A espécie Bos indicus, particularmente a raça Nelore, é grande maioria no rebanho bovino da região acima do trópico no Brasil. Embora a habilidade desses animais em resistir às doenças parasitárias, condições climáticas e pastagens de baixa qualidade enalteçam a utilização em larga escala desta raça, estes animais não são considerados bons conversores de alimento e, conseqüentemente, precoces em comparação aos seus homólogos Bos taurus. Durante a formação das raças zebuínas brasileiras, houve uma participação das linhas maternas de Bos taurus, que pode ser demonstrada pela contribuição majoritária do genoma mitocondrial desta subespécie. Embora em escala muito menor, estima-se que exista também uma participação destas linhas maternas no genoma nuclear. O objetivo deste trabalho foi iniciar os estudos para estimar esta participação. Para os estudos foram utilizados 104 animais da raça Nelore e 8 animais de diferentes raças européias. Cinco regiões do DNA que produzem fragmentos microssatélites taurus/indicus específicos (HEL1, HEL9, ETH225, ILSTS005 e INRA063) foram amplificadas com a utilização de primers marcados com sondas fluorescentes. Os fragmentos foram submetidos à eletroforese em gel de poliacrilamida desnaturante 6% e visualizados após excitação com laser. No total foram encontrados 23 alelos para os microssatélites analisados o que representa uma média de 4,6±1,82 alelos por locus. Amplificou-se também uma região do DNA satélite 1711b que posteriormente foi digerida com a enzima de restrição Msp I. Verificou-se a existência de três possíveis genótipos entre os animais Nelore mtDNA Bos taurus e mtDNA Bos indicus. Os animais europeus analisados apresentaram sempre o mesmo padrão de restrição. A comparação dos componentes de variância do tamanho dos alelos intra e inter população usando os fragmentos microssatélites permitem a separação dos animais Bos taurus dos animais Nelore, mas não dos Nelore de origem materna distinta. No entanto, a freqüência de alelos indicus específicos nos microssatélites e de padrões de digestão do DNA satélite também indicus específicos sugerem uma participação da ordem de aproximadamente 6% do genoma taurus na população de gado Nelore. / Bos indicus specie, especially Nellore breed is responsible for the majority of Brazilian tropical herd. These animals are notably capable to endure parasite infection as well as hot weather and low quality feed. In one hand this qualities suggest the large scale application of this breed, but in other hand this same breed is well characterized as bad food converter and consequently far from having good precocity status compared with its Bos taurus homologues. It has been reported a matrilineal European participation in Zebu cattle since its introduction in American lands. This hybridization is confirmed by the majority contribution of Bos taurus mtDNA in these animals. Although in a much lower frequency, we hypothesize a Bos taurus cow participation in nuclei genome. The main aim of this work was to give the firsts steps towards the estimation of this participation. A total of 104 Nellore and 8 animals of different European breeds were used for DNA analysis. Five microsatellites fragments (HEL1, HEL9, ETH225, ILSTS005 e INRA063) were amplified applying primers with fluorescent dye. Amplified fragments were used in 6% polyacrilamide electrophoresis and visualized after laser excitation. Overall 23 alleles were detected averaging 4.6±1,82/locus. Variance components of microsatellites allele size comparisons allowed the formation of two clusters separating both subspecies. No significant variation was observed between Nellore with different maternal origins. A satellite 1711b DNA was also amplified and digested with the restriction enzyme Msp I. Three possible genotypes were identified in Nellore animals harboring B. taurus and B. indicus mtDNA. European originated animals always showed the same restriction pattern. Finally B. indicus specific microsatellite allele and satellite 1711b digestion patterns frequency allowed the estimation of 6% of B. taurus contribution in purebred Nellore. These results are discussed in terms of application in cattle genetic improvement.

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.

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.

