Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Durante o tratamento radioterápico para tumores localizados na região torácica, parte do coração frequentemente é incluída no campo de tratamento e pode receber doses de radiação ionizante, significativas em relação à terapêutica. A irradiação do coração é capaz de causar importantes complicações cardíacas ao paciente, caracterizadas por alterações funcionais progressivas cerca de 10 a 20 anos após a exposição do órgão. Devido ao seu alto grau de contração e grande consumo energético, o tecido cardíaco é altamente dependente do metabolismo oxidativo que ocorre nas mitocôndrias. Danos as estas organelas podem levar ao decréscimo da produção de energia, tendo um impacto direto sobre a performance cardíaca. Ainda, ao interagir com as células, a radiação ionizante pode gerar uma série de eventos bioquímicos que conduzem a uma resposta celular complexa, em que muitas proteínas parecem estar envolvidas. Tendo em vista tais conhecimentos, o objetivo do estudo foi avaliar o aspecto ultraestrutural do tecido cardíaco, a bioenergética mitocondrial e a expressão diferencial de proteínas após irradiação. Os ensaios foram realizados em amostras de tecido cardíaco de ratos Wistar irradiados com dose única de 20 Gy direcionada ao coração. As análise tiveram início 4 e 32 semanas após irradiação. A análise ultraestrutural foi realizada através de microscopia eletrônica de transmissão. A respiração mitocondrial foi mensurada em oxígrafo, a partir das taxas de consumo de oxigênio pelas fibras cardíacas. A identificação de proteínas diferencialmente expressas foi investigada através de duas técnicas proteômicas: 2D-DIGE (2-D Fluorescence Difference Gel Electrophoresis) e uma abordagem label-free seguida de espectrometria de massas. Os resultados mostraram que os efeitos tardios da radiação incluem a degeneração das mitocôndrias e das unidades contráteis do tecido cardíaco, disfunções na cadeia respiratória mitocondrial e expressão diferencial de proteínas envolvidas no metabolismo energético de carboidratos, lipídeos e da fosfocreatina. De forma geral, o estudo mostrou que a irradiação cardíaca prejudica o processo de síntese energética, conduzindo a um déficit da taxa respiratória mitocondrial como efeito tardio. Tal evento pode culminar em disfunções mecânicas no coração, caracterizando o desenvolvimento de doenças cardíacas radioinduzidas. / During radiotherapy for tumors located at toracic region, part of the heart is often included in the treatment field and may receive a significant ionizing radiation dose comparing to the therapeutics. Heart irradiation is able to cause substantial cardiac complications to patient, characterized by functional progressive changes from 10 to 20 years after the exposure of the organ. Because of its high level of contraction and large energetic consumption, cardiac tissue is highly depending on oxidative metabolism which happens at mitochondrias. Damage to these organelles can lead to decreased energy production, having a direct impact on cardiac performance. Even when interacting with cells, ionizing radiation can generate a series of biochemical events that lead to a complex cellular response, in many proteins seem to be involved. Given this knowledge, the aim of the study was to evaluate the ultrastructural appearance of cardiac tissue, mitochondrial bioenergetics and differential expression of proteins after irradiation. The tests were performed on samples of cardiac tissue of rats irradiated with single dose of 20 Gy directed to the heart. The analysis started 4 to 32 weeks after irradiation. The ultrastructural analysis was performed by transmission electron microscopy. Mitochondrial respiration was measured in oxigraph from rates of oxygen consumption by cardiac fibers. The identification of differentially expressed proteins was investigated using two proteomic techniques: 2D-DIGE (2-D Fluorescence Difference Gel Electrophoresis) and a label-free approach followed by mass spectrometry. The results showed that the late effects of radiation include degeneration of mitochondria and contractile units of cardiac tissue, dysfunction in the mitochondrial respiratory chain and differential expression of proteins involved in energy metabolism of carbohydrates, lipids and phosphocreatine. In general, the study showed that the cardiac irradiation damages the process of synthesis energy, leading to a deficit in mitochondrial respiratory rate as late effect. Such event may result in mechanical dysfunction in the heart, characterizing the development of radiation-induced heart disease.

