Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2016-08-24T19:34:57Z No. of bitstreams: 2 Dissertação de Mestrado Moema Vasconcelos.pdf: 1758988 bytes, checksum: cb36f881db16c4bbfe11b3ee7c36ae19 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-24T19:34:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação de Mestrado Moema Vasconcelos.pdf: 1758988 bytes, checksum: cb36f881db16c4bbfe11b3ee7c36ae19 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2014-07-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Upland forest streams of the Central Amazon are unique aquatic systems that are structurally and functionally different from larger rivers. These small streams have short, unpredictable and multimodal flood-pulses that are influenced by local rainfall. The biogeochemical cycles in these systems are almost unknown. Since these systems are relatively unpredictable, long term studies are needed to comprehend their functionality. This study aimed to investigate the role of soil type on the export and bioaccumulation of methyl mercury (MeHg) in upland forest streams of the Central Amazon. Limnological measurements and water samples for MeHg analyses were collected monthly from October 2012 to October 2013 in two headwater streams drained by different kind of soils (podzol/Igarapé da Campina and latossolo/Igarapé Barro Branco) in natural biological reserves in the Central Amazon. Macroinvertebrates and fish for total mercury (THg) determination were collected in April 2012 in both streams. MeHg concentrations in water varied from 0.04 to 0.50 ng/L in the Igarapé da Campina and between 0.02 and 0.04 ng/L in Igarapé Barro Branco. In both sampled streams, MeHg concentrations were negatively correlated with dissolved organic carbon concentrations, and positively correlated with electric conductivity. Physical soil characteristics of the basins and the interaction between mercury and organic matter influenced export mercury to the aquatic system and, consequently, its availability to methylating bacteria. In both streams, MeHg export was highest during the rainy season, probably due to soil leaching, lateral flooding and soil hydromorphism during this period, processes conducive to mercury export and methylation. THg concentrations in omnivorous (Macrobrachium spp.) and carnivorous (Erythrinus erythrinus) organisms were higher in Igarapé da Campina than those in Igarapé Barro Branco. However, concentrations in insectivorous allochthonous (Pyrrhulina cf. brevis) were similar in both basins. The THg levels in omnivores and carnivores, which fed on aquatic food items, reflected the MeHg differences between streams while insectivores, feeding on allochthonous food items, did not. Methyl mercury dynamics in streams were influenced by the physical characteristics of basin soils and by local rainfall seasonality. / Os igarapés de terra firme da Amazônia central são ecossistemas aquáticos únicos, pois são estruturalmente e funcionalmente diferentes dos grandes rios amazônicos. Apresentam pulsos de inundação multimodais, em escala de tempo curto e imprevisível, e são influenciados pelas condições pluviométricas locais. Os ciclos biogeoquímicos nestes sistemas são quase desconhecidos. Uma vez que estes sistemas são relativamente imprevisíveis, os estudos em longo prazo são necessários para compreender a sua funcionalidade. Este trabalho objetivou investigar o papel do tipo de solo sobre a exportação e bioacumulação de metilmercúrio (MeHg) em igarapés de terra firme na Amazônia Central. Amostras de água para determinação de MeHg e variáveis limnológicas foram coletadas mensalmente durante 13 meses (Outubro de 2012 a Outubro de 2013) em dois igarapés de 1ª ordem drenados por solos distintos (podzol hidromórfico/Igarapé da Campina e latossolo amarelo/Igarapé Barro Branco) em reservas biológicas naturais na Amazônia central. Macroinvertebrados e peixes para determinação de mercúrio total (HgT) foram coletados em Abril de 2012 nos dois locais de coleta. As concentrações de MeHg na água variaram entre 0,04 e 0,50 ng/L no Igarapé da Campina e entre 0,02 e 0,04 ng/L no Igarapé Barro Branco. Em ambos os igarapés amostrados, as concentrações de MeHg foram negativamente correlacionadas com as concentrações de carbono orgânico dissolvido, e positivamente correlacionada com a condutividade elétrica. As características físicas dos solos das duas microbacias e a interação do mercúrio com a matéria orgânica influenciou a exportação desse elemento químico para o ambiente aquático e, consequentemente, sua disponibilização para as bactérias metiladoras. A exportação de MeHg foi maior na estação chuvosa nos dois igarapés, provavelmente devido à lixiviação do solo, inundações laterais e hidromorfismo do solo durante este período, processos propícios a exportação do mercúrio e metilação. As concentrações de HgT foram maiores no Igarapé da Campina quando comparadas às do Barro Branco em organismos onívoro (Macrobrachium spp.) e carnívoro (Erythrinus erythrinus). Entretanto, as concentrações em insetívoro alóctone (Pyrrhulina cf. brevis) foram semelhantes entre as duas microbacias. As concentrações de HgT nos onívoros e carnívoros, que se alimentavam de itens de origem aquática, refletiu as diferenças de MeHg entre os igarapés, enquanto insetívoros, alimentando-se de itens de origem alóctones, não. A dinâmica do metilmercúrio em igarapés foi influenciada pelas características físicas dos solos da bacia e pela sazonalidade das chuvas local.

Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2018-04-24T13:09:59Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Andressa_versfinal_entrega.pdf: 1608627 bytes, checksum: 23e4d42cb9ec1d61e383302ca98c9efb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-24T13:09:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Andressa_versfinal_entrega.pdf: 1608627 bytes, checksum: 23e4d42cb9ec1d61e383302ca98c9efb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-08-31 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Mercury is encountered in the Amazon rivers and lakes and can be derived from both natural and anthropogenic sources. This element is toxic for biota in any of its chemical forms. However, the organic form, methylmercury (MeHg), is considered the most toxic, bioaccumulates more easily and biomagnifies along the food chain. Many Amazonian fishes have elevated MeHg concentrations; however information on the effects of chronic mercury exposure is scarce. Therefore, the aim of this study was to evaluate the temporal and spatial dynamics of methylmercury concentrations in water and sediment, and its bioaccumulation and toxicological effects in fish of Janauaca Lake, Amazonas. Samples were collected at eight sites on the lake, located at different distances from the Solimões River, four in the northern part of the lake and four in the southern part. Water, sediments and limnological parameters were sampled at each site, during the low-water and highwater seasons. Fish were only collected at low water and included the species: Pterygoplichthys pardalis, Hoplias malabaricus and Cichla spp. Water, sediment and muscle tissue of fishes were analyzed for methylmercury. Fish were also assayed for biomarkers of genotoxic (frequency of micronucleus and erythrocyte nuclear abnormalities), histopathological (index of liver lesion) and biochemical effects (metallothionein concentration). Dissolved organic carbon was positively correlated with MeHg concentrations in water in both seasons, while dissolved oxygen, pH and electrical conductivity were negatively correlated with MeHg concentration in water only during the high-water season. The highest MeHg concentrations in water (0,68 a 1,21 ng/L) were observed in the southern part of the lake and in the hypolimnion at high-water. The MeHg concentrations in the sediment (0,20 a 0,56 µg/kg) were similar throughout the lake and slightly higher during the high-water season. While MeHg concentrations in P. pardalis (0,02±0,01 mg/kg) and in Cichla spp. (0,66±0,31 mg/kg) were similar at all sampling points, MeHg levels in H. malabaricus (0,66±0,29 mg/kg) were higher in the southern part of the lake,. Micronucleus were not observed and the frequency of erythrocyte nuclear abnormalities was low (0,07±0,17% e 0,26±0,19%, respectively) in both P. pardalis and in H. malabaricus (Cichla spp. was not evaluated). Metallothionein concentrations (2,50±0,90 µg/mg prot) and the index of hepatic lesion in H. malabaricus (22±4) were highest in the south part of the lake. The higher MeHg concentrations observed in water and H. malabaricus in the southern part of the lake indicated that the environmental conditions in this region are more conducive to methylation. The toxic effects observed with biomarkers may not have been caused exclusively by methylmercury. Other environmental stressor in the south region of the lake may also be involved. These results demonstrate that the dynamics and bioaccumulation of methylmercury can vary between regions in the same Amazonian lake, depending on proximity and connection to the river main channel, water type, depth, area and connection with upland and wetland environments. / O mercúrio é encontrado nos rios e lagos amazônicos e pode ser derivado de fontes naturais e antrópicas. Este elemento é toxico para a biota em qualquer de suas formas químicas. No entanto, a forma orgânica metilmercúrio (MeHg) é considerada a mais tóxica, bioacumula mais facilmente nos organismos e biomagnifica ao longo da cadeia trófica. Muitos peixes amazônicos possuem concentrações elevadas de MeHg, porém as informações acerca dos efeitos dessa exposição crônica são escassas. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a dinâmica temporal e espacial da concentração de metilmercúrio na água e no sedimento, sua bioacumulação e efeitos toxicológicos em peixes do Lago Janauacá, Amazonas. Oito locais do lago foram amostrados, seguindo um gradiente de distância do Rio Solimões, quatro situados na região norte e quatro na região sul do lago. Em cada local, foram realizadas amostragens nos períodos de seca e cheia para mensuração de parâmetros limnológicos e coleta de água e sedimento. Peixes foram coletados somente na seca e incluíram as espécies: Pterygoplichthys pardalis, Hoplias malabaricus e Cichla spp. Foram analisadas as concentrações de metilmercúrio na água, no sedimento e no tecido muscular dos peixes. Peixes também foram analisados para biomarcadores de efeito genotóxicos (frequência de micronúcleos e anormalidades nucleares eritrocitárias), histopatológico (índice de lesão no fígado) e bioquímico (concentração de metalotioneína). O carbono orgânico dissolvido correlacionou positivamente com as concentrações de MeHg na água durante a seca e a cheia, enquanto o oxigênio dissolvido, o pH e a condutividade elétrica correlacionaram negativamente com as concentrações de MeHg na água apenas na cheia. As maiores concentrações de MeHg na água (0,68 a 1,21 ng/L) foram observadas na região sul do lago e no hipolímnio do lago durante a cheia. As concentrações de MeHg no sedimento (0,20 a 0,56 µg/kg) foram semelhantes em todo o lago e ligeiramente maiores durante a cheia. Enquanto as concentrações de MeHg em P. pardalis (0,02±0,01 mg/kg) e Cichla spp. (0,66±0,31 mg/kg) foram similares em todos os pontos de amostragem, os níveis de MeHg em H. malabaricus (0,66±0,29 mg/kg) foram maiores na região sul do lago. Não foram observados micronúcleos e as frequências de anormalidades nucleares eritrocitárias foram baixas (0,07±0,17% e 0,26±0,19%, respectivamente) em P. pardalis e em H. malabaricus (não avaliadas em Cichla spp.). A concentração de metalotioneína (2,50±0,90 µg/mg prot) e os índices de lesão hepática em H. malabaricus (22±4) foram maiores na região sul do lago. A região sul do lago é mais propícia à metilação do mercúrio pois concentrações de MeHg mais elevadas na água e em H. malabaricus foram observadas nesta região. Os efeitos tóxicos observados por meio dos biomarcadores podem não ter sido causados exclusivamente pelo MeHg, podendo haver influência de outro estressor ambiental na região sul do lago. Esses resultados mostram que a dinâmica e a bioacumulação do metilmercúrio podem variar entre diferentes áreas de um mesmo lago amazônico de acordo com a proximidade e conexão com o canal do rio principal, com o tipo de água, profundidade, área e conexão com áreas de terra firme e de vegetação alagada.