As tartarugas marinhas são répteis existentes ao longo da costa brasileira, principalmente em áreas de alimentação e anidação. Por possuírem comportamento migratório, estudos ecológicos sobre esses animais são muito difíceis de realizar e muitas questões sobre sua biologia permanecem obscuras. A biologia molecular é uma importante ferramenta, que auxilia os pesquisadores na obtenção de informações valiosas a respeito de estrutura populacional, filogeografia e genealogia de populações naturais. Assim, este trabalho teve como objetivo analisar populações de tartarugas verdes (Chelonia mydas) que freqüentam a região de Cananéia, SP, com base na variedade haplotípica das seqüências gênicas correspondentes ao tRNA-Pro+D-loop do DNA mitocondrial. A área de estudo foi descrita como uma área de alimentação para juvenis de tartarugas verdes, Chelonia mydas, sendo caracterizada pela presença de um estoque misto, composto por animais provenientes de pelo menos seis diferentes áreas de desova analisadas durante quatro anos. A variabilidade haplotípica e nucleotídica é intermediária em relação às demais áreas de alimentação estudadas no Oceano Atlântico, sendo a amostra composta principalmente por indivíduos dos haplótipos CM-08 (63%) e CM-05 (26%). Os demais haplótipos foram relativamente raros, apresentando-se em frequências menores que 5% (CM-01, CM-06, CM-09, CM-10, CM-24, CM-32, CM-36, CM-45). Foi detectada diferença significativa entre as amostras anuais (p < 0.05) e não houve diferença entre as amostras sazonais (p >0.05). Análises indicam que Cananéia encontra-se conectada com as demais áreas de desova e alimentação estudadas no Oceano Atlântico, dependendo destas para o equilíbrio de populações saudáveis e necessitando de atenção, visto o grau atual de ameaça que sofrem. A importância da incorporação de parâmetros ecológicos que contribuam para o entendimento da dinâmica populacional da região, às análises genéticas, é imprescindível para que esses dados sejam validados e tenham utilidade e aplicação direta na proteção das tartarugas marinhas. As informações obtidas através deste trabalho foram utilizadas na elaboração de um documento que será anexado ao plano de manejo do Parque Estadual Ilha do Cardoso e contribuirão para a elaboração do plano de manejo da Área de Proteção Ambiental de Ilha Comprida, de modo que a região de Cananéia seja considerada prioritária na preservação das tartarugas verdes. / The green turtle, Chelonia mydas, is an endangered marine reptile that nests and forages along the Brazilian coast and oceanic islands, among other tropical areas. Due to the highly migratory and oceanic nature of these animals, ecological studies are many times difficult to carry out, and many questions about their biology remain. Molecular genetic analysis is a powerful tool for bridging these gaps, providing valuable information about population structure, phylogeography, and genealogy. This study analyzes mitochondrial DNA sequences (tRNA-Pro + D-loop) from green sea turtles of the Cananéia regional juvenile feeding ground over a four-year period. Significant differences were found between annual samples (p<0.05), however no significant differences were found between seasons (p>0.05). The sample was composed primarily of individuals of haplotypes CM-08 (63%) and CM-05 (26%). All other haplotypes (n = 8) were relative rare, with frequencies lower than 5%. The analysis revealed the area to be a mixed stock, composed of animals drawn from at least six different nesting areas. Because Cananéia is connected to other nesting and feeding grounds throughout the Atlantic Ocean, the health of these populations is interdependent, and threats in one area will likely impact connected sites. This connectivity underscores the importance of understanding regional population dynamics using genetic analysis, with conservation applications. These data will be included in the management plans for the Ilha do Cardoso State Park and the Environmental Protection Area of Ilha Comprida, so that Cananéia will be considered a priority area for the preservation of green sea turtles in Brazil.

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.

