Thesis (Ph. D.)--University of Missouri--Columbia, 1998. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves: 111-119). Also available on the Internet.

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri--Columbia, 1998. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves: 138-147). Also available on the Internet.

Enzymes and biochemical mechanisms essential to survival are under extreme selective pressure and are highly conserved through evolutionary time. We applied this evolutionary concept to barnacle cement polymerization, a process critical to barnacle fitness that involves aggregation and cross-linking of proteins. The biochemical mechanisms of cement polymerization remain largely unknown. We hypothesized that this process is biochemically similar to blood clotting, a critical physiological response that is also based on aggregation and cross-linking of proteins. Like key elements of vertebrate and invertebrate blood clotting, barnacle cement polymerization was shown to involve proteolytic activation of enzymes and structural precursors, transglutaminase cross-linking and assembly of fibrous proteins. Proteolytic activation of structural proteins maximizes the potential for bonding interactions with other proteins and with the surface. Transglutaminase cross-linking reinforces cement integrity. Remarkably, epitopes and sequences homologous to bovine trypsin and human transglutaminase were identified in barnacle cement with tandem mass spectrometry and/or western blotting. Akin to blood clotting, the peptides generated during proteolytic activation functioned as signal molecules, linking a molecular level event (protein aggregation) to a behavioral response (barnacle larval settlement). Our results draw attention to a highly conserved protein polymerization mechanism and shed light on a long-standing biochemical puzzle. We suggest that barnacle cement polymerization is a specialized form of wound healing. The polymerization mechanism common between barnacle cement and blood may be a theme for many marine animal glues. / Dissertation

Blastocladiella emersonii é um fungo aquático da classe dos quitridiomicetos, notável pelas mudanças morfogenéticas que ocorrem durante o seu ciclo de vida. Neste trabalho isolamos 8.495 seqüências expressas (ESTs) deste fungo, que representam 3.226 seqüências únicas putativas. Destas seqüências, 37% foram classificadas segundo o processo biológico onde estariam envolvidas, de acordo com o sistema de anotação do Gene Ontology (GO). Analisamos os perfis de expressão in silico das ESTs usando estatística Bayesiana e os resultados obtidos foram validados por Northern blot para sete perfis de expressão selecionados. Pudemos encontrar boa correlação entre vários padrões de expressão e determinados processos biológicos. Foram selecionadas algumas seqüências potencialmente envolvidas com a esporulação do fungo para melhor caracterização. Analisamos a expressão de dois genes codificando centrinas (BeCenl e BeCen2) pertencentes a subfamílias distintas. Centrinas são proteínas ligantes de cálcio envolvidas em diferentes processos como o direcionamento do aparelho flagelar e a duplicação dos centros organizadores de microtúbulos (MTOCs). Observamos que os níveis da proteína BeCenl, que não havia sido descrita em fungos, apresentam um máximo aos