Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3087_1.pdf: 6663197 bytes, checksum: 5a8f3700cbca1aab6e9ddd9f246972fa (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV) e o Vírus Linfotrópico de Células T Humanas (HTLV) são membros da família Retroviridae e agentes etiológicos da síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS) e da leucemia de células T do adulto/paraparesia espástica tropical, respectivamente. Estas infecções são importantes problemas de saúde pública, de modo que a triagem de doadores de sangue e populações de risco, através de métodos de diagnóstico altamente sensíveis e específicos, é considerada crucial. Os principais sistemas de diagnóstico são ainda baseados na detecção de anticorpos contra as proteínas virais p24 e envelope Env através da técnica Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay ELISA, a qual, embora útil, é limitada pela necessidade de grandes volumes de amostra, mão-de-obra e equipamentos especializados, elevado custo e tempo de processamento. A fim de superar estes entraves, nós desenvolvemos um ensaio baseado em p24 e Env através da técnica de microarranjos líquidos. Para tanto, sequências de aminoácidos codificantes das proteínas p24 e Env de HIV-1/2 e HTLV-1/2 de isolados da América do Sul foram selecionadas, em bancos de dados públicos, e alinhadas para a geração das respectivas sequências consenso. Estas foram submetidas à busca por homologia e, a partir dos melhores homólogos, dois tipos de antígenos foram desenvolvidos: (1) contendo a sequência completa e (2) contendo as regiões mais hidrofílicas de cada proteína. As sequências obtidas foram otimizadas para expressão bacteriana e submetidas à síntese comercial. Em seguida, estas foram clonadas em vetores de expressão procarióticos, os quais foram utilizados para transformar bactérias, visando à produção dos respectivos antígenos de HIV e HTLV. Os antígenos foram expressos, à exceção das proteínas completas do Env, e validados através de ensaios de microarranjos líquidos, utilizando três painéis padrão: HIV-1/2 (135 amostras), HTLV-1/2 (81 amostras) e negativo (347 amostras). Os antígenos completos p24 de HIV-1/2 e HTLV-1/2 foram considerados altamente sensíveis e específicos, e seu desempenho foi comparável ao observado utilizando antígenos comerciais como controle. Dentre os antígenos hidrofílicos, os melhores resultados foram obtidos a partir dos antígenos gp46 HTLV-1/2, os quais permitiram a diferenciação do subtipo viral. As proteínas p24 de HIV-1/2 e HTLV-1/2 foram ainda utilizadas para a produção de anticorpos policlonais através da imunização de coelhos, e os anticorpos obtidos serão ainda avaliados quanto à capacidade de capturar o antígeno p24 humano em casos de infecções iniciais. Os resultados obtidos neste projeto foram considerados extremamente promissores, permitindo o desenvolvimento de um teste diagnóstico com maior precisão, além de redução do custo, tempo de realização e volume de amostras

Toda medida, desde que feita por um instrumento real, tem uma imprecisão associada. Neste trabalho, abordamos a questão das imprecisões em experimentos de microarranjos de cDNA de dois canais, uma tecnologia que tem sido muito explorada nos últimos anos e que ainda é um importante auxiliar nos estudos de expressões gênicas. Dezenas de milhares de representantes de genes são impressos em uma lâmina de vidro e hibridizados simultaneamente com RNA mensageiro de duas amostras diferentes de células. Essas amostras são marcadas com corantes fluorescentes diferentes e a lâmina, após a hibridização, é digitalizada, obtendo-se duas imagens. As imagens são analisadas com programas especiais que segmentam os locais que estavam os genes e extraem estatísticas dos píxeis de cada local. Por exemplo, a média, a mediana e a variância das intensidades do conjunto de píxeis de cada local (o mesmo é feito normalmente para uma área em volta de cada local, chamada de fundo). Estimadores estatísticos como o da variância nos dão uma estimativa de quão precisa é uma certa medida. Uma vez de posse das estimativas das intensidades de cada local, para se obter a efetiva expressão de um gene, algumas transformações são feitas nos dados de forma a eliminar variabilidades sistemáticas. Neste trabalho, mostramos como podem ser feitas as análises a partir de uma medida de expressão gênica com um erro estimado. Mostramos como estimar essa imprecisão e estudamos, em termos de propagação da imprecisão, os efeitos de algumas transformações realizadas nos dados, por exemplo, a remoção do viés estimado pelo método de regressão local robusta, mais conhecido como \\textit{lowess}. Uma vez obtidas as estimativas das imprecisões propagadas, mostramos também como utilizá-las na determinação dos genes diferencialmente expressos entre as amostras estudadas. Por fim, comparamos os resultados com os obtidos por formas clássicas de análise, em que são desconsideradas as imprecisões das medidas. Concluímos que a modelagem das imprecisões das medidas pode favorecer as análises, já que os resultados obtidos em uma aplicação com dados reais de expressões gênicas foram condizentes com os que encontramos na literatura. / Any measurement, since it is made for a real instrument, has an uncertainty associated with it. In the present paper, we address this issue of uncertainty in two-channel cDNA Microarray experiments, a technology that has been widely used in recent years and is still an important tool for gene expression studies. Tens of thousands of gene representatives are printed onto a glass slide and hybridized simultaneously with mRNA from two different cell samples. Different fluorescent dyes are used for labeling both samples. After hybridization, the glass slide is scanned yielding two images. Image processing and analysis programs are used for spot segmentation and pixel statistics computation, for instance, the mean, median and variance of pixel intensities for each spot. The same statistics are computed for the pixel intensities in the background region. Statistical estimators such as the variance gives us an estimate of the accuracy of a measurement. Based on the intensity estimates for each spot, some data transformations are applied in order to eliminate systematic variability so we can obtain the effective gene expression. This paper shows how to analyze gene expression measurements with an estimated error. We presented an estimate of this uncertainty and we studied, in terms of error propagation, the effects of some data transformations. An example of data transformation is the correction of the bias estimated by a robust local regression method, also known as \\textit{lowess}. With the propagated errors obtained, we also showed how to use them for detecting differentially expressed genes between different conditions. Finally, we compared the results with those obtained by classical analysis methods, in which the measurement errors are disregarded. We conclude that modeling the measurements uncertainties can improve the analysis, since the results obtained in a real gene expressions data base were consistent with the literature.