A diversidade da seqüência do DNA de oito populações de Octopus cf. vulgaris da costa brasileira e de uma população de Octopus vulgaris proveniente de Portugal foi investigada pelo uso do gene Citocromo oxidase subunidade I (COI) do DNA mitocondrial. Aproximadamente 600 pb do gene COImt foram amplificados por meio dos primers LCO1490 e HCO2198, purificados e seqüenciados. As seqüências foram alinhadas pelo método Clustal W. A árvore filogenética gerada pelo alinhamento das seqüências do COImt revelou dois conjuntos principais, formando clados monofiléticos sustentados por bootstraps superiores a 93%. Um clado contendo os indivíduos provenientes das regiões Sudeste e Sul, similares aos haplótipos de Portugal, que são classificados como Octopus vulgaris, e outro conjunto formado pelos indivíduos coletados em várias localidades das regiões Norte e Nordeste. O nível de diferenciação genética encontrado sugere a presença de duas espécies de Octopus. Quanto à estruturação populacional, os resultados encontrados pelo uso do DNA nuclear e do DNA mitocondrial indicam que as populações estão estruturadas geneticamente. / The diversity of the sequence of the DNA of eight vulgaris populations of Octopus cf. vulgaris of the Brazilian coast and a population of Octopus vulgaris proceeding from Portugal was investigated by the use of the mitochondrial Cytochrome c oxidase subunit I (COI) gene. Approximately 600 bp of the mitochondrial COI gene were amplified by means of primers LCO1490 and HCO2198, purified and sequenced. The sequences were lined up by the ClustalW method. The phylogenetic tree generated by the alignment of the sequences of the COI revealed two main sets, forming monophyletic supported by bootstraps 93%. A clade containing the individuals proceeding from the Southeastern and South regions similar to the haplotypes of Portugal, which are classified as Octopus vulgaris, and another set formed by the individuals collected in several places of the North and Northeast regions. The level of the found genetic differentiation suggests the presence of two species of Octopus. As far as the population structure is concerned, the results found by the use of the nuclear DNA and the mitochondrial DNA indicates that the populations are genetically structured.

O DNA está constantemente exposto a danos causados tanto por agentes endógenos quanto exógenos. Estes podem causar diferentes tipos de lesões incluindo modificações de bases e do açúcar, além de quebras de fitas simples ou duplas. As quebras de duplas fitas, quando comparadas às demais, constituem as mais citotóxicas e podem resultar em deleções no DNA e instabilidade genética. Deleções no DNA mitocondrial (mtDNA) causam diversas doenças e estão envolvidas no processo de envelhecimento. No núcleo, as quebras de duplas fitas no DNA podem ser reparadas por recombinação homóloga (HR), ligação de pontas não homólogas (NHEJ) e anelamento de fita simples (SSA). No entanto, em mitocôndrias de células de mamíferos, o reparo de quebras de duplas fitas ainda não foi completamente caracterizado. Experimentos in vitro usando extratos mitocondriais de células de roedores mostraram que estes são capazes de reparar essas quebras, no entanto pouco é sabido sobre quais proteínas são responsáveis por cada etapa de reparo, bem como sua implicação na manutenção da integridade do genoma mitocondrial. Sendo assim, nesse trabalho investigamos a localização e função mitocondrial das proteínas ATM, Rad51, Rad52, Ku70/86 e DNA-PKCs, que são sabidamente envolvidas em reparo de quebras de duplas fitas no núcleo. Para identificar essas proteínas em mitocôndrias de células de mamíferos, mitocôndrias foram isoladas a partir de células da linhagem HEK293T, usando centrifugação diferencial seguida por gradiente de Percoll. Para as proteínas de recombinação homóloga, ATM e Rad51, imunodetectamos isoformas semelhantes em todos os compartimentos celulares. Já para a proteína Rad52 o mesmo anticorpo imunodetectou duas bandas distintas na mitocôndria ao passo que no núcleo foram quatro. Além disso, verificamos que baixos níveis de proteína Rad52, induzidos pela expressão de shRNA (short hairping RNA) específico, resultam em diminuição do número de cópias de mtDNA bem como acúmulo de deleções no genoma mitocondrial. Para as proteínas de NHEJ, DNA-PKCs e a subunidade Ku70, identificamos isoformas semelhantes em todos os compartimentos celulares. Já para a subunidade 86 do heterodímero Ku70/86 o anticorpo detectou, somente