Após a chegada dos conquistadores europeus, as populações nativas americanas foram dizimadas por diversas razões, como guerras e doenças, o que possivelmente levou diversas linhagens genéticas autóctones à extinção. Entretanto, durante essa invasão, houve miscigenação entre os colonizadores e os povos nativos e muitos estudos genéticos têm mostrado uma importante contribuição matrilinear nativa americana na formação da população colonial. Portanto, se muitos indivíduos na atual população urbana brasileira carregam linhagens nativas americanas no seu DNA mitocondrial (mtDNA), muito da diversidade genética nativa perdida durante o período colonial pode ter se mantido, por miscigenação, nas populações urbanas. Assim, essas populações representam, efetivamente, um importante reservatório genético de linhagens nativas americanas no Brasil e em outros países americanos, constituindo o reflexo mais fiel da diversidade genética pré-colombiana em populações nativas. Baseado nisso, este estudo teve como objetivos 1) comparar os padrões de diversidade genética de linhagens nativas americanas do mtDNA em populações nativas do Sul do Brasil e da população urbana (miscigenada) adjacente; e 2) comparar, através de Computação Bayesiana Aproximada (ABC), a história demográfica de ambas populações para chegar a uma estimativa do nível de redução do tamanho efetivo populacional (Ne) das populações indígenas aqui tratadas. Foram utilizados dados já publicados da região hipervariável (HVS-I) do mtDNA de linhagens nativas de 396 indivíduos Nativos Americanos (NAT) pertencentes aos grupos Guarani, Caingangue e Charrua e de 309 indivíduos de populações miscigenadas urbanas (URB) do Sul do Brasil e do Uruguai As análises de variabilidade e estrutura genética, bem como testes de neutralidade, foram feitos no programa Arlequin 3.5 e a rede de haplótipos mitocondriais foi estimada através do método Median-Joining utilizando o programa Network 5.0. Estimativas temporais do tamanho populacional efetivo foram feitas através de Skyline Plot Bayesiano utilizando o pacote de programas do BEAST 1.8.4. Por fim, o programa DIYABC 2.1 foi utilizado para testar cenários evolutivos e para estimar o Ne dos nativos americanos pré- (Nanc) e pós-contato (Nnat), para assim, se estimar o impacto da redução de variação genética causada pela colonização europeia. Os resultados deste estudo indicam que URB é a melhor preditora da diversidade nativa ancestral, possuindo uma diversidade substancialmente maior que NAT, pelo menos na região Sul do Brasil e no Uruguai (H = 0,96 vs. 0,85, Nhap = 131 vs. 27, respectivamente). Ademais, a composição de haplogrupos é bastante diferente entre as populações, sugerindo que a população nativa tenha tido eventos de gargalo afetando os haplogrupos B2 e C1 e super-representando o haplogrupo A2. Em relação à demografia histórica, observou-se que URB mantém sinais de expansão remetendo à entrada na América, contrastando com NAT em que esses sinais estão erodidos, apenas retendo sinais de contração populacional recente. De acordo com as estimativas aqui geradas, o declínio populacional em NAT foi de cerca de 300 vezes (84 – 555). Em outras palavras, a população efetiva nativa amricana nessa região corresponderia a apenas 0,33% (0,18% – 1,19%) da população ancestral– 99,8%, corroborando os achados de outros estudos genéticos e também com os registros históricos. / After the arrival of the European conquerors, the Native American populations were decimated due to multiple reasons, such as wars and diseases, which possibly led many autochtonous genetic lineages to extinction. However, during the European invasion of the Americas, colonizers and indigenous people admixed, and many genetic studies have shown an important Native American matrilineal contribution to the formation of the Colonial population. Therefore, if many individuals in the current urban population harbor Native American lineages in their mitochondrial DNA (mtDNA), much of Native American genetic diversity that have been lost during the Colonial Era may have been mantained by admixture in urban populations. In this case, these populations effectively represent an important reservoir of Native lineages in Brazil and other American countries, constituting the most accurate portrait of pre-Columbian genetic diverstity of Native populations. Based on this, the aims of the presente study were 1) to compare the patterns of genetic diversity of Native American mtDNA lineages in Native populations from Southern Brazil and the surrounding admixed urban populations; and 2) to compare, using Approximate Bayesian Computation (ABC), the demographic history of both groups to estimate the level of reduction in the effective population size (Ne) for the indigenous groups present here. We used mtDNA hypervariable segment (HVS-I) data of indigenous origin already published from 396 Native American individuals (NAT) belonging to the Guarani, Kaingang, and Charrua groups, and 309 individuals from Southern Brazilian and Uruguayan admixed urban populations (URB) The analyzes of variability and genetic structure, as well as the neutrality tests were accomplished using Arlequin 3.5, and the mitochondrial haplotype network estimated through the Median-Joining method available in Network 5.0. Time estimates for effective population size were performed using Bayesian Skyline Plot available in the BEAST 1.8.4 package. Finally, the DIYABC 2.1 software was used to test evolutionary scenarios and to estimate the pre (Nanc) and post-contact (Nnat) Native American Ne, and estimate the impact of the colonization process on the Native American genetic variability. The results indicate that URB is the best predictor of ancestral Native diversity, having substancially greater genetic diversity than NAT, at least in the Southern Brazilian and Uruguayan regions (H = 0.96 vs. 0.85, Nhap = 11 vs. 27, respectively). Moreover, the haplogroup compositions are very distinct between these groups, suggesting that the Native population passed through bottleneck events affecting the haplogroups B2 and C1, and overrepresenting the haplogroup A2. In relation to demographic history, we observed that URB retains signals of population expansion back to the entry in the Americas. In contrast, these signals are eroded in NAT, which maintains only signals of recent population contraction. According to our estimates, the population decline in NAT was around 300x (84 – 555x). In other words, the effective Native American population in this region would correspond to only 0.33% (0.18% – 1.19%) of the ancestral population, corroborating the findings of other genetic studies and historical records.