Submitted by Inácio de Oliveira Lima Neto (inacio.neto@inpa.gov.br) on 2018-05-21T17:49:52Z No. of bitstreams: 2 Andressa de Jesus franca.pdf: 1608627 bytes, checksum: 23e4d42cb9ec1d61e383302ca98c9efb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-21T17:49:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Andressa de Jesus franca.pdf: 1608627 bytes, checksum: 23e4d42cb9ec1d61e383302ca98c9efb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-08-31 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Mercury is encountered in the Amazon rivers and lakes and can be derived from both natural and anthropogenic sources. This element is toxic for biota in any of its chemical forms. However, the organic form, methylmercury (MeHg), is considered the most toxic, bioaccumulates more easily and biomagnifies along the food chain. Many Amazonian fishes have elevated MeHg concentrations; however information on the effects of chronic mercury exposure is scarce. Therefore, the aim of this study was to evaluate the temporal and spatial dynamics of methylmercury concentrations in water and sediment, and its bioaccumulation and toxicological effects in fish of Janauaca Lake, Amazonas. Samples were collected at eight sites on the lake, located at different distances from the Solimões River, four in the northern part of the lake and four in the southern part. Water, sediments and limnological parameters were sampled at each site, during the low-water and high- water seasons. Fish were only collected at low water and included the species: Pterygoplichthys pardalis, Hoplias malabaricus and Cichla spp. Water, sediment and muscle tissue of fishes were analyzed for methylmercury. Fish were also assayed for biomarkers of genotoxic (frequency of micronucleus and erythrocyte nuclear abnormalities), histopathological (index of liver lesion) and biochemical effects (metallothionein concentration). Dissolved organic carbon was positively correlated with MeHg concentrations in water in both seasons, while dissolved oxygen, pH and electrical conductivity were negatively correlated with MeHg concentration in water only during the high-water season. The highest MeHg concentrations in water (0,68 a 1,21 ng/L) were observed in the southern part of the lake and in the hypolimnion at high-water. The MeHg concentrations in the sediment (0,20 a 0,56 μg/kg) were similar throughout the lake and slightly higher during the high-water season. While MeHg concentrations in P. pardalis (0,02±0,01 mg/kg) and in Cichla spp. (0,66±0,31 mg/kg) were similar at all sampling points, MeHg levels in H. malabaricus (0,66±0,29 mg/kg) were higher in the southern part of the lake,. Micronucleus were not observed and the frequency of erythrocyte nuclear abnormalities was low (0,07±0,17% e 0,26±0,19%, respectively) in both P. pardalis and in H. malabaricus (Cichla spp. was not evaluated). Metallothionein concentrations (2,50±0,90 μg/mg prot) and the index of hepatic lesion in H. malabaricus (22±4) were highest in the south part of the lake. The higher MeHg concentrations observed in water and H. malabaricus in the southern part of the lake indicated that the environmental conditions in this region are more conducive to methylation. The toxic effects observed with biomarkers may not have been caused exclusively by methylmercury. Other environmental stressor in the south region of the lake may also be involved. These results demonstrate that the dynamics and bioaccumulation of methylmercury can vary between regions in the same Amazonian lake, depending on proximity and connection to the river main channel, water type, depth, area and connection with upland and wetland environments. / O mercúrio é encontrado nos rios e lagos amazônicos e pode ser derivado de fontes naturais e antrópicas. Este elemento é toxico para a biota em qualquer de suas formas químicas. No entanto, a forma orgânica metilmercúrio (MeHg) é considerada a mais tóxica, bioacumula mais facilmente nos organismos e biomagnifica ao longo da cadeia trófica. Muitos peixes amazônicos possuem concentrações elevadas de MeHg, porém as informações acerca dos efeitos dessa exposição crônica são escassas. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a dinâmica temporal e espacial da concentração de metilmercúrio na água e no sedimento, sua bioacumulação e efeitos toxicológicos em peixes do Lago Janauacá, Amazonas. Oito locais do lago foram amostrados, seguindo um gradiente de distância do Rio Solimões, quatro situados na região norte e quatro na região sul do lago. Em cada local, foram realizadas amostragens nos períodos de seca e cheia para mensuração de parâmetros limnológicos e coleta de água e sedimento. Peixes foram coletados somente na seca e incluíram as espécies: Pterygoplichthys pardalis, Hoplias malabaricus e Cichla spp. Foram analisadas as concentrações de metilmercúrio na água, no sedimento e no tecido muscular dos peixes. Peixes também foram analisados para biomarcadores de efeito genotóxicos (frequência de micronúcleos e anormalidades nucleares eritrocitárias), histopatológico (índice de lesão no fígado) e bioquímico (concentração de metalotioneína). O carbono orgânico dissolvido correlacionou positivamente com as concentrações de MeHg na água durante a seca e a cheia, enquanto o oxigênio dissolvido, o pH e a condutividade elétrica correlacionaram negativamente com as concentrações de MeHg na água apenas na cheia. As maiores concentrações de MeHg na água (0,68 a 1,21 ng/L) foram observadas na região sul do lago e no hipolímnio do lago durante a cheia. As concentrações de MeHg no sedimento (0,20 a 0,56 μg/kg) foram semelhantes em todo o lago e ligeiramente maiores durante a cheia. Enquanto as concentrações de MeHg em P. pardalis (0,02±0,01 mg/kg) e Cichla spp. (0,66±0,31 mg/kg) foram similares em todos os pontos de amostragem, os níveis de MeHg em H. malabaricus (0,66±0,29 mg/kg) foram maiores na região sul do lago. Não foram observados micronúcleos e as frequências de anormalidades nucleares eritrocitárias foram baixas (0,07±0,17% e 0,26±0,19%, respectivamente) em P. pardalis e em H. malabaricus (não avaliadas em Cichla spp.). A concentração de metalotioneína (2,50±0,90 μg/mg prot) e os índices de lesão hepática em H. malabaricus (22±4) foram maiores na região sul do lago. A região sul do lago é mais propícia à metilação do mercúrio pois concentrações de MeHg mais elevadas na água e em H. malabaricus foram observadas nesta região. Os efeitos tóxicos observados por meio dos biomarcadores podem não ter sido causados exclusivamente pelo MeHg, podendo haver influência de outro estressor ambiental na região sul do lago. Esses resultados mostram que a dinâmica e a bioacumulação do metilmercúrio podem variar entre diferentes áreas de um mesmo lago amazônico de acordo com a proximidade e conexão com o canal do rio principal, com o tipo de água, profundidade, área e conexão com áreas de terra firme e de vegetação alagada.