em mitocôndrias, uma banda menor de 50 kDa, a qual difere na região N-terminal da subunidade detectada no núcleo (86 KDa). Experimentos de co-imunprecitação de proteínas mostraram que essa isoforma menor compõe o heterodímero mitocondrial juntamente com a subunidade 70 (mtKu70/50) e que esse interage com DNA ligase III mitocondrial. Nossos resultados também mostraram que a estabilidade proteica de mtKu70/50 é regulada por ATM. Tratamento das células com peróxido de hidrogênio, que induz quebras de duplas fitas, aumentou a associação do heterodímero mtKu70/50 com o mtDNA, de forma independente de aumento da concentração proteica intra-mitocondrial. Já a diminuição dos níveis proteicos de Ku, induzida através de shRNA, resultou em diminuição do número de cópias de mtDNA e acumulo de danos nesse genoma. Extratos mitocondriais de células knockdown para Ku apresentaram menor atividade de reparo NHEJ em um ensaio in vitro, sugerindo que o acúmulo de danos nestas células é provavelmente devido a deficiências na via de NHEJ. Em conjunto, nossos dados sugerem que tanto HR quanto NHEJ operam em mitocôndrias. Além disso, a via de NHEJ mitocondrial utiliza o heterodímero mitocondrial Ku70/50 o qual está envolvido na manutenção do mtDNA. Ademais, nossos resultados mostram uma grande conservação molecular e funcional entre as vias de reparo de NHEJ e HR no núcleo e na mitocôndria, o que reforça sua importância para a manutenção da estabilidade genômica mitocondrial e, provavelmente a função mitocondrial. / DNA is constantly exposed to damaging agents from both endogenous and exogenous sources. These can cause different types of DNA lesions that include base and sugar modifications and single and double strand breaks. DNA doublestrand breaks (DSBs) are among the most cytotoxic DNA lesions, which can result in deletions and genetic instability. Deletions in the mitochondrial DNA (mtDNA) cause numerous human diseases and drive normal aging. DSBs in the nuclear DNA are repaired by non-homologous DNA end joining (NHEJ), homologous recombination (HR) or Single Strand Annealing (SSA). Yet, repair of DSBs in mammalian mitochondria has not been fully characterized. Mitochondrial extracts from rodent cells are proficient in ligating DNA ends in vitro, but little is known about which proteins are responsible for each enzymatic step and its implication in mitochondrial genome maintenance. Thus, we investigated mitochondrial localization and function of DSBR (double strand break repair) proteins ATM, Rad51, Rad52, the Ku70/86 heterodimer and DNA-PKCs.To identify DSBR proteins in mammalian mitochondria, highly purified mitochondria from HEK293T cells were isolated using differential centrifugation followed by Percoll gradient. For HR proteins, we detected similar isoforms for ATM and Rad51 proteins in all cellular compartments. Two mitochondriaspecific isoforms of Rad52 were detected, while the same antibody detected four isoforms in the nucleus. In addition, lower Rad52 protein levels, induced by specific shRNA expression, result in decreased mtDNA copy number and accumulation of deleted mitochondrial genomes. For NHEJ proteins, similar isoforms of DNA-PKcs and the Ku70 subunit were detected in all cellular compartments. On the other hand, antibodies against the Ku86 subunit detected a smaller band in mitochondrial extracts (50 KDa), lacking the N-terminal region of the canonical isoform detected in the nucleus (86 KDa). The mitochondrial Ku70/50 heterodimer interacts with mitochondrial DNA ligase III, suggesting a role in DSBR. Moreover, stability of the mtKu heterodimer is regulated by ATM. Hydrogen peroxide treatment, which induces DSBs, increases mtKu70/50 association with the mtDNA and cells with reduced Ku levels, also induced by shRNA transfection, have lower mtDNA copy number and accumulate mtDNA damage. Moreover, mitochondrial extracts from Ku knockdown cells show lower NHEJ repair activity in an in vitro assay, suggesting that damage accumulation in these cells is likely due to deficiencies in NHEJ. Together, our data suggest that both HR and NHEJ operate in mitochondria. Also, mtNHEJ requires the Ku heterodimer and is involved in mtDNA maintenance. Moreover, our results indicate that there is a significant molecular and functional conservation between NHEJ and HR repair pathways in the nucleus and in mitochondria, which reinforces their importance for maintenance of mitochondrial genomic stability and, likely mitochondrial function.