Foi realizado um programa de seqüenciamento de cDNAs obtidos de bibliotecas da fase de germinação do fungo aquático Blastocladiella emersonii. Os dados gerados, em conjunto com o projeto de seqüenciamento de cDNAs da fase de esporulação do fungo, permitiram a descoberta de aproximadamente 4.900 genes diferentes de B. emersonii (Ribichich et al., 2005). Os genes putativos foram anotados e associados com as categorias funcionais descritas pelo Gene Ontology Consortium e encontram-se na base de dados http://www.blasto.iq.usp.br. O perfil de expressão dos genes foi avaliado por Northern digital e vários transcritos apresentaram perfil de expressão regulado durante a germinação. Numa segunda etapa deste trabalho, cerca de 3.600 genes putativos de B. emersonii foram arranjados em lâminas de vidro e empregados como sondas para a investigação da expressão gênica global em células de diferentes tempos após a indução da germinação. Analisamos ainda, as diferenças entre a germinação induzida em meio nutriente e a germinação em solução inorgânica, na qual os indutores efetivos da germinação foram adenina ou íons potássio. Na germinação em meio nutriente mais de 900 genes, cerca de 26% do total presente nos micro-arranjos, mostraram-se diferencialmente expressos em pelo menos um dos tempos analisados. Foram induzidos durante a germinação, principalmente, genes envolvidos no crescimento celular, incluindo biossíntese de proteínas, transcrição e ativação do metabolismo energético. No entanto, estes genes não foram induzidos quando a germinação ocorreu em solução inorgânica. Verificamos ainda que vários transcritos envolvidos com a percepção do meio extracelular e com a sinalização celular, codificando proteínas necessárias para disparar o programa de germinação, encontram-se presentes nos zoósporos. Além disso, observamos que alguns dos transcritos encontrados nos zoósporos foram reprimidos na germinação em meio nutriente, mas mantiveram níveis elevados de expressão quando a germinação foi feita em solução inorgânica, indicando que os nutrientes exercem um papel importante na regulação da expressão de determinados genes nesta fase do desenvolvimento. / We conducted large scale cDNA sequencing from libraries obtained using RNA from germinating cells of the aquatic fungus Blastocladiella emersonii. Data obtained in this work, along with cDNAs from sporulating cells, lead to the discovery of nearly 4.900 different genes from B. emersonii (Ribichich et al., 2005). The putative genes were annotated and associated with the functional categories described by the Gene Ontology Consortium and are available at the web site http://www.blasto.iq.usp.br. The expression patterns of these genes were evaluated by digital Northern analysis and we detected several transcripts that presented expression profile regulated during germination. In a second approach, nearly 3.600 putative genes from B. emersonii were spotted into glass slides and used as probes to investigate the global gene expression pattern in cells isolated at different times after induction of germination. We also analyzed the differences between the germination triggered in nutrient medium and the germination in inorganic solution, in which the effective inducers of germination were either adenine or potassium ions. More than 900 genes were differentially expressed during germination in nutrient medium in at least one of the time points analyzed, which correspond to 26 % of the total genes in the microarrays. The genes induced during this process were mainly those involved in cellular growth, including protein biosynthesis, transcription and energetic metabolism. However, these genes were not induced when germination occurred in inorganic solution. In addition, we verified that many transcripts involved in sensing the environment and also in signal transduction, encoding proteins necessary to trigger the germination program, were present in the zoospores. Another finding is that some of the transcripts found in zoospores were repressed when germination proceeded in nutrient medium, but were maintained at high levels when germination occurred in inorganic solution, suggesting that nutrients exert an important role in regulating the expression of some genes in this stage of development.