O fungo dimórfico Paracoccidioides brasiliensis, é o agente etiológico da paracoccidioidomicose, uma das micoses sistêmicas humanas mais prevalentes na América Latina. Componentes da cadeia respiratória mitocondrial são potenciais alvos quimioterapêuticos. Nesse sentido, em nosso trabalho demonstramos diferenças entre a cadeia respiratória do fungo P. brasiliensis e do hospedeiro mamífero. A respiração, potencial de membrana e fosforilação oxidativa mitocondrial de esferoplastos de P. brasiliensis foram avaliados in situ, os quais demonstraram a presença de uma cadeia respiratória funcional. A adição de ADP induziu a transição da respiração do estado de repouso para o fosforilativo, em esferoplastos energizados com succinato, NADH, NAD+ e substratos ligados ao complex I. A presença de uma NADH-ubiquinona oxidoredutase foi demonstrada pela capacidade das células oxidarem NADH exógeno, assim como, pela respiração insensível a rotenona e sensível a flavona. Além disso, a respiração mantida por NAD+ foi sensível a rotenona e flavona, sugerindo que vias metabólicas citosolicas contribuem para a produção de NADH e substratos ligados ao complexo I. Foi demonstrado também que os níveis de expressão do complexo I e da NADH desidrogenase alternativa alternam-se durante a curva de crescimento de leveduras de P. brasiliensis. A respiração induzida por NADH ou succinato foi parcialmente inibida por KCN ou antimicina A e sensível à inibição por BHAM, indicando a presença de uma oxidase alternativa. A fim de se caracterizar esta enzima oxidase alternativa, o seu gene foi clonado e expressado em xii S. cerevisiae e E. coli, o qual conferiu uma respiração resistente a cianeto e sensível a BHAM. S. cerevisiae expressando oxidase alternativa mostraram uma menor taxa de multiplicação celular e diminuição na geração de EROs. Nós também observamos que inibidores da cadeia transportadora de elétrons retardaram a transição de micélio para levedura em culturas de P. brasiliensis. Além disso, estes inibidores e outras drogas geradoras de EROs aumentaram a expressão do gene da oxidase alternativa, assim como a produção de EROs em leveduras de P. brasiliensis. / Paracoccidioides brasiliensis, a thermically dimorphic fungus, is the etiological agent of endemic paracoccidioidomycosis, one of the most prevalent human systemic mycosis in Latin America. Components of the respiratory chain constitute potential pharmacological targets, and here are reported differences between the respiratory chain of the mammalian host and the fungus P. brasiliensis. Respiration, membrane potential and oxidative phosphorylation of mitochondria from P. brasiliensis spheroplasts were evaluated in situ, which demonstrated the existence of a functional respiratory chain. Adenosine 5\'-diphosphate (ADP) induced a transition from resting to phosphorylating respiration in mitochondria energized by succinate, NADH, NAD+ and complex I linked substrates. The presence of an alternative NADH-ubiquinone oxidoreductase was indicated by: the ability of the fungus to oxidize exogenous NADH; the insensitivity substrate-supported respiration to rotenone and sensitivity of this respiration to flavone. In addition, the sensitivity of NAD+-supported respiration to rotenone and flavone suggest that citosolic pathways contribute to NADH and complex I linked substrates production. Moreover, it was demonstrated that expression levels of complex I and alternative NADH dehydrogenase change during P. brasiliensis growth curve. The partial sensitivity of NADH or succinate-supported respiration to antimycin A and cyanide, as well as the sensitivity to BHAM, indicates the presence of an alternative oxidase. Therefore, to characterize the alternative oxidase its gene was cloned and heterologously xii expressed in S. cerevisiae and E. coli, wich confered, a cyanide resistant respiration and BHAM sensitivity. Moreover, S. cerevisiae that expressed alternative oxidase showed slower growth rate and decreased ROS generation. We also observed that electron transport pathways inhibitors delayed the P. brasiliensis mycelium to yeast transition in cultures. Besides, these inhibitors and other ROS generated drugs increase the ROS production and altenative oxidase expression.

O gênero Noctilio pertence à superfamília Noctilionoidea, família Noctilionidae, e inclui atualmente duas espécies de distribuição Neotropical, N. leporinus e N. albiventris. Estas ocorrem em simpatria nas áreas de planície desde a costa pacífica do México até o Norte da Argentina e Uruguai. N. leporinus possui características morfológicas externas e funcionais que o tornam adaptado à piscivoria, apesar de trabalhos citarem para sua alimentação um consumo equivalente de insetos, crustáceos e aracnídeos. N. albiventris possui hábito insetívoro, apresentando características morfológicas externas que se assemelham muito a N. leporinus, sendo apenas de menor tamanho. As duas espécies apresentam variação morfológica ao longo de sua distribuição geográfica, com a descrição de subespécies para ambas. Dados moleculares foram utilizados recentemente para investigar as relações intragenéricas em Noctilio, indicando uma origem recente para N. leporinus e a parafilia de N. albiventris. O presente trabalho teve como objetivo a caracterização genética intraespecífica e a determinação do padrão filogeográfico das espécies do gênero Noctilio, verificando a possibilidade de existência de mais que duas linhagens evolutivas para o táxon. A amostragem incluiu 63 indivíduos de N. leporinus distribuídos por 35 localidades, e 43 indivíduos de N. albiventris de 19 localidades distintas, tendo sido utilizados como marcadores moleculares o gene mitocondrial citocromo b e a região controle do DNAmit. Os resultados corroboraram a parafilia descrita para N. albiventris, além de evidenciarem níveis de divergência filogenética mais significativos do que o alcançado pelo estudo anterior. Foram encontrados em N. albiventris três filogrupos com alto suporte, igualmente distantes do filogrupo de N. leporinus, as quais apresentam uma correlação geográfica com as subespécies propostas. Os testes de desvio da neutralidade em N. leporinus foram significativos, indicando uma rápida expansão populacional após o surgimento da espécie. Estimativas para o cálculo do ACMR das linhagens evolutivas remetem ao período pleistocênico, tanto para o surgimento de N. leporinus como para os três clados encontrados em N. albiventris. A divergência observada entre estas linhagens variou entre 4,3 e 6,1%. O presente estudo permitiu a confirmação do surgimento recente da espécie N. leporinus a partir de uma linhagem de N. albiventris. A hipótese proposta para a origem da linhagem piscívora do gênero foi a colonização das pequenas Antilhas por uma população de N. albiventris durante os ciclos glaciais do Pleistoceno. Ali a população teria se diferenciado, originando N. leporinus, e posteriormente sofrido uma rápida expansão populacional devido à ocupação de um nicho inexplorado por morcegos neotropicais. / The