Submitted by Natalia de Souza Gonçalves (natalia.goncalves@ufpe.br) on 2015-05-08T14:45:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO MESTRADO NARA BARBOSA.pdf: 2438195 bytes, checksum: f37491db6e785b1379cc05dba0df0017 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-08T14:45:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO MESTRADO NARA BARBOSA.pdf: 2438195 bytes, checksum: f37491db6e785b1379cc05dba0df0017 (MD5) Previous issue date: 2015-03-31 / FACEPE / O câncer de mama é o câncer mais comum e a principal causa de morte por câncer entre as mulheres, em todo o mundo. Diferentes mutações têm sido relacionadas ao câncer, mas apenas as mutações não conseguem esclarecer a heterogeneidade do câncer de mama. Desta forma, eventos epigenéticos têm sido estudados em tecido mamário cancerígeno. A metilação do DNA é a regulação epigenética mais estudada e bem compreendida, sendo catalisado pelas enzimas da família das DNA Metiltransferases; principalmente DNMT1, DNMT3A, e DNMT3B. Além disso, DNMT2 (TRDMT1), inicialmente considerada como um membro desta família foi mais tarde descrita como uma tRNA metiltransferase e, até o momento, pouco se sabe sobre a sua função. O objetivo deste estudo foi determinar o perfil de metilação do DNA em 31 pacientes com câncer de mama ductal invasivo e 04 tecidos saudáveis obtidos a partir da mama oposta. Os níveis globais de metilação foram observados por meio de um ensaio de ELISA, enquanto que os níveis de expressão das DNMTs (DNMT1, DNMT2 e DNMT3B) foram determinados por PCR em tempo real. Os níveis de expressão gênica também foram analisados para BRCA1, BRCA2, ERBB2 e ERBB4. Todos estes parâmetros foram correlacionados com os dados dos pacientes e as características intrínsecas dos tumores. Nossos resultados mostram que a metilação global em tumores de mama é significativamente menor em comparação com os tecidos saudáveis da mama (p = 0,0034). DNMT1 e DNMT3B foram mais expressos no tecido de carcinoma mamário (p = 0,0034; p = 0,0031, respectivamente), sendo o nível de DNMT3B significativamente maior (p = 0,0391) do que o nível de DNMT1. Apenas DNMT1 exibiu uma correlação com a metilação global, apesar de ser inversa. Além disso, a expressão das DNMTs apresentou uma forte correlação positiva com BRCA1 e apenas a DNMT2 mostrou estar relacionada com BRCA2. Pacientes submetidos a terapias adjuvantes apresentaram uma diminuição significativa na expressão de DNMT2 (p = 0,0013), indicando uma redução dos níveis de metilação em moléculas de tRNA. História familiar de câncer de mama foi a única variável independente que se correlacionou com os níveis de DNMT1 (p = 0,0043), sendo maior em pacientes com risco hereditário. Nossos resultados apontam para um importante papel das DNMTs no câncer de mama e mais estudos são necessários para elucidar os mecanismos subjacentes envolvidos no processo de metilação que contribuem para o desenvolvimento e progressão do câncer de mama. / Breast cancer is the most common cancer and the leading cause of cancer deaths among women worldwide. Different mutations were related to breast cancer, but only their presence cannot explain de heterogeneity of this cancer. Then, epigenetic events have been studied in breast cancer tissues. DNA methylation is the most studied and well-understood epigenetic regulation, being catalysed by DNA methyltransferases family; mainly DNMT1, DNMT3A, and DNMT3B. Besides, DNMT2 (TRDMT1), initially thought to be a member of this family, was later described as a RNA methyltransferase and so far, little is known about its function. The aim of this study was to determine the DNA methylation profile in 31 patients with Invasive Ductal Breast Cancer and 04 healthy tissues obtained from the opposite breast. Tests were performed for global methylation levels through an ELISA assay and for the expression levels of DNMTs (DNMT1, DNMT2 and DNMT3B) by real-time PCR. Gene expression was also analysed for BRCA1, BRCA2, ERBB2 and ERBB4. All these parameters were correlated with patient‘s data and intrinsic characteristics of the tumours. Our results show that global methylation in breast tumours is significant lower compared to breast healthy tissues (p= 0.0034). DNMT1 and DNMT3B (p=0.0034; p=0.0031, respectively) showed high expression in breast cancer tissue, being DNMT3B level significantly higher (p=0.0391) than DNMT1 level. Only DNMT1 exhibit a correlation with the global methylation, despite inversely related. In addition, DNMTs presented a tightly positive correlation with BRCA1 and only DNMT2 seems to be related with BRCA2. Patients submitted to adjuvant therapies showed a significant decrease in DNMT2 expression (p=0.0013), indicating reduced methylation levels in tRNA molecules. Family history of breast cancer was the only independent variable that correlated to DNMT1 level (p=0.0043), being higher in patients with hereditary risk. Our results points to an important role of DNMTs in breast cancer and further studies are necessary to elucidate the underlying mechanisms involved in methylation process, contributing to breast cancer development and progression.