Neste trabalho realizamos a análise das variações na expressão gênica global do fungo aquático Blastocladiella emersonii submetido ao estresse de carência de oxigênio (hipóxia), utilizando a técnica de microarranjos de cDNA em lâminas contendo 3773 genes distintos. Nos experimentos de hipóxia gradual (diminuição gradual da concentração de oxigênio dissolvido, seguido de reoxigenação) e hipóxia direta (diminuição direta da concentração de oxigênio dissolvido, seguido de reoxigenação) observamos que 650 genes foram diferencialmente expressos em pelo menos uma das condições de estresse e que 534 deles mostraram-se afetados (direta ou indiretamente) pela disponibilidade de oxigênio, uma vez que apresentaram recuperação (ou tendência à recuperação) da sua expressão aos níveis normais, quando as células foram reoxigenadas. Além de modular a expressão de diversos genes sem função conhecida, B. emersonii responde à hipóxia reajustando a expressão de genes responsáveis pela produção e consumo de energia. Pelo menos transcricionalmente, este fungo favorece o metabolismo anaeróbico, através da indução de genes que codificam enzimas da via glicolítica e lactato desidrogenase, ao passo que no ciclo do ácido cítrico, a maioria dos genes encontram-se reprimidos ou não sofrem alteração na expressão. Processos dispendiosos em energia como síntese protéica, metabolismo de aminoácidos, enovelamento de proteínas e transporte por membrana apresentaram perfis predominantemente de repressão gênica quando em carência de oxigênio. Ainda utilizando a técnica de microarranjos, mostramos semelhanças entre os perfis transcricionais nos experimentos hipóxia e de carência de Fe2+ (tratamento com quelante de Fe2+ 2,2´-dipyridyl) sugerem que estes estresses estão de alguma forma relacionados, fornecendo bons indícios de que o íon Fe2+ possa ter um papel importante no mecanismo sensor de oxigênio e/ou de resposta a hipóxia em B. emersonii. Além disso, o tratamento prévio de células submetidas à hipóxia com o antibiótico geldanamicina, um conhecido inibidor da proteína de choque térmico HSP90, levou à diminuição da indução de certos genes de hipóxia, indicando que este fungo pode possuir algum mecanismo semelhante ao do fator de transcrição de hipóxia HIF1-α de mamíferos, uma vez que este fator também é afetado por geldanamicina. Adicionalmente, desenvolvemos um protocolo para transformação de B. emersonii mediada por Agrobacterium tumefasciens que se mostrou promissor. A transferência do T-DNA contendo um gene de resistência a higromicina B, presente no vetor binário pBINPLUS-Hph, foi evidenciada pelo crescimento normal e esporulação das células transformadas, na presença do antibiótico e pela amplificação do gene de resistência no DNA genômico de células transformadas. / In this work we analyzed global gene expression changes in the aquatic fungus Blastocladiella emersonii submitted to oxygen deprivation (hypoxia), using cDNA microarrays containing 3,773 distinct genes. In gradual hypoxia (gradual decrease in dissolved oxygen concentration, followed by reoxygenation) and direct hypoxia (direct decrease of dissolved oxygen concentration, followed by reoxygenation) we observed 650 differentially expressed genes in at least one of the stress conditions tested, 534 of them being affected (directly or indirectly) by oxygen availability, since they showed recovery of normal expression levels or a tendency to recover, when cells were reoxygenated. Besides modulating many genes with no previously assigned function, B. emersonii responds to hypoxia by readjusting the expression levels of genes responsible for energy production and consumption. At least transcriptionally, this fungus seems to favour anaerobic metabolism through the induction of genes encoding glycolytic enzymes and lactate dehydrogenase, while in the TCA-cycle, most genes were repressed or unchanged. Energy-costly processes like protein synthesis, amino acid metabolism, protein folding and transport had their gene expression profiles predominantly repressed during oxygen deprivation. Microarray experiments also showed similarities between the transcriptional profile of genes in hypoxia and iron (II) deprivation (treatment with the iron (II) chelator 2,2\'-dipyridyl), suggesting that these stresses are somehow related, giving good evidence that Fe2+ ion could have a role in the mechanism of oxygen sensing and/or response to hypoxia in B. emersonii. Furthermore, pretreatment of cells subjected to hypoxia with the antibiotic geldanamycin, a known inhibitor of the heat shock protein HSP90, caused a significant decrease in the induction of certain hypoxic genes, indicating that this fungus could have a mechanism similar to that of the mammalian hypoxia transcription factor HIF-1α, which is also affected by geldanamycin. Additionally, we developed an Agrobacterium tumefasciens-mediated protocol for transformation of B. emersonii that has shown to be promising. The capacity to transfer the T-DNA containing a hygromycin B resistance gene, present in the pBINPLUSHph binary vector, was evidenced by the normal growth and sporulation of the transformed cells in the presence of antibiotic and by amplification of the resistance gene from the genomic DNA of transformed cells