genus Noctilio belongs to the Superfamily Noctilionoidea, Family Noctilionidae, and currently it includes two species with Neotropical distribution, N. leporinus and N. albiventris. Both species occurs simpatrically in lowland areas from western and eastern Mexico, southward to northern Argentina and Uruguay. N. leporinus have functional and external morphologic characteristics that enables it to piscivory, although many works describe an equivalent consume of arachnids, insects and crustaceans in its diet. N. albiventris is insectivore and resembles N. leporinus in most external and cranial features, but is a smaller species. Both species show morphological variation along their geographic range, congruent with the subspecies distribution. A recent study on molecular phylogeny suggested a recent origin for N. leporinus and to the paraphyly of N. albiventris. The main purpose of this work was the intraspecific genetic characterization and the description of phylogeographic patterns of both species of genus Noctilio, in attempt to investigate how many evolutionary lineages are included in the taxon. Sampling included 63 individuals of N. leporinus from 35 distinct localities and 43 individuals of N. albiventris from 19 localities. The mitochondrial gene cytocrome b and the control region from mtDNA were used as molecular markers. The results corroborate the paraphyly described for N. albiventris, and reveals more significant levels of phylogenetic divergence than previously observed. Three highly supported phylogroups were found within N. albiventris, all of them presenting similar phylogenetic distances to the lineage of N. leporinus. These phylogroups showed geographic structure congruent with the N. albiventris subspecies. The tests against neutrality hypothesis in N. leporinus were significant, suggesting a rapid population growth after the origin of the species. Estimates of the MRCA of the evolutionary lineages dates to the Pleistocene, for both the origin of N. leporinus and all three clades found for N. albiventris. Observed divergence between lineages varied from 4.3 to 6.1%. This study corroborates the recent origin of N. leporinus and its closest phylogenetic relationship with a N. albiventris lineage. The hypothesis for the piscivory in the genus Noctilio was the colonization of the Lesser Antilles by a population of N. albiventris during glacial cycles in the Pleistocene. This population may have differentiated, giving rise to N. leporinus, and then getting through a rapid expansion due to a trophic niche previously unexplored by any neotropical bat lineage.

Patologias causadas por mutações no DNA mitocondrial (mtDNA) constituem um importante grupo de doenças genéticas em humanos. Todavia, devido ao desconhecimento dos mecanismos que governam a herança mitocondrial, não existem métodos eficientes que permitam prever ou intervir na herança destas patologias. Estudos recentes indicam que mutações no mtDNA são seletivamente eliminadas na linhagem germinativa. O presente projeto investigou se o embrião é capaz de eliminar mitocôndrias disfuncionais durante o desenvolvimento pré-implantação. Para tanto, zigotos de camundongo foram tratados com clorometil-X-rosamina (MitoTracker Red CMXRos) e fotossensibilizados por 0, 2,5, 5, 10, 20 e 60 s. Houve diminuição da taxa de blastocisto, com bloqueio total do desenvolvimento quando a fotossensibilização foi realizada por período igual ou superior a 20 s. A fotossensibilização também resultou em disfunção mitocondrial, como indicado por diminuição do potencial de membrana mitocondrial. No entanto, a transferência de citoplasma de zigotos NZB/BINJ (NZB) fotossensibilizados por 20 s não afetou o desenvolvimento de embriões C57BL/6 (B6). A quantidade de mtDNA NZB também não diferiu entre os zigotos B6, independente de terem recebido citoplasma exposto ou não à fotossensibilização (30,6% ± 1,73 vs. 30,8% ± 1,73). Porém, a quantidade de mtDNA NZB foi menor (P = 0,008) nos blastocistos que receberam citoplasma fotossensibilizado (31,4% ± 1,43 vs. 24,7% ± 1,43). Como a quantidade total de mtDNA não diferiu entre os grupos, estes resultados sugerem que as mitocôndrias disfuncionais introduzidas foram destruídas. A análise de autofagossomos indicou, no entanto, que as mitocôndrias NZB não foram eliminadas por mitofagia. Diferente do esperado, o cultivo na presença de rapamicina reverteu o efeito causado pela introdução de citoplasma fotossensibilizado, resultando em níveis semelhantes de mtDNA NZB em comparação com os blastocistos que receberam citoplasma não fotossensibilizado. Concluiu-se que o embrião de camundongo é capaz de destruir mitocôndrias disfuncionais durante o desenvolvimento à blastocisto. Novos estudos deverão fornecer evidências adicionais e esclarecer os mecanismos moleculares que fundamentam esses achados. / Pathologies caused by mutations in mitochondrial DNA (mtDNA) represent an important group of genetic diseases in humans. Nonetheless, due to our limited understanding of the molecular mechanisms of mitochondrial inheritance there are no efficient methods to predict or intervene in the inheritance of these diseases. Recent studies indicate that mutations in mtDNA are selectively eliminated in the germline. This project investigated the ability of the embryo to target and eliminate dysfunctional mitochondria during early development. To test that, mouse zygotes were treated with chloromethyl-X-rosamina (MitoTracker Red CMXRos) and photosensitized for 0, 2.5, 5, 10, 20 and 60 s. There was a decrease in the rate of blastocyst development and a developmental arrest when the photosensitization was performed for a period equal to or greater than 20 s. Photosensitization also resulted in mitochondrial dysfunction, as indicated by a decreased of mitochondrial membrane potential. However, cytoplasmic transfer from NZB/BINJ (NZB) zygotes photosensitized for 20 s resulted in no effect on development of C57BL/6 (B6) embryos. The amount of NZB mtDNA introduced also did not differ between B6 zygotes, regardless of whether they received or not photosensitized cytoplasm (30.6% ± 1.73 vs. 30.8 ± 1.73%). On the other hand, the amount of NZB mtDNA was lower (P = 0.008) in the blastocysts receiving photosensitized cytoplasm (31.4% ± 24.7% ± 1.43 vs. 1.43). Since the total amount of mtDNA was not different between the groups, these results suggest that dysfunctional mitochondria introduced by cytoplasmic transfer were destroyed. Analysis of autophagosomes indicated, however, that the NZB mitochondria were not eliminated by mitophagy. Different than expected, culture in the presence of rapamycin reversed the effect caused by introduction of photosensitized cytoplasm, resulting in similar levels of NZB mtDNA compared to blastocysts receiving cytoplasm not photosensitized. It was concluded that the mouse embryo may destroy dysfunctional mitochondria during development into blastocysts. Further studies should provide additional evidence and elucidate the molecular mechanisms underlying these findings.