A metilação do DNA genômico é um dos principais mecanismos de regulação epigenética nos organismos. Dentre as diferentes classes de DNA MTase, as m5C-MTase são as que se distribuem amplamente de procariotos a eucariotos. Em vertebrados existem três diferentes famílias: DNMT1, DNMT2 e DNMT3a e 3b. A DNMT1 possui atividade junto ao DNA hemimetilado. As DNMT3a e 3b são responsáveis pela metilação de novo. Já a subfamília DNMT2 possui seus sítios catalíticos altamente conservados, desde procariotos até eucariotos, possuindo propriedades que permitem executar funções tanto de metilação de novo, assim como de manutenção de metilação. Além disso, as enzimas da família DNMT2 podem atuar metilando citosinas genômicas ou de tRNAs. Em mamíferos, invertebrados e plantas a DNMT2 é classificada, prioritariamente in vivo como uma tRNA MTase. Entretanto, já foi descrita atividade de DNA MTase por parte dessas enzimas, mesmo que em baixos níveis. O que se discute são as atividades preferenciais da DNMT2 e os mecanismos que modulam sua atividade, pois se reconhece que em organismos que não possuem as MTases canônicas (DNMT1 e DNMT3), mas apresentam metilação em seu genoma, é a DNMT2 que atua como MTase em ambos os substratos. Espécies de Drosophila são conhecidas como de Dnmt2-only, justamente por possuírem apenas a DNMT2 na função de metilação de citosinas. A importância de seu papel no âmbito ecológico e evolutivo nesse grupo de espécies se reflete na presença de fenômenos peculiares, como a metilação sexo-específica presente em espécies do subgrupo willistoni de Drosophila, descrito por nosso grupo de pesquisa. No presente trabalho realizou-se a modelagem das enzimas DNMT2 de D. melanogaster, D. willistoni e Mus musculus com diferentes metodologias. A partir desses modelos realizaram-se análises comparativas com as estruturas cristalográficas de DNMT2 depositadas no banco de dados PDB, com o objetivo de estabelecer as relações evolutivas e funcionais entre as diferentes enzimas. Adicionalmente, de posse de modelos de DNMT2 - de validada qualidade - de duas espécies pertencentes a diferentes grupos evolutivos de drosofilídeos, realizaram-se estudos de caracterização evolutiva e estrutural das 22 espécies que tiveram seus genomas sequenciados e depositados no bando de dados Flybase, somando-se a essas a sequência de DNMT2 de Drosophila tropicalis (subgrupo willistoni), sequenciado por nosso grupo de pesquisa. Os resultados das análises evolutivas e estruturais sugerem propriedades diferenciais entre as DNMT2 de espécies do subgrupo willistoni em relação às demais. Estes resultados indicam que mesmo em espécies que possuem relações evolutivas próximas possam ocorrer mecanismos adaptativos que estabeleçam gradações na afinidade das DNMT2 por diferentes substratos, sem que para isso ocorram drásticas mudanças na arquitetura da enzima. / The methylation of genomic DNA is a major mechanism of epigenetic regulation in organisms. Among the different classes of DNA MTase the M5C-MTase are as widely distributed in prokaryotes to eukaryotes. In vertebrates there are three different families: DNMT1, DNMT2 and DNMT3a and 3b. The DNMT1 has activity with the hemimethylated DNA. The DNMT3a and 3b are responsible for de novo methylation. While the DNMT2 subfamily has its catalytic sites highly conserved from prokaryotes to eukaryotes, having properties that allow performing functions of both de novo and maintenance methylation. Furthermore, the DNMT2 family can act methylating cytokines, tRNAs or DNA. In mammals, invertebrates and plants, DNMT2 is classified primarily in vivo as a tRNA MTase. However,DNA-MTase activity by these enzymes has been described, even at low levels. The question is the preferred activities of DNMT2 and mechanisms that modulate its activity, because in organisms that do not have the canonical DNA-MTases (DNMT1 and DNMT3), but have cytokines methylated in its genome, the DNMT2 acts as MTase on both substrates. Drosophila species are known as Dnmt2-only. The importance of DNMT2’s role in ecological and evolutionary context in this species group is reflected by presence of a peculiar phenomenon: the sex-specific methylation described by our research group, presents in willistoni subgroup of Drosophila. In this study, DNMT2 of D. melanogaster, D. willistoni and Mus musculus were modeled by different methodologies. comparative analyzes with the crystallographic DNMT2 structures deposited in the PDB database were performed from these models, in order to establish the evolutionary and functional relationships between the different enzymes. Additionally, evolutionary and structural characterization studies of the 22 species, with the validated DNMT2 models of two species belonging to different evolutionary drosophilids groups, were conducted that have had their genomes sequenced and deposited in FlyBase data pack, adding the DNMT2 sequence of Drosophila tropicalis (willistoni subgroup) sequenced by our research group. The results of evolutionary and structural analyzes suggest differences between the DNMT2 properties of subgroup willistoni species from the other drosophilids. These results indicate that even species that have close evolutionary relationships may have adaptive mechanisms that establish gradations of DNMT2 affinity for different substrates, without the need of drastic changes in enzyme architecture.