O emprego da metodologia de microarranjos no estudo do câncer tem permitido a identificação de genes com alterações em seus perfis de expressão, os quais estão direta ou indiretamente envolvidos na etiologia dessa doença. O crescente número de publicações de experimentos de expressão gênica em repositórios de dados de microarranjos demonstra que, em geral, a limitação não está na quantidade ou qualidade desses experimentos, mas no processamento desses dados. Dessa forma, há a necessidade de desenvolver metodologias de bioinformática que sejam capazes de analisar tais perfis de forma integrada, incluindo no contexto da análise, dados provenientes de outros experimentos. O desenvolvimento do câncer tem sido associado principalmente a distúrbios nos mecanismos de controle do ciclo celular, cujas vias são dependentes de uma maquinaria transcricional e de seus elementos regulatórios; entre estes últimos, os fatores de transcrição (FTs) têm sido estudados como potenciais alvos para a terapia molecular. No presente trabalho, um conjunto de dados de microarranjos realizados a partir de amostras de glioblastoma foi obtido em repositórios públicos (GEO e ArrayExpress). O teste estatístico SAM foi aplicado aos dados e os genes diferencialmente expressos (FDR 0,05), induzidos em glioblastoma (1.830 genes), foram submetidos a uma análise de associação a FTs (programa FatiGO+), a qual associou os FTs HNF1A, IRF7 e E2F (p 0,05) aos genes induzidos. Adicionalmente, a lista de genes foi submetida a uma análise de associação a um banco de dados de assinaturas transcricionais do software TBrowser, extraídas de diversos experimentos de microarranjos do GEO. Como resultado, 7.910 assinaturas foram associadas (p 0,01), sendo que as cem primeiras também foram relacionadas a FTs por meio de ferramentas disponibilizadas no próprio TBrowser. Os FTs E2F1 e E2F4 foram associados a mais de 80% das assinaturas analisadas. Dessa forma, ambas as análises apontaram o FT E2F, mais especificamente E2F1 e E2F4, como associados à lista inicial de genes fornecida pelo SAM. A expressão de E2F1 e E2F4 foi avaliada por meio da técnica de RT-PCR quantitativa em tempo real em amostras de RNA de sete linhagens de glioblastoma (T98, U251, U138, U87, U343, MO59J e MO59K). Interessantemente, ambos os genes foram apontados como superexpressos em todas as linhagens, a maioria com significância estatística. A família de FTs E2F apresenta papéis importantes no controle da proliferação celular e apoptose. Alguns membros atuam como oncogenes, e outros, como genes supressores de tumor, dependendo do contexto molecular nos quais se encontram. Muitos trabalhos da literatura têm apontado a importância desses FTs, especialmente E2F1, no processo de itumorigênese. Com base nos resultados obtidos no presente trabalho, o status de expressão (indução) de E2F1 e E2F4 é provavelmente associado ao glioblastoma. Esses FTs podem influenciar a expressão de uma série de genes cruciais, frequentemente alterados nessa doença, o que ainda requer um estudo mais detalhado, visando à validação desses FTs como biomarcadores, ou até mesmo como alvos moleculares que possam ser empregados no estabelecimento de novas modalidades de terapias. / The application of DNA microarrays in cancer research has provided the identification of abnormal expression profiles of a series of genes, which may be directly involved in the etiology of such disease. The increasing number of publications related to gene expression profile in microarray repositories has demonstrated that the limitation of such experiments is not associated with the quantity neither the quality of such experiments, but with data processing. Therefore, there is a great interest in the development of methodologies in bioinformatics that allow the integrated analysis of such profiles, including data set from other experiments. Cancer development has been associated mostly with changes in cell cycle control, whose intracellular pathways are dependent on the transcriptional machinery. Regulatory elements involved in transcription, which include transcriptional factors (TFs), can be potential targets for molecular therapy. In the present study, a set of microarray data achieved from glioblastoma samples were obtained from public repositories (GEO and ArrayExpress). Data were submitted to statistical analysis using SAM, and 1,830 up-regulated genes (FDR 0.05) were submitted to TFs association analysis (FatiGO+ program). Those genes were associated to the TFs HNF1A, IRF7 and E2F (p 0.05). Moreover, the set of genes was submitted to a transcription signature bank data association analysis using the software TBrowser, extracted from GEO, which provided a wide range of data sets from microarray experiments. The analysis led to 7,910 associated signatures (p 0.01); out of them, the first 100 were related to TFs according to the tools available in TBrowser. The TFs E2F1 and E2F4 were associated to more than 80% from the analyzed signatures. Therefore, both analysis suggested that the TF E2F, specifically E2F1 and E2F4, were associated to the initial gene set obtained by the SAM analysis. The expression of E2F1 and E2F4 was evaluated by quantitative real-time PCR using RNA samples from seven glioblastoma cell lines (T98, U251, U138, U87, U343, MO59J and MO59K). Interestingly, both genes were found up-regulated in all cell lines. The E2F TFs family members present important roles in cell proliferation control and apoptosis. Depending on the molecular context involved, some members act as oncogenes and others as tumor suppressor genes. A great number of studies has suggested the importance of such TFs , specially E2F1, in the tumorigenesis process. According to the present results, the expression status (induced) of E2F1 and E2F4 may be associated with glioblastoma. These TFs may influence the abnormal expression of important genes in cancer, even though detailed studies should be necessary in order to validate these TFs as biomarkers or molecular targets for therapeutical intervention.