As tartarugas marinhas são répteis existentes ao longo da costa brasileira, principalmente em áreas de alimentação e anidação. Por possuírem comportamento migratório, estudos ecológicos sobre esses animais são muito difíceis de realizar e muitas questões sobre sua biologia permanecem obscuras. A biologia molecular é uma importante ferramenta, que auxilia os pesquisadores na obtenção de informações valiosas a respeito de estrutura populacional, filogeografia e genealogia de populações naturais. Assim, este trabalho teve como objetivo analisar populações de tartarugas verdes (Chelonia mydas) que freqüentam a região de Cananéia, SP, com base na variedade haplotípica das seqüências gênicas correspondentes ao tRNA-Pro+D-loop do DNA mitocondrial. A área de estudo foi descrita como uma área de alimentação para juvenis de tartarugas verdes, Chelonia mydas, sendo caracterizada pela presença de um estoque misto, composto por animais provenientes de pelo menos seis diferentes áreas de desova analisadas durante quatro anos. A variabilidade haplotípica e nucleotídica é intermediária em relação às demais áreas de alimentação estudadas no Oceano Atlântico, sendo a amostra composta principalmente por indivíduos dos haplótipos CM-08 (63%) e CM-05 (26%). Os demais haplótipos foram relativamente raros, apresentando-se em frequências menores que 5% (CM-01, CM-06, CM-09, CM-10, CM-24, CM-32, CM-36, CM-45). Foi detectada diferença significativa entre as amostras anuais (p < 0.05) e não houve diferença entre as amostras sazonais (p >0.05). Análises indicam que Cananéia encontra-se conectada com as demais áreas de desova e alimentação estudadas no Oceano Atlântico, dependendo destas para o equilíbrio de populações saudáveis e necessitando de atenção, visto o grau atual de ameaça que sofrem. A importância da incorporação de parâmetros ecológicos que contribuam para o entendimento da dinâmica populacional da região, às análises genéticas, é imprescindível para que esses dados sejam validados e tenham utilidade e aplicação direta na proteção das tartarugas marinhas. As informações obtidas através deste trabalho foram utilizadas na elaboração de um documento que será anexado ao plano de manejo do Parque Estadual Ilha do Cardoso e contribuirão para a elaboração do plano de manejo da Área de Proteção Ambiental de Ilha Comprida, de modo que a região de Cananéia seja considerada prioritária na preservação das tartarugas verdes. / The green turtle, Chelonia mydas, is an endangered marine reptile that nests and forages along the Brazilian coast and oceanic islands, among other tropical areas. Due to the highly migratory and oceanic nature of these animals, ecological studies are many times difficult to carry out, and many questions about their biology remain. Molecular genetic analysis is a powerful tool for bridging these gaps, providing valuable information about population structure, phylogeography, and genealogy. This study analyzes mitochondrial DNA sequences (tRNA-Pro + D-loop) from green sea turtles of the Cananéia regional juvenile feeding ground over a four-year period. Significant differences were found between annual samples (p<0.05), however no significant differences were found between seasons (p>0.05). The sample was composed primarily of individuals of haplotypes CM-08 (63%) and CM-05 (26%). All other haplotypes (n = 8) were relative rare, with frequencies lower than 5%. The analysis revealed the area to be a mixed stock, composed of animals drawn from at least six different nesting areas. Because Cananéia is connected to other nesting and feeding grounds throughout the Atlantic Ocean, the health of these populations is interdependent, and threats in one area will likely impact connected sites. This connectivity underscores the importance of understanding regional population dynamics using genetic analysis, with conservation applications. These data will be included in the management plans for the Ilha do Cardoso State Park and the Environmental Protection Area of Ilha Comprida, so that Cananéia will be considered a priority area for the preservation of green sea turtles in Brazil.