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A metilação do DNA genômico é um dos principais mecanismos de regulação epigenética nos organismos. Dentre as diferentes classes de DNA MTase, as m5C-MTase são as que se distribuem amplamente de procariotos a eucariotos. Em vertebrados existem três diferentes famílias: DNMT1, DNMT2 e DNMT3a e 3b. A DNMT1 possui atividade junto ao DNA hemimetilado. As DNMT3a e 3b são responsáveis pela metilação de novo. Já a subfamília DNMT2 possui seus sítios catalíticos altamente conservados, desde procariotos até eucariotos, possuindo propriedades que permitem executar funções tanto de metilação de novo, assim como de manutenção de metilação. Além disso, as enzimas da família DNMT2 podem atuar metilando citosinas genômicas ou de tRNAs. Em mamíferos, invertebrados e plantas a DNMT2 é classificada, prioritariamente in vivo como uma tRNA MTase. Entretanto, já foi descrita atividade de DNA MTase por parte dessas enzimas, mesmo que em baixos níveis. O que se discute são as atividades preferenciais da DNMT2 e os mecanismos que modulam sua atividade, pois se reconhece que em organismos que não possuem as MTases canônicas (DNMT1 e DNMT3), mas apresentam metilação em seu genoma, é a DNMT2 que atua como MTase em ambos os substratos. Espécies de Drosophila são conhecidas como de Dnmt2-only, justamente por possuírem apenas a DNMT2 na função de metilação de citosinas. A importância de seu papel no âmbito ecológico e evolutivo nesse grupo de espécies se reflete na presença de fenômenos peculiares, como a metilação sexo-específica presente em espécies do subgrupo willistoni de Drosophila, descrito por nosso grupo de pesquisa. No presente trabalho realizou-se a modelagem das enzimas DNMT2 de D. melanogaster, D. willistoni e Mus musculus com diferentes metodologias. A partir desses modelos realizaram-se análises comparativas com as estruturas cristalográficas de DNMT2 depositadas no banco de dados PDB, com o objetivo de estabelecer as relações evolutivas e funcionais entre as diferentes enzimas. Adicionalmente, de posse de modelos de DNMT2 - de validada qualidade - de duas espécies pertencentes a diferentes grupos evolutivos de drosofilídeos, realizaram-se estudos de caracterização evolutiva e estrutural das 22 espécies que tiveram seus genomas sequenciados e depositados no bando de dados Flybase, somando-se a essas a sequência de DNMT2 de Drosophila tropicalis (subgrupo willistoni), sequenciado por nosso grupo de pesquisa. Os resultados das análises evolutivas e estruturais sugerem propriedades diferenciais entre as DNMT2 de espécies do subgrupo willistoni em relação às demais. Estes resultados indicam que mesmo em espécies que possuem relações evolutivas próximas possam ocorrer mecanismos adaptativos que estabeleçam gradações na afinidade das DNMT2 por diferentes substratos, sem que para isso ocorram drásticas mudanças na arquitetura da enzima. / The methylation of genomic DNA is a major mechanism of epigenetic regulation in organisms. Among the different classes of DNA MTase the M5C-MTase are as widely distributed in prokaryotes to eukaryotes. In vertebrates there are three different families: DNMT1, DNMT2 and DNMT3a and 3b. The DNMT1 has activity with the hemimethylated DNA. The DNMT3a and 3b are responsible for de novo methylation. While the DNMT2 subfamily has its catalytic sites highly conserved from prokaryotes to eukaryotes, having properties that allow performing functions of both de novo and maintenance methylation. Furthermore, the DNMT2 family can act methylating cytokines, tRNAs or DNA. In mammals, invertebrates and plants, DNMT2 is classified primarily in vivo as a tRNA MTase. However,DNA-MTase activity by these enzymes has been described, even at low levels. The question is the preferred activities of DNMT2 and mechanisms that modulate its activity, because in organisms that do not have the canonical DNA-MTases (DNMT1 and DNMT3), but have cytokines methylated in its genome, the DNMT2 acts as MTase on both substrates. Drosophila species are known as Dnmt2-only. The importance of DNMT2’s role in ecological and evolutionary context in this species group is reflected by presence of a peculiar phenomenon: the sex-specific methylation described by our research group, presents in willistoni subgroup of Drosophila. In this study, DNMT2 of D. melanogaster, D. willistoni and Mus musculus were modeled by different methodologies. comparative analyzes with the crystallographic DNMT2 structures deposited in the PDB database were performed from these models, in order to establish the evolutionary and functional relationships between the different enzymes. Additionally, evolutionary and structural characterization studies of the 22 species, with the validated DNMT2 models of two species belonging to different evolutionary drosophilids groups, were conducted that have had their genomes sequenced and deposited in FlyBase data pack, adding the DNMT2 sequence of Drosophila tropicalis (willistoni subgroup) sequenced by our research group. The results of evolutionary and structural analyzes suggest differences between the DNMT2 properties of subgroup willistoni species from the other drosophilids. These results indicate that even species that have close evolutionary relationships may have adaptive mechanisms that establish gradations of DNMT2 affinity for different substrates, without the need of drastic changes in enzyme architecture.