Avaliamos as causas moleculares da deficiência de C3 ou de FI em 07 pacientes, chegando a caracterizar a causa molecular em cinco deles. As mutações encontradas em cada um dos pacientes foram: C3def3 - C364G troca Arg102Gly; G2481C (Val807); A4956G (Val1632); FIdef2 - G693A, troca Gly162Asp; FIdef3 e -4 - C767T, troca Arg187Stop; FIdef6 e -7 - Inserção 1382<font face=\"Symbol\">DAT, códon de parada prematura 13 bases a montante. Além disso, analisamos se a ausência dessas proteínas levava a alterações na expressão gênica em fibroblastos de pele de pacientes deficientes de C3 ou de FI em relação a indivíduos normais e saudáveis através de ensaios com microarranjos de cDNA. Confirmamos uma tendência à alteração da expressão através de PCR em tempo real dos genes CHNRB1, CAV1, PSMB1, PI4K2B e MASP1 nos deficientes de C3; dos genes SPRY2, PSMA5, PGM2L1, GOLPH3 e JAKMIP3 nos deficientes de FI e o gene ETV6 nos dois grupos de pacientes. Dessa forma, podemos sugerir que deficiências das proteínas C3 e FI podem possivelmente influenciar a expressão de outros genes neste tipo de célula. / We investigated C3 and Factor I deficiency in 07 patients and could characterize the molecular basis in five of them. The mutations found were: C3def3 - C364G change Arg102Gly; G2481C (Val807); A4956G (Val1632); FIdef2 - G693A, change Gly162Asp; FIdef3 e -4 - C767T, change Arg187Stop; FIdef6 e -7 - insertion 1382<font face=\"Symbol\">DAT, Stop codon generation after 13 bp. Furthermore, we analyzed if the absence of these proteins cause alterations in gene expression profiles in skin fibroblasts from C3 and FI deficients compared to fibroblasts from normal individuals by cDNA microarrays. We confirmed a tendency of altered gene expression by Real Time PCR atCHNRB1, CAV1, PSMB1, PI4K2B and MASP1 genes on C3 deficients, SPRY2, PSMA5, PGM2L1, GOLPH3 and JAKMIP3 on FI deficient and ETV6 gene in both groups. Thus, we concluded that C3 and FI deficiencies could affect gene expression profiles in skin fibroblasts.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:39:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliana Ferreira da Silva.pdf: 5635718 bytes, checksum: 5707d89156f65ac20bbeb6b866c26b92 (MD5) Previous issue date: 2016-03-15 / The radiological accident in Goiania in 1987, resulted in a serious episode of human contamination, animal, plant and environmental were exposed to cesium-137 chloride (137CsCl) that caused contamination and accidental and occupational exposure to ionizing radiation. Ionizing radiation is one of the environmental components that causes most cellular stress in complex organisms. Exposure to ionizing radiation induces breaks in nucleic acids, especially, DNA double and single strand breaks. Chromosomal microarray analysis is an important tool for the detection and microdeletion and microduplications in the genomes. In this study we proposed to analyze the effect of exposure to RI on the formation of CNVs in an exposed human population occupationally to ionizing radiation from Cesium-137 during the accident in Goiania. The exposed group consisted of 07 families, of which at least one parent was occupationally exposed to ionizing radiation from Cesium-137, including a total of 25 individuals, do not know the absorbed dose of the military who were occupationally exposed to ionizing radiation. 11 families with a group of individuals not exposed to IR was used as control were used including a total of 33 individuals with no history of exposure to RI. The genotyping microarray was conducted in CytoScan HD system (Affymetrix®) without then analyzes was performed in ChAS® software. The statistical tests used were: Shapiro-Wilk, Mann- Whitney U, Spearman correlation, discriminant function analysis, binomial test, &#967;2 test. All analyzes were performed using the statistical package SPSS 21.0, with a significance level of 5% (p <0.05). The frequency of CNVs were estimated loss - generation, gain - generation and burden - generation, representing 3,9x10-5, 6,8x10- 6 and 4,6x10-5 respectively for the exposed group. For the control group, the frequencies were 2,1x10-5, 5,9x10-6 and 3,1x10-5 respectively. Thus, the frequency of CNVs showed statistically significant differences between exposed and control groups using the Mann-Whitney U test. Thus, our data showed that CNVs are induced by IR exposure in a human population, while the losses were more frequent the gains in the exposed group. In addition, progeny from a population occupationally exposed to IR ~ 1.15x showed CNV more new than healthy controls. Therefore, with the present study was possible to validate the use of a high resolution method to describe a mutagenic exposure by IR signature, thus legitimized the use of CNVs as a useful biomarker to assess germline mutation military occupationally exposed to RI. In addition to validating the use of this marker, the study also pioneered research germline mutation in humans exposed to RI. / O acidente radiológico de Goiânia em 1987, resultou em um grave episódio de contaminação humana, animal, vegetal e ambiental foram expostos ao cloreto de césio-137 (137CsCl), que ocasionou contaminação e exposição acidental e ocupacional à radiação ionizante. A radiação ionizante é um dos componentes ambientais que mais causam estresse celular em organismos complexos, pois a exposição celular à radiação ionizante induz nos ácidos nucléicos, principalmente no DNA, quebras de fita dupla, quebra de fita simples, danos às bases e às ligações cruzadas com as proteínas. A análise cromossômica em microarranjo é uma ferramenta importante para a detecção de microdeleções e microduplicações de um amplo espectro do genoma. No presente estudo, propomos analisar o efeito da exposição àRI sobre a formação de CNVs