Grande parte da flora tropical brasileira é polinizada por abelhas, com destaque àquelas pertencentes à tribo Meliponini (abelhas sem ferrão). A espécie Tetragonisca angustula, conhecida popularmente como jataí, tem sido o alvo principal dos meliponicultores dada a sua abundância, fácil manejo, docilidade e pureza do mel. Contudo as práticas de divisão de ninho nos meliponários podem aumentar a estruturação genética e o isolamento populacional, assim como o endocruzamento. Isso causa a diminuição da heterozigose populacional e da variabilidade genética. Populações naturais desta espécie já foram estudadas, contudo a variabilidade genética de amostras de meliponários ainda não foi avaliada. O objetivo deste trabalho foi analisar a variabilidade genética de Tetragonisca angustula provenientes de nove meliponários, fazendo uma correlação dessa variabilidade com as práticas de meliponicultura. O acesso a variabilidade genética foi realizado por meio da análise de nove lócus de microssatélites e o sequenciamento parcial de dois genes mitocondriais. Um total de 430 indivíduos (um por ninho) foram amostrados em: Pedreira (PED), Amparo (AMP), ambos em São Paulo; Marechal Cândido Rondon (MCR1 e MCR2), São Miguel do Iguaçu (SMI), Santa Helena (SHE1 e SHE2), Entre Rios do Oeste (ERO) e Curitiba (CUR), todos no Paraná. Cem indivíduos (SSB e PNI) coletados na natureza foram usados como controle da variabilidade genética. Os resultados mostraram alta diferenciação genética entre as amostras do Paraná e São Paulo, mas baixa se comparadas \"intra-estado\". Para o DNA mitocondrial (DNAmt) as amostras controle se mostraram diferenciadas em relação aos meliponários. A variabilidade genética nuclear foi alta e a mitocondrial foi baixa para a maioria dos meliponários. Não houve evidências de endocruzamento nos meliponários. A alta variabilidade genética nuclear, ausência de endocruzamento e a baixa diferenciação populacional são explicadas por fluxo gênico através de machos. A moderada diversidade genética mitocondrial em PED e AMP pode ser devido a ausência de práticas de meliponicultura. Em CUR esse mesmo resultado pode ser explicado pelo transporte artificial de colônias para esse meliponário. Para o restante dos meliponários a baixa variabilidade genética mitocondrial pode ser explicada pela prática de divisão de colônias. Esses resultados são importantes para a meliponicultura, pois indicam que as práticas de divisão de ninhos não afetam a variabilidade genética nuclear. Assim os problemas inerentes a baixa variabilidade genética nuclear e a estruturação populacional como endocruzamento e produção de machos diploides são mínimos ou inexistentes. Para isso sugerimos que a implementação do meliponário deva ser feita o mais próximo da mata e o local deve ficar dentro da distribuição da espécie escolhida para garantir o fluxo gênico através de machos / Most of the Brazilian tropical flora is pollinated by bees, especially by those belonging to the tribe Meliponini (stingless bees). Tetragonisca angustula has been aim of Meliponini beekeepers, especially for its well valued honey and easy keeping and abundance. The practices of nest division in meliponaries can increase the genetic structure and population isolation as well as inbreeding, that leads to a decreasing in population heterozygosity and genetic variability. Natural populations of T. angustula have already been studied nonetheless the genetic variability of Meliponaries samples has not been assessed yet. This project aimed to measure the genetic variability of T. angustula maintained in nine meliponaries, correlated it to Meliponini beekeeping practices. The genetic variability will be assessed by nine microsatellite loci analysis and two partial mitochondrial gene sequencing (COI and CytB). A total of 430 individual (one per nest) were sampled in: Pedreira (PED), Amparo (AMP), both in São Paulo state, Marechal Cândido Rondon (MCR1 and MCR2), São Miguel do Iguaçu (SMI), Santa Helena (SHE1 and SHE2), Entre Rios do Oeste (ERO) and Curitiba (CUR), all in Paraná state. A hundred individuals (SSB and PNI) collected from nature were used for comparison. It was