Em abelhas, como nos demais himenópteros, a haplodiploidia e o mecanismo de determinação do sexo restringem o tamanho efetivo da população. Ademais, a nidificação próxima ao sítio natal pelas fêmeas das espécies solitárias restringe o fluxo gênico materno e causa alta viscosidade populacional. Centris é um gênero de abelhas solitárias da tribo Centridini, encontradas em distintos locais, como matas contínuas ou fragmentos florestais, bem como em ambientes urbanos; as espécies C. analis e C. tarsata se destacam no gênero pela abundância com que são encontradas nestas localidades. São abelhas poliléticas ou generalistas na coleta de pólen e nidificam em cavidades pré-existentes. Em razão de seu porte médio, presume-se que não apresentem alta capacidade de dispersão. Fêmeas de algumas espécies do gênero apresentam comportamento filopátrico. Estes dados nos levam a supor que espécies com traços biológicos similares tenham suas populações naturalmente estruturadas (subdivididas). Para testar esta hipótese, foram analisadas algumas regiões do genoma mitocondrial (DNAmt) de abelhas Centridini residentes em áreas urbanas. As duas subunidades da citocromo c oxidase (COI e COII), bem como o RNA transportador de leucina (RNAtLeu), apresentaram baixo nível de variação intra-específica, e a dificuldade em amplificar estas regiões para uma das espécies impediu a utilização destas regiões para análises populacionais. Desta forma, foram selecionadas duas regiões gênicas com taxas de variação intra-específicas distintas, o gene citocromo b (cytb) e a subunidade maior do DNA ribossômico (16S). Por ser uma molécula de herança materna, a análise destas regiões gênicas nos permitiu obter informações a respeito de colonização e o número de linhagens maternas. Os resultados deste trabalho sugerem que as populações de Centris tarsata e Centris trigonoides apresentam baixa e moderada estruturação, respectivamente. Para C. analis, a espécie mais bem amostrada, o excesso de picos duplos apresentados nos eletroferogramas dificultou a interpretação dos resultados. Foi possível ainda verificar diferenças na distribuição haplotípica de machos e fêmeas de C. tarsata, sugerindo a ocorrência de uma dispersão enviesada para machos, caracterizando uma dispersão sexo-assimétrica. / In bees, as in other hymenopterans, the haplodiploidy and mechanism of sex determination constrain the effective population size. Moreover, the nesting close to home site by the females of solitary species restricts maternal gene flow and causes high population viscosity. Centris is a genus of solitary bees of the tribe Centridini found in different locations, such as continuous forests or forest fragments, as well as in urban environments; the species C. analis and C. tarsata stand out in the genre for the abundance that are found in these locations. They are polyletics bees, or generalists in collecting pollen, and nest in cavities pre-existing. In reason of its medium size, it is presumed that do not present high dispersal capacity. How some species of the genus are phylopatric, we presume that other also presenting similar behavior. These data lead us to suppose that species with similar traits have their populations naturally structured (subdivided). To test this hypothesis, we analyzed urban populations of four species of Centris for some regions of mitochondrial genome (mtDNA). The two subunits of cytochrome c oxidase (COI and COII) and the tRNA leucine (tRNALeu) showed a low level of intraspecific variation, and the difficulty to amplify those regions for one species prevented the use of these regions to population analysis. Thus, we selected two gene regions with distinct rates of intra-specific variation, the gene cytochrome b (cytb) and the large subunit ribosomal DNA (16S). As a molecule maternally inherited, the analysis of the mitochondrial genes enabled us to obtain informations about colonization through the number of maternal lineages. Our results suggest that Centris tarsata and Centris trigonoides populations exhibit low and moderate genetic structuring, respectively. In C. analis, the species most well sampled, the excess of double peaks showed in the electropherograms difficults the interpretation of results. Also, for the species C. tarsata was possible to verify differences between males and females, suggesting the occurrence of a male skewed dispersion and an asymmetrical dispersion.