em uma população humana exposta ocupacionalmente à radiação ionizante de Césio-137 durante o acidente em Goiânia. O grupo exposto foi constituído por 07 famílias, dos quais pelo menos um dos progenitores foi exposto ocupacionalmente à radiação ionizante de Césio-137, incluindo um total de 25 indivíduos. Foi utilizado um grupo com 11 famílias de indivíduos não expostos à RI foram usadas como controle, incluindo um total de 33 indivíduos sem histórico de exposição à RI. A genotipagem em microarranjo foi conduzida no sistema CytoScan HD (Affymetrix®), sem seguida as análises foi realizadas no software ChAS®. Os testes estatísticos utilizados foram: Shapiro-Wilk, Mann-Whitney U, correlação de Spearman, análise da função discriminante, teste binomial, teste &#967;2. Todas as análises foram realizadas utilizando o pacote estatístico SPSS® 21.0, com nível de significância de 5% (p<0,05).As frequências de CNVs foram estimadas por perdas-geração, ganho-geração e burden-geração, representando 3,9x10-5, 6,8x10-6, e 4,6x10-5, respectivamente, para o grupo exposto. Para o grupo controle, as frequências foram 2,1x10-5, 5,9x10-6 e 3,1x10-5, respectivamente. Assim, as frequências de CNVs mostraram diferenças estatisticamente significativas entre os grupos expostos e controle pelo teste de Mann-Whitney U. Sendo assim, nossos dados mostraram que CNVs são induzidas por exposição de RI em uma população humana, enquanto as perdas foram mais frequentes do que os ganhos dentro do grupo exposto. Além disso, a progênie de uma população ocupacionalmente expostas à RI mostrou ~ 1.15x mais CNVs de novo que os controles. Portanto, com o presente estudo foi possível validar o uso de uma metodologia de alta resolução para descrever uma assinatura de exposição mutagênica por RI, legitimando assim, o uso de CNVs como biomarcador útil para avaliar mutação germinativa de militares expostos ocupacionalmente a RI.Além de validar o uso deste marcador, o estudo também foi pioneiro na investigação de mutação germinativa em humanos expostos à RI.

Esquistossomose é uma doença crônica e debilitante. Schistosoma representa a única classe de trematódeos com vida dióica. Um contínuo pareamento com o macho é essencial para a maturação sexual do sexo feminino. Fêmeas adultas provenientes de infecções uni-sexuadas são subdesenvolvidas, apresentam atrofia do tamanho e um sistema reprodutivo imaturo. Para estudar os mecanismos envolvidos no pareamento de vermes adultos foram utilizadas duas plataformas de microarranjos distintas: uma composta por 4 mil sondas de cDNA dupla fita produzida pelo nosso grupo de pesquisas e outra composta por 44 mil sondas de oligonucleotideos desenhadas pelo nosso grupo e produzida pela empresa Agilent Technologies. Com a plataforma de 4 mil sondas detectamos 113 transcritos diferencialmente expressos em fêmeas adultas mantidas separadas de seus respectivos pares durante 24 horas de cultivo in vitro quando comparadas com fêmeas adultas pareadas; para 10 destes genes obtivemos uma confirmação adicional da expressão diferencial por transcrição reversa fita específica seguida de PCR em Tempo Real. Observamos também os efeitos do pareamento no perfil de expressão gênica de machos adultos mantidos separados de seus respectivos pares durante 24 horas de cultivo in vitro; foram encontrados 152 transcritos diferencialmente expressos. Com a plataforma de 44 mil sondas foi detectada a expressão de 5.798 genes transcricionalmente ativos em verme adulto, em um conjunto de 19.907 genes únicos representados nesta plataforma. A análise do conjunto de genes \"no match\" mostrou que em 156 genes ocorria expressão senso e anti-senso; para 6 destes transcritos obtivemos uma confirmação adicional da expressão nas duas fitas por transcrição reversa fita específica seguida de PCR em Tempo Real. Adicionalmente foram identificados 2717 transcritos diferencialmente expressos em fêmeas separadas de seus respectivos pares durante 13 dias de cultivo in vitro, quando comparadas com fêmeas mantidas pareadas. Para as análises com machos separados durante 13 dias foram encontrados 243 transcritos diferencialmente expressos. Por fim, realizamos estudos com o objetivo de observar os genes que podem estar correlacionados com o contato físico do pareamento (macho e fêmea) e genes que podem ser regulados pela possível difusão de proteínas e hormônios secretados no meio, para os quais a mudança do nível de expressão não dependa da necessidade de contato entre o macho e a fêmea. Sabe-se que o contato direto da fêmea com o macho é necessário para manter a atividade reprodutiva feminina e observamos que o re-pareamento pode restabelecer o perfil de expressão gênica de fêmeas ou machos separados. Além disso, observamos que fêmeas separadas e depois mantidas na presença do macho, porém sem re-pareamento, apresentam uma expressão gênica diferente das fêmeas separadas e depois mantidas na ausência de machos, sugerindo que algum fator secretado pelo macho no meio regula a expressão. Este trabalho representa uma importante contribuição no entendimento da relação macho-fêmea em nível molecular. / Schistosomiasis is a chronic and debilitating disease. Schistosoma represents the only class of trematodes with a dioecious life. A continuous pairing with the male is essential for female sexual maturation. Adult females from uni-sexual infections are underdeveloped, have body atrophy and an immature reproductive system. To study the mechanisms involved in pairing of adult worms two microarray platforms were used: one comprised by 4000 cDNA probes and printed by our research group and another comprised by 44 000 oligonucleotide probes designed by our group and printed by Agilent Technologies Company. With the 4000-probes platform we detected 113 transcripts