A metilação do DNA genômico é um dos principais mecanismos de regulação epigenética nos organismos. Dentre as diferentes classes de DNA MTase, as m5C-MTase são as que se distribuem amplamente de procariotos a eucariotos. Em vertebrados existem três diferentes famílias: DNMT1, DNMT2 e DNMT3a e 3b. A DNMT1 possui atividade junto ao DNA hemimetilado. As DNMT3a e 3b são responsáveis pela metilação de novo. Já a subfamília DNMT2 possui seus sítios catalíticos altamente conservados, desde procariotos até eucariotos, possuindo propriedades que permitem executar funções tanto de metilação de novo, assim como de manutenção de metilação. Além disso, as enzimas da família DNMT2 podem atuar metilando citosinas genômicas ou de tRNAs. Em mamíferos, invertebrados e plantas a DNMT2 é classificada, prioritariamente in vivo como uma tRNA MTase. Entretanto, já foi descrita atividade de DNA MTase por parte dessas enzimas, mesmo que em baixos níveis. O que se discute são as atividades preferenciais da DNMT2 e os mecanismos que modulam sua atividade, pois se reconhece que em organismos que não possuem as MTases canônicas (DNMT1 e DNMT3), mas apresentam metilação em seu genoma, é a DNMT2 que atua como MTase em ambos os substratos. Espécies de Drosophila são conhecidas como de Dnmt2-only, justamente por possuírem apenas a DNMT2 na função de metilação de citosinas. A importância de seu papel no âmbito ecológico e evolutivo nesse grupo de espécies se reflete na presença de fenômenos peculiares, como a metilação sexo-específica presente em espécies do subgrupo willistoni de Drosophila, descrito por nosso grupo de pesquisa. No presente trabalho realizou-se a modelagem das enzimas DNMT2 de D. melanogaster, D. willistoni e Mus musculus com diferentes metodologias. A partir desses modelos realizaram-se análises comparativas com as estruturas cristalográficas de DNMT2 depositadas no banco de dados PDB, com o objetivo de estabelecer as relações evolutivas e funcionais entre as diferentes enzimas. Adicionalmente, de posse de modelos de DNMT2 - de validada qualidade - de duas espécies pertencentes a diferentes grupos evolutivos de drosofilídeos, realizaram-se estudos de caracterização evolutiva e estrutural das 22 espécies que tiveram seus genomas sequenciados e depositados no bando de dados Flybase, somando-se a essas a sequência de DNMT2 de Drosophila tropicalis (subgrupo willistoni), sequenciado por nosso grupo de pesquisa. Os resultados das análises evolutivas e estruturais sugerem propriedades diferenciais entre as DNMT2 de espécies do subgrupo willistoni em relação às demais. Estes resultados indicam que mesmo em espécies que possuem relações evolutivas próximas possam ocorrer mecanismos adaptativos que estabeleçam gradações na afinidade das DNMT2 por diferentes substratos, sem que para isso ocorram drásticas mudanças na arquitetura da enzima. / The methylation of genomic DNA is a major mechanism of epigenetic regulation in organisms. Among the different classes of DNA MTase the M5C-MTase are as widely distributed in prokaryotes to eukaryotes. In vertebrates there are three different families: DNMT1, DNMT2 and DNMT3a and 3b. The DNMT1 has activity with the hemimethylated DNA. The DNMT3a and 3b are responsible for de novo methylation. While the DNMT2 subfamily has its catalytic sites highly conserved from prokaryotes to eukaryotes, having properties that allow performing functions of both de novo and maintenance methylation. Furthermore, the DNMT2 family can act methylating cytokines, tRNAs or DNA. In mammals, invertebrates and plants, DNMT2 is classified primarily in vivo as a tRNA MTase. However,DNA-MTase activity by these enzymes has been described, even at low levels. The question is the preferred activities of DNMT2 and mechanisms that modulate its activity, because in organisms that do not have the canonical DNA-MTases (DNMT1 and DNMT3), but have cytokines methylated in its genome, the DNMT2 acts as MTase on both substrates. Drosophila species are known as Dnmt2-only. The importance of DNMT2’s role in ecological and evolutionary context in this species group is reflected by presence of a peculiar phenomenon: the sex-specific methylation described by our research group, presents in willistoni subgroup of Drosophila. In this study, DNMT2 of D. melanogaster, D. willistoni and Mus musculus were modeled by different methodologies. comparative analyzes with the crystallographic DNMT2 structures deposited in the PDB database were performed from these models, in order to establish the evolutionary and functional relationships between the different enzymes. Additionally, evolutionary and structural characterization studies of the 22 species, with the validated DNMT2 models of two species belonging to different evolutionary drosophilids groups, were conducted that have had their genomes sequenced and deposited in FlyBase data pack, adding the DNMT2 sequence of Drosophila tropicalis (willistoni subgroup) sequenced by our research group. The results of evolutionary and structural analyzes suggest differences between the DNMT2 properties of subgroup willistoni species from the other drosophilids. These results indicate that even species that have close evolutionary relationships may have adaptive mechanisms that establish gradations of DNMT2 affinity for different substrates, without the need of drastic changes in enzyme architecture.

Orientador: Luciana Rossini Pinto / Resumo: A busca por fontes de energia renováveis desperta o interesse em uma das principais culturas exploradas no Brasil, a cana-de-açúcar. As cultivares modernas derivaram de cruzamentos interespecíficos principalmente entre Saccharum officinarum e S. spontaneum nos quais poucos acessos destas espécies foram utilizados, proporcionando uma base genética estreita. Porém, existe uma vasta variabilidade genética e epigenética dentre os acessos que compõem o “complexo Saccharum” que ainda não foi explorada nos programas de melhoramento. A metilação do DNA, uma das principais modificações epigenéticas ocorrentes em plantas, pode ser quantificada pela técnica de MSAP (Methylation sensitive amplification polymorphism). Neste contexto, este trabalho teve como objetivo estimar a diversidade epigenética das espécies S. officinarum, S. spontaneum, S. robustum, S. barberi, Erianthus sp. e cultivares comerciais via marcadores MSAP. Para isso, duas amostras de cada acesso foram digeridas com as enzimas de restrição EcoRI-MspI e EcoRI-HpaII, ligadas aos respectivos adaptadores e submetidas as amplificações pré-seletivas e seletivas. Os padrões de metilação foram estimados, classificando os marcadores quanto ao número de loci suscetíveis (MSL) e não suscetíveis a metilação (NML). As relações de dissimilaridade entre os acessos assim como a distribuição da variabilidade epigenética dentre e entre os grupos das espécies foram