Charybdis hellerii (A. Milne-Edwards, 1867), espécie de siri nativa do Indo-Oeste Pacífico, dispersou-se para o mar Mediterrâneo com a abertura do canal de Suez. Em 1987, foi registrada pela primeira vez no Atlântico Ocidental, onde populações estabelecidas são reconhecidas dos EUA ao sul do Brasil. Acredita-se que sua introdução no continente americano teria ocorrido por meio de água de lastro de navios provenientes do mar Mediterrâneo. Por meio de análises moleculares utilizando-se três marcadores genéticos (um nuclear, H3, e dois mitocondriais, COI e 16S rDNA), de forma integrada à morfologia comparativa, realizou-se uma investigação do status taxonômico de C. hellerii e dos aspectos relacionados ao seu histórico de introdução. Para este último fim, objetivou-se: (1) o reconhecimento de regiões de origem e rotas de introdução; (2) a detecção ou não de gargalo genético e (3) de introduções múltiplas. A validade de C. hellerii como uma única entidade foi corroborada por alguns resultados: 100% de similaridade no marcador nuclear; monofilia de C. hellerii nos filogramas construídos com diversas espécies de Thalamitinae; divergência genética intraespecífica (COI - 0 a 4,2% e 16S rDNA - 0 a 0,9%) inferior à interespecífica esperada (COI - 6,2 a 21,5% e 16S rDNA - 3,9 a 15,2%) e total similaridade genética entre indivíduos com características morfológicas distintas. Estruturação genética e morfométrica foi detectada nas localidades nativas (+ mar Mediterrâneo), evidenciando dois grupos: Índico oeste + mar Mediterrâneo e Índico leste + Pacífico. A AMOVA para COI mostrou que 38,739% da diversidade encontrada está entre esses dois grupos (ct = 0,38, p = 0,00). A diferenciação genética entre o Índico e o Pacifico é recorrentemente associada a baixas do nível no mar na conexão entre estes oceanos no Pleistoceno. Essa estruturação nas áreas de origem foi fundamental para a detecção de introduções múltiplas na costa americana. A maior parte dos indivíduos da América se agrupou com o Índico oeste + mar Mediterrâneo, suportando o mar Mediterrâneo como a principal origem das populações americanas. No entanto, o agrupamento de espécimes do sul do Brasil com o grupo Índico leste + Pacífico também revelou introduções provenientes dessa região. Um grupo geneticamente distinto detectado na costa americana e geneticamente mais próximo do Índico leste + Pacífico sugere introdução proveniente de uma localidade não amostrada nas áreas de origem. Para ambos os marcadores mitocondriais, os valores de diversidade haplotípica nas áreas exóticas foram comparáveis aos das de origem e a diversidade nucleotídica foi predominantemente superior nas primeiras em relação às segundas. Estes resultados estão possivelmente relacionados à ocorrência de introduções múltiplas de áreas geneticamente distintas. Dos haplótipos de COI detectados no agrupamento Índico oeste + mar Mediterrâneo, apenas dois não foram encontrados nas populações americanas, sugerindo a não ocorrência de um gargalo genético expressivo. Para a introdução proveniente do Índico oeste + Pacífico, gargalo genético significativo possivelmente ocorreu, uma vez que dos 22 haplótipos encontrados nos 40 espécimes do agrupamento Índico leste + Pacífico, apenas três foram encontrados em quatro dos 87 indivíduos amostrados na América. Por fim, análises moleculares e morfológicas demonstraram que Charybdis variegata, espécies congênere recentemente registrada como uma nova espécie exótica na América, consiste na realidade em mais um exemplar de C. hellerii. / Charybdis hellerii (A. Milne-Edwards, 1867), an invasive swimming crab species native to the Indo-West Pacific, dispersed to the Mediterranean Sea via Suez Canal. In 1987, it was first reported to the western Atlantic, where self-maintaining populations are currently found from the USA to southern Brazil. It is suggested that animals were transported to America in their larval stages through ballast water from ships probably loaded at Mediterranean ports. An integrative approach of morphological and molecular analyses using three molecular markers (one nuclear, H3 and two mitochondrial, COI and 16S rDNA) was performed in order to check the taxonomic status of C. hellerii and investigate its introduction history. For the latter purpose, this study aimed: (1) to track potential sources, routes of introduction, (2) assess the occurrence or not of multiple introductions and (3) of genetic bottlenecks. C. hellerii was confirmed as a single entity according to the following results: 100% of similarity for the nuclear marker; monophyly of C. hellerii clade in the phylograms including several species of the subfamily Thalamitinae; intraspecific genetic diversity (COI - 0 to 4.2% and 16S rDNA - 0 to 0.9%) inferior to interspecific value expected for the studied loci (COI - 6.2 to 21.5% and 16S rDNA - 3.9 a 15.2%) and total genetic similarity of individuals with different morphological traits. Genetic and morphometric structure was detected in C. hellerii native range (and the Mediterranean Sea), showing two groups: Western Indian Ocean + Mediterranean Sea and Eastern Indian + Pacific Oceans. The AMOVA results for COI revealed that 38.739% of variation was between both groups (ct = 0.38, p = 0.00). This genetic break between the Pacific and Indian Oceans is constantly associated with sea level fluctuations in the connection between both Oceans during the Pleistocene glaciation events. This genetic structure allowed the detection of independent introduction events along the American coast. As most animals from this exotic range were clustered with the Western Indian Ocean + Mediterranean Sea group, the Mediterranean populations were supported as the main source of the American ones. However, the cluster of animals from the southern Brazil with the Eastern Indian + Pacific Oceans group indicated that introductions from these native regions might also have occurred. A third group found solely in the American range and genetically related to Eastern Indian + Pacific also suggested introductions from an unsampled locality of native range. The haplotype diversities of American localities were comparable to those of source ones, whereas the nucleotide diversities were predominantly higher in the non-native localities. These diversity indexes results might be related to the occurrence of multiple introductions from genetic distinct areas. Among all haplotypes of the Indian Ocean + Mediterranean Sea cluster, only two were not found in America, what suggests no expressive bottleneck in the introduction from this source. However, a genetic bottleneck might explain the low number of equal haplotypes between the Eastern Indian + Pacific Ocean cluster and the Atlantic range. Only three haplotypes were detected in four specimens out of 87 collected in American localities in comparison to 22 found in the native group. In addition, the molecular and morphological analyses confirmed that a congeneric species, Charybdis variegata, recently recorded on the American coast, is actually another C. hellerii specimen.