differentially expressed in adult females kept separated from their mates during 24 hours in vitro when compared with paired adult females; for 10 of these genes we obtained additional confirmation of differential expression by Real Time RT-PCR. We also observed the effects of pairing on the gene expression profile of adult males kept separate from their mates during 24 hours in vitro, where we found 152 differentially expressed transcripts. With the 44 000-probes platform we detected the expression of 5798 genes in adult worms, out of a set of 19 907 unique genes represented on this platform. Analysis of the \"no match\" genes showed that 156 have transcription from the sense and anti-sense strands; for 6 of them we obtained additional confirmation of expression by strand specific Real Time RT-PCR. Additionally, we identified 2717 differentially expressed transcripts in females separated from their mates during 13 days in vitro when compared to females that remained paired. In the analysis of males separated for 13 days we found 243 differentially expressed transcripts. Finally, we performed a study aimed at observing genes which might be correlated to physical contact pairing (male and female) and compared to genes that might be regulated by the possible diffusion of secreted proteins and hormones in the medium, for which the change of expression level does not depend on physical contact between male and female. It is known that direct female-male contact is needed to keep the female reproductively activity and we observed that repairing can restore the gene expression profile of females or males that were kept separated. Furthermore, we observed that females separated and then maintained in the presence of male, but without re-pairing, have a different gene expression from the separated females kept without males, suggesting that some male secreted factors might be involved in gene regulation. This work represents an important contribution to the understanding of male-female relation at the molecular level

O câncer de mama é uma doença extremamente heterogênea compreendendo diferentes subtipos moleculares que resultam em evoluções clínicas e condutas terapêuticas distintas. A maior gravidade desta patologia está associada a sua capacidade de formação de metástases Mudanças no padrão de expressão gênica têm sido associadas à manifestação do fenótipo metastático. Neste trabalho, utilizamos microarranjos de tecido (TMAs) para investigar a expressão de 8 biomarcadores candidatos (CIP4, PPIL1, ITGAV, AKAP14, MICA, FXYD1, ARPC3, ABG1) e avaliar seu potencial prognóstico em pacientes com carcinoma ductal invasivo da mama. Destes, ARPC3 PPIL1 e CIP4 mostraram associações estatisticamente significativas com a sobrevida câncer específica e/ou a probabilidade de desenvolvimento de metástases. Determinamos que a expressão aumentada de CIP4 nos tumores está associada a maior probabilidade de desenvolvimento de metástases. CIP4 é uma proteína adaptadora descrita na literatura como moduladora de migração e invasão celular e portanto selecionamos este candidato para caracterização funcional detalhada. Observamos que a expressão de CIP4 encontra-se aumentada em linhagens tumorais com características invasivas. A partir do silenciamento estável e regulado de CIP4 na linhagem metastática MDA-MB-231, determinamos que CIP4 modula positivamente a ativação de MAPK-p38 e a expressão de MMP2 , sugerindo que CIP4 participe em vias de sinalização importantes para a transição epitélio-mesenquima (EMT). O silenciamento de CIP4 resultou em uma redução de aproximadamente 50% da capacidade migratória e invasiva das células tumorais in vitro , e na diminuição da formação de metástases pulmonares in vivo. Coletivamente, nossos resultados indicam que CIP4 tem potencial como marcador de prognóstico assim como um possível alvo terapêutico no controle da disseminação de metástases nos tumores da mama. / Breast cancer is an extremely heterogeneous disease comprising different molecular subtypes that result in different clinical outcomes and therapeutic procedures. The severity of this disease is mainly associated with its ability to produce metastasis. Changes in gene expression profile have been associated with the manifestation of the metastatic phenotype. In this study, we used tissue microarrays (TMAs) to investigate the expression of 8 candidate biomarkers (CIP4, PPIL1, ITGAV, AKAP14, MICA, FXYD1, ARPC3 e ABG1) and to evaluate their prognostic potential in patients with invasive ductal breast carcinoma. Among these, ARPC3, PPIL1 and CIP4 showed statistically significant associations with cancer specific survival and/or the patient\'s probability to develop metastasis. We found that increased expression of CIP4 in tumors is associated with a higher probability of developing metastasis. CIP4 is an adaptor protein described in the literature as a modulator of cell migration and invasion and therefore we selected this candidate for detailed functional characterization. We observed that CIP4 expression is increased in tumor cell lines with invasive characteristics. Following the stable and regulated knockdown of CIP4 in the metastatic line MDA-MB-231, we determined that it modulates positively the activation of MAPK-p38 and the expression of MMP2, suggesting that CIP4 participates in important signaling pathways required for the epithelial mesenchymal transition (EMT). CIP4 silencing resulted in an approximate 50% reduction of the migratory and invasive capacity of tumor cells in vitro and decreased the generation of lung metastases in vivo. Collectively, our results indicate that CIP4 has potential as a prognostic marker as well as a potential therapeutic target to control the metastatic dissemination of breast tumors.

