduced into new regions, where they may be exposed to biotic and abiotic stresses that can threaten their production, and since pepino is specially affected by water scarcity, a study was needed to determine the response of seven pepino cultivars to physiological and biochemical parameters to drought stress. This work can help develop selection and improvement programs that allow the generation of new varieties that are more tolerant to drought. On the other hand, in countries with a Mediterranean climate, pepino is grown as a protected crop, applying the same agricultural techniques as other solanaceous plants such as tomato and pepper. These agricultural systems also provide optimal conditions for the development of diseases such as Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (FOL), Verticillium dahliae (VE), pepino mosaic virus (PepMV) and tomato mosaic virus (ToMV), which could potentially cause great damage to pepino crops. For this reason, a study was performed to evaluate the response of a collection of pepino and their wild relatives against these four diseases, and find sources of resistance/tolerance to those pathogens. Although tree tomato is an important fruit crop due to its nutritional value and beneficial health effects, there is currently no publicly available genomic and transcriptomic information. Therefore, it was essential to sequence the transcriptome of two tree tomato cultivars with purple fruits (A21) and orange fruits (A23). These two cultivars have been widely used and cultivated commercially in countries of the Andean region such as Ecuador and Colombia. Obtaining the first tree tomato transcriptome has made it possible to perform a comparative study between tree tomato and its close species, tomato and potato, identify genes involved in the carotenoid biosynthesis pathway, and develop single nucleotide polymorphism (SNP) markers. In general, this Doctoral Thesis provides relevant information on the response of pepino to various environmental stresses, which can be used for the development of new varieties of pepino resistant to multiple stresses. While in tree tomato, the development of genomic tools will accelerating up breeding programs. / Pacheco Toabanda, JE. (2022). Development of Biotechnological Tools for the Genetic Improvement of Pepino (Solanum Muricatum) and Tree Tomato (S.betaceum) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/189205 / Compendio