O grupo Characidium lauroi pertence ao gênero Characidium e é formado por seis espécies, C. lauroi, Characidium sp. piabanha, C. japuhybense, C. oiticicai, C. schubarti, e Characidium sp. iguaçu, que se distribuem nas bacias do Rio Paraíba do Sul, Drenagens Costeiras da Baía de Ilha Grande, Rio Tietê, Rio Paranapanema e Rio Iguaçu, respectivamente. Os estudos disponíveis sobre as relações evolutivas entre as espécies que compõem esse grupo baseiam-se em dados morfológicos que, entretanto, não foram suficientes para resolver as relações entre C. oiticicai, C. schubarti e Characidium sp. iguaçu. Estudos citogenéticos ou moleculares não foram aplicados até agora às espécies do gênero Characidium com o intuito de verificar a existência do grupo C. lauroi. Técnicas que envolvem o uso de DNAmt, como PCR-RFLP, DNA barcoding e sequenciamento podem auxiliar na resolução dessa questão, uma vez que as espécies do gênero Characidium formam um grupo interessante para a aplicação dessas técnicas, principalmente por apresentar algumas espécies com limites taxonômicos muito próximos, como as espécies que compõem o grupo C. lauroi. No presente estudo, técnicas de citogenética clássica e molecular, assim como a técnica de PCR-RFLP, o uso do DNA barcoding e sequenciamento foram utilizados na tentativa de analisar e elucidar as relações filogenéticas entre as espécies do gênero Characidium, principalmente com enfoque nas relações entre as espécies do grupo C. lauroi. Os resultados citogenéticos encontrados indicam que esse grupo de espécies pode ser definido pela presença de cromossomos sexuais diferenciados do tipo ZZ/ZW portadores de cístrons ribossomais e pela presença de um cariótipo relativamente estável. No entanto, essas características não estão restritas ao grupo C. lauroi. Os resultados de PCR-RFLP, assim como os resultados obtidos por meio do DNA barcoding e sequenciamento, indicam que as espécies C. lauroi e C. sp. piabanha podem formar uma única espécie, da mesma forma que as populações de C. schubarti. No entanto, as espécies do grupo C. lauroi não formam um grupo monofilético. A relação entre as espécies do grupo C. lauroi com C. pterostictum e C. lanei pode indicar que essas espécies tenham passado por uma separação recente e que, não necessariamente essas duas espécies façam parte do grupo C. lauroi, mas sim que fazem parte de um grupo maior de espécies do gênero Characidium, o que é corroborado até por dados citogenéticos. Comparações entre as topologias encontradas com base em dados morfológicos e moleculares e suas implicações na delimitação e nas relações encontradas entre as espécies do grupo C. lauroi são discutidas. / The group Characidium lauroi belongs to the genus Characidium and consists of six species, C. lauroi, Characidium sp. piabanha, C. japuhybense, C. oiticicai, C. schubarti and Characidium sp. iguaçu; which are distributed in the basins of the Paraiba do Sul River, Drainage Coastal Bay of Ilha Grande, Tietê River, Paranapanema River and Iguaçu River, respectively. Available studies on the evolutionary relationships between species that make up this group are based on morphological data, however, were not sufficient to address the relationship between C. oiticicai, C. schubarti and Characidium sp. iguaçu. Cytogenetic and molecular studies have not been applied so far to the species of the genus Characidium in order to verify the existence of group C. lauroi. Techniques that involve the use of mtDNA, such as PCRRFLP, DNA barcoding and sequencing may help in resolving this issue, since the genus Characidium form an interesting group for the application of these techniques, mainly for some species with taxonomic boundaries very close, as the species that make up group C. lauroi. In this study, techniques of classical and molecular cytogenetics, as well as PCR-RFLP, the use of DNA barcoding and sequencing were used in an attempt to analyze and elucidate the phylogenetic relationships among species of the genus Characidium, mainly focusing on relations between species of group C. lauroi. The cytogenetic results obtained indicate that this group of species can be defined by the presence of sex chromosomes differentiated ZZ / ZW carrying ribosomal cistrons and the presence of a relatively stable karyotype. However, these features are not restricted to the group C. lauroi. The results of PCR-RFLP and the results obtained by barcoding DNA and the sequencing, indicate that C. lauroi and Characidium sp. piabanha may form a single species, in the same way that populations of C. schubarti. However, the species of group C. lauroi not form a monophyletic group. The relationship between species of group C. lauroi with C. pterostictum and C. lanei may indicate that these species have experienced a recent separation and, not necessarily these two species are part of group C. lauroi, but they are part of a larger group of species of the genus Characidium, which is supported even by cytogenetic data. Comparisons between the topologies found based on morphological and molecular data and its implications for delimitation and relationships found between species of group C. lauroi are discussed.

A ausência de XPC, uma proteína canonicamente envolvida em reparo de DNA por excisão de nucleotídeos, está associada a vários fenótipos característicos de disfunção mitocondrial como o desequilíbrio entre os complexos da cadeia transportadora de elétrons (CTE), redução no consumo de oxigênio, maior produção de peróxido de hidrogênio, e maior sensibilidade a agentes que causam estresse mitocondrial. Contudo, uma descrição mecanística da relação entre deficiência de XPC e disfunção mitocondrial ainda não está bem estabelecida. Aqui mostramos que a deficiência de XPC está associada ao aumento na expressão do supressor de tumor p53. Essa alteração é acompanhada pelo aumento da expressão de diversas proteínas que participam em importantes funções mitocondriais. A inibição de p53 reverte a superexpressão de algumas dessas proteínas. O tratamento com o inibidor do Complexo III da CTE antimicina A induz aumento da expressão de p53 de forma mais acentuada na linhagem Xpc-/-, enquanto o tratamento com o antioxidante N-acetilcisteína diminue a produção basal de H2O2, expressão de p53 e sensibilidade aumentada ao tratamento com antimicina A. Em conjunto, nossos resultados suportam a hipótese de que o aumento da produção de H2O2 em células Xpc-/- tem um papel causal na regulação da expressão de p53 e na disfunção mitocondrial / Although XPC has been initially implicated in the nucleotide excision DNA repair pathway, its deficiency is associated with mitochondrial dysfunction, including unbalanced electron transport chain (ETC) activity, lower oxygen consumption, increased hydrogen peroxide production, and greater sensitivity to mitochondrial stress. However, a mechanistic understanding of the role of XPC in regulating mitochondrial function is still not well established. Here we show that XPC deficiency is associated with increased expression of the tumor suppressor p53, which is accompanied by increased expression of several proteins that participate in important mitochondrial functions. Inhibition of p53 reverses the overexpression of some of these proteins. In addition, treatment with the ETC inhibitor antimycin A induces p53 expression more robustly in the Xpc-/- cells, while treatment with the antioxidant N-acetylcysteine decreases basal H2O2 production, p53 expression and sensitivity to antimycin A treatment. Together, our results support a model in which increased H2O2 production in Xpc-/- causes upregulation of p53 expression and mitochondrial dysfunction

Submitted by Natalia de Souza Gonçalves (natalia.goncalves@ufpe.br) on 2016-09-23T12:27:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Bárbara - Dissertação (1).pdf: 1256778 bytes, checksum: f7860c2ccf9b24ebb97f4ef0f9969fa5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T12:27:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Bárbara - Dissertação (1).pdf: 1256778 bytes, checksum: f7860c2ccf9b24ebb97f4ef0f9969fa5 (MD5) Previous issue date: 2016-03-11 / CNPq / A Entomologia Forense é a aplicação de insetos, ácaros e outros artrópodes em investigações criminais. Na Medicina Legal, sua principal aplicação é na elucidação de crimes violentos. Para tanto, faz-se necessária a correta identificação das espécies, o que, por muitas vezes é uma tarefa difícil, principalmente na fase larval por apresentarem poucas diferenças morfológicas. Tendo em vista esta dificuldade para identificação, o presente trabalho objetivou identificar através de técnicas de biologia molecular espécimes imaturos de dípteros com interesse forense. Foram coletados dípteros imaturos em dez cadáveres decompostos recém-admitidos aos Serviços de Medicina Legal dos estados da Paraíba e Pernambuco. O DNA foi isolado a partir da técnica de extração orgânica. Em seguida, foram realizadas reações de amplificação e sequenciamento de um segmento do gene citocromo B. As sequências foram identificadas através da busca por homologia contra sequências depositadas no GenBank a partir do BLASTn; os grupos monofiléticos foram agrupados através do modelo K2P, conduzidos no programa MEGA e a diversidade genética estimada no DNAsp. Por meio das análises foi possível identificar seis espécies pertencentes a três famílias, estando a espécie Chrysomya albiceps presente em seis cadáveres decompostos; as análises de diversidade genética para C. albiceps revelaram baixo polimorfismo, propondo ausência de barreiras genéticas entre as populações. Conclui-se que o marcador é eficiente para a identificação de espécies, no entanto para diversidade genética faz-se necessária a utilização de marcadores alternativos. / Forensic Entomology is the application of insects, mites and other arthropods in criminal investigations. In Legal Medicine, its main application is in the elucidation of violent crimes. Therefore, the correct identification of the species is needed, which in is often a difficult task, especially in the larval stage when they have little morphological differences. In view of this difficulty in identification, this study aimed to identify, by molecular biology techniques, immature specimens of Diptera with forensic interest. Were collected immature Diptera in ten decomposing corpses newly admitted to the Legal Medicine Services of the states of Paraiba and Pernambuco. DNA was isolated from the organic extraction method with phenol-chloroform. Then, were performed amplification and sequencing reactions in a segment of the cytochrome B gene. The sequences were identified by homology search against sequences deposited in GenBank throught BLASTn; the monophyletic groups were grouped by the K2P model, conducted in the MEGA program and the genetic diversity estimated in DNAsp. Through the analysis was possible to identify six species belonging to three families, being the kind Chrysomya albiceps present in six decomposing corpses; the analysis of genetic diversity for C. albiceps showed low polymorphism, suggesting the absence of genetic barriers between populations. It concludes that the marker is effective for identifying species, however for genetic diversity is necessary the use of alternative markers.