Neste trabalho realizamos um programa de seqüenciamento em larga escala de cDNAs obtidos de bibliotecas construídas a partir de mRNA de células de B. emersonii submetidas ao choque térmico e ao estresse por cádmio. Obtivemos 6350 seqüências expressas (ESTs) de alta qualidade, que representam 2326 seqüências únicas putativas (unigenes) do fungo. Destes unigenes putativos, 1282 genes foram classificados em pelo menos uma das categorias do Consórcio Gene Ontology (GO). A análise do transcriptoma parcial de B. emersonii determinado até o momento permitiu a identificação de 78 unigenes codificando chaperones moleculares de todas as famílias conhecidas. Para avaliarmos a expressão global dos genes em resposta a estresses ambientais, como o choque térmico e o cádmio, realizamos ensaios de microarranjos de DNA nestas condições de estresse. Observamos que em resposta ao choque térmico, B. emersonii induz a expressão de genes que codificam proteínas relacionadas com o enovelamento de proteínas e com a proteólise, o que seria esperado em condições de temperaturas elevadas, assim como genes que codificam proteínas com propriedades antioxidantes, além de proteínas envolvidas no metabolismo de nucleotídeos e no metabolismo de carboidratos. Em resposta ao estresse por cádmio, verificou-se a indução de genes que codificam principalmente proteínas com propriedades antioxidantes, proteínas envolvidas no metabolismo de aminoácidos, proteínas relacionadas com o transporte celular e proteínas envolvidas no enovelamento de proteínas e proteólise. Uma das conseqüências do estresse por cádmio é o aumento do estresse oxidativo e proteínas antioxidantes têm um papel fundamental na resposta a este tipo de estresse. Dentre os genes observados durante o seqüenciamento das ESTs de B. emersonii, observamos dez genes codificando proteínas distintas da família Hsp70. Nove genes hsp70 são expressos em pelo menos um dos estágios do desenvolvimento do fungo e sete apresentam uma indução significativa após o choque térmico. Estes dados sugerem que estes genes desempenham um papel importante durante o desenvolvimento e em resposta ao estresse térmico em B. emersonii. Outro dado interessante obtido neste trabalho foi o enriquecimento de ESTs que continham íntrons em sua seqüência nas bibliotecas de estresse. Portanto, o choque térmico e o estresse por cádmio em B. emersonii diminuem a eficiência de processamento dos íntrons permitindo sua caracterização. O cDNA da proteína Hsp17 foi o que apresentou o maior número de ESTs seqüenciadas nas bibliotecas de estresse. Experimentos de Northern blot indicaram que o gene hsp17 possui um nível de expressão muito baixo durante o ciclo de vida de B. emersonii, no entanto, como esperado sua expressão aumenta drasticamente quando as células de esporulação ou germinação são submetidas a choque térmico. Os níveis da proteína Hsp17 acompanham os níveis do seu mRNA, indicando que o controle da expressão do gene hsp17 deve ocorrer em nível de transcrição. / In this work we realized a large scale, sequencing program of cDNAs libraries obtained from mRNA of B. emersonii cells submitted to heat shock and cadmium stress. A total of 6350 high quality expressed sequence tags (ESTs) were obtained, representing 2326 unique putative genes (unigenes) of this fungus. From these putative unigenes, 1282 genes were classified at least in one of the three Gene Ontology Consortium (GO) categories. The analysis of the partial transcriptome of B. emersonii, determined until now, allowed the identification of 78 unigenes encoding molecular chaperones of all known protein families. To evaluate the global expression of the genes in response to environmental stresses, such as heat shock and cadmium, DNA microarray assays were performed. We observed that in response to heat shock B. emersonii induces the expreession of genes encoding proteins related to protein folding and proteolysis, as expected under high temperature conditions, as well as genes encoding proteins with antioxidant properties and proteins involved in nucleotide and carbohydrate metabolism. In response to cadmium stress, we mainly verified the induction of genes for proteins with antioxidant properties, proteins involved in amino acid metabolism, proteins related to cellular transport and proteins related to protein folding and proteolysis. One of the consequences of the exposure to cadmium is the increase of oxidative stress, and antioxidant proteins have a fundamental role in the response to this kind of injury. Amongst the genes observed during the B. emersonii EST sequencing program, ten genes encoding distinct proteins from the Hsp70 family were observed. Nine of them are expressed at least in one stage of the fungus development and seven genes presented a significant induction during heat shock treatment. These data suggest that the hsp70 genes perform an important role during development and in response to heat stress in B. emersonii. Another interesting result from this work was the enrichment of ESTs containing introns in the stress libraries. Thus, heat shock and cadmium stress decrease the efficiency of intron processing in B. emersonii, allowing for intron characterization. The cDNA for the Hsp17 protein presented the highest number of ESTs sequenced from the stress libraries. Northern blot experiments indicated that the hsp17 gene is expressed at very low levels throughout the life cycle of B. emersonii, however, as expected its expression increases drastically when sporulation or germination cells are submitted to heat shock. Hsp17 protein levels accompany its mRNA levels, indicating that the control of expression of the hsp17 gene occurs at a transcriptional level.