analisadas. No total, foram obtidos 1341 loci, sendo que a diversidade foi ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The search for renewable energy sources has promoted the interest in one of the main crops explored in Brazil, the sugarcane. Modern sugarcane cultivars derived from interspecific crosses, mainly between Saccharum officinarum and S. spontaneum in which few assessions of these species were involved leading to a narrow genetic base. However, there is a huge genetic and epigenetic variability among the accessions of the “Saccharum complex” that has not yet been explored in the breeding programs. The DNA methylation, one of the main epigenetic modifications that occur in plants, can be quantified by using the MSAP (Methylation sensitive amplification polymorphism) technique. In this context, this study aimed to estimate the epigenetic diversity of S. officinarum, S. spontaneum, S. robustum, S. barberi, Erianthus sp. species and commercial cultivars by using MSAP derived markers. Two DNA samples of each accession were separetly digested with the restriction enzymes EcoRI-MspI and EcoRI-HpaII, ligated to adapters followed by pre-selective and selective amplification. The methylation patterns were estimated by classifying the markers based on the number of MethylationSusceptible Loci (MSL) and Non-Methylated Loci (NML). The dissimilarity relations and variability distribution within and between the accessions was evaluated. A total of 1341 loci were obtained and the diversity was significantly higher in MSL, resulting in a higher variability in the epigenome. Most of the polymorphis... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by ALESSANDRA ALVES MARTINS null (alessandraamartins49@gmail.com) on 2018-08-20T20:31:56Z No. of bitstreams: 1 Cópia 2 - com certificado escaneado anexo.pdf: 1123502 bytes, checksum: 9c8376453b1381b7d4f8860acfc0d7b0 (MD5) / Approved for entry into archive by Neli Silvia Pereira null (nelisps@fcav.unesp.br) on 2018-08-21T14:04:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 martins_aa_me_jabo.pdf: 1123502 bytes, checksum: 9c8376453b1381b7d4f8860acfc0d7b0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-21T14:04:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 martins_aa_me_jabo.pdf: 1123502 bytes, checksum: 9c8376453b1381b7d4f8860acfc0d7b0 (MD5) Previous issue date: 2018-06-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A busca por fontes de energia renováveis desperta o interesse em uma das principais culturas exploradas no Brasil, a cana-de-açúcar. As cultivares modernas derivaram de cruzamentos interespecíficos principalmente entre Saccharum officinarum e S. spontaneum nos quais poucos acessos destas espécies foram utilizados, proporcionando uma base genética estreita. Porém, existe uma vasta variabilidade genética e epigenética dentre os acessos que compõem o “complexo Saccharum” que ainda não foi explorada nos programas de melhoramento. A metilação do DNA, uma das principais modificações epigenéticas ocorrentes em plantas, pode ser quantificada pela técnica de MSAP (Methylation sensitive amplification polymorphism). Neste contexto, este trabalho teve como objetivo estimar a diversidade epigenética das espécies S. officinarum, S. spontaneum, S. robustum, S. barberi, Erianthus sp. e cultivares comerciais via marcadores MSAP. Para isso, duas amostras de cada acesso foram digeridas com as enzimas de restrição EcoRI-MspI e EcoRI-HpaII, ligadas aos respectivos adaptadores e submetidas as amplificações pré-seletivas e seletivas. Os padrões de metilação foram estimados, classificando os marcadores quanto ao número de loci suscetíveis (MSL) e não suscetíveis a metilação (NML). As relações de dissimilaridade entre os acessos assim como a distribuição da variabilidade epigenética dentre e entre os grupos das espécies foram analisadas. No total, foram obtidos 1341 loci, sendo que a diversidade foi significativamente maior nos MSL, resultando em uma maior variabilidade no epigenoma. A maioria dos polimorfismos identificados nos seis grupos analisados derivaram da metilação da citosina externa. A frequência de loci metilados variou significativamente entre os grupos de acordo com a combinação seletiva de primers utilizada. Os acessos foram divididos em duas subpopulações, com maior variabilidade epigenética dentro dos grupos investigados. Os marcadores MSAP avaliados indicaram uma diferença epigenética moderada entre as espécies. Os resultados obtidos sinalizaram que existem diferenças nos padrões de metilação entre as espécies que constituem o germoplasma básico da cana-de-açúcar e as cultivares comerciais, podendo esta modificação epigenética ser explorada nos programas de melhoramento da cultura. / The search for renewable energy sources has promoted the interest in one of the main crops explored in Brazil, the sugarcane. Modern sugarcane cultivars derived from interspecific crosses, mainly between Saccharum officinarum and S. spontaneum in which few assessions of these species were involved leading to a narrow genetic base. However, there is a huge genetic and epigenetic variability among the accessions of the “Saccharum complex” that has not yet been explored in the breeding programs. The DNA methylation, one of the main epigenetic modifications that occur in plants, can be quantified by using the MSAP (Methylation sensitive amplification polymorphism) technique. In this context, this study aimed to estimate the epigenetic diversity of S. officinarum, S. spontaneum, S. robustum, S. barberi, Erianthus sp. species and commercial cultivars by using MSAP derived markers. Two DNA samples of each accession were separetly digested with the restriction enzymes EcoRI-MspI and EcoRI-HpaII, ligated to adapters followed by pre-selective and selective amplification. The methylation patterns were estimated by classifying the markers based on the number of MethylationSusceptible Loci (MSL) and Non-Methylated Loci (NML). The dissimilarity relations and variability distribution within and between the accessions was evaluated. A total of 1341 loci were obtained and the diversity was significantly higher in MSL, resulting in a higher variability in the epigenome. Most of the polymorphisms observed in the group of accessions was due to external cytosine methylation.The frequency of methylated loci significantly varied among the groups according to the selective primer combination. The accessions were divided in two subpopulations, with a higher epigenetic variability within the investigated groups. Moderate epigenetic difference among the species was observed. Our results signals differences in methylation patterns among the species that constitute the sugarcane basic germplasm and commercial cultivars, being that this epigenetic modification can be exploited by the sugarcane breeding programs.