found high population differentiation between Paraná and São Paulo samples, but low by \"intra-state\" comparison. High mitochondrial genetic differentiation was found between control samples and meliponaries. The nuclear genetic variability was high and the mitochondrial was low for most of meliponaries. No inbreeding was detected in meliponaries. The high nuclear genetic variability, absence of inbreeding and low population differentiation can be explained by gene flow through males. The moderated mitochondrial genetic diversity in PED and AMP may be related to absence of the Meliponini beekeeping practices. CUR presented the same result that can be explained by artificial transportation of colonies to this meliponary. The low mitochondrial genetic variability detected on rest of the meliponaries may be related to colony division practices. These results are important for meliponiculture, because indicate that colony division practices do not affect the nuclear genetic variability. Thus the issues related to low nuclear genetic variability and population structure as inbreeding and diploid males production are almost absent. For this, we suggest that the meliponary implementation must be done as closest as possible of the forest and this location must be according to geographic distribution of the chosen species, in order to ensure the gene flow through males

Background The inflammatory bowel diseases (IBD) ulcerative colitis (UC) and Crohn's disease (CD) are chronic relapsing inflammatory disorders which have a rising incidence and cause significant morbidity. There are currently several treatment options with many more in the drug pipeline, but there are a lack of accurate biomarkers for decisions on treatment choice, assessment of disease activity and prognostication. There is a growing interest and desire for personalised or 'precision' medicine in IBD where novel biomarkers may help individualise IBD care in terms of diagnosis, choice of therapy, monitoring of response and detection of relapse. One class of functionally active biomarkers which have yet to be thoroughly investigated in IBD is damage-associated molecular patterns (DAMPs) including mitochondrial DNA (mtDNA). It has been recently shown that gut mitochondrial dysfunction can result in loss of epithelial barrier function and the development of colitis. Mitochondrial DAMPs have recently been described as elevated in several inflammatory diseases. Hypothesis The primary hypothesis of this thesis is that circulating levels of mtDNA is elevated in IBD. Secondary hypotheses are: (a) levels of other mitochondrial DAMPs are elevated in IBD, (b) circulating mtDNA can be used as a novel biomarker in IBD and (c) mtDNA is released locally at sites of inflammation in IBD. Methods Plasma and serum were collected prospectively from recruited IBD patients and non-IBD controls. Faeces and colonic tissue were collected from a subset of these patients. mtDNA in serum, plasma and faeces was measured using qPCR (amplifying COXIII/ND2 genes). Mass spectrometry was used to detect mitochondrial formylated peptides in the plasma of a subset of patients. IBD tissue was assessed for (a) mitochondrial damage using transmission electron microscopy (TEM) and (b) TLR9 expression, the target for mtDNA. Results 97 patients with IBD (67 UC and 30 CD), and 40 non-IBD controls were recruited. Plasma mtDNA levels were increased in UC and CD (both p < 0.0001) compared to non-IBD controls; with significant correlations with blood (CRP, albumin, white cell count), clinical and endoscopic markers of severity; and disease activity. In active UC, we detected significantly higher circulating mitochondrial formylated peptides and faecal mtDNA levels (vs. non-IBD controls [p < 0.01 and < 0.0001 respectively]) with demonstrable TEM evidence of intestinal mucosal mitochondrial damage. In active IBD, TLR9+ lamina propria inflammatory cells were significantly higher in UC/CD compared to controls (both p < 0.05). Conclusions Taken together, the findings suggest mtDNA is released during active inflammation in inflammatory bowel disease and is a potential novel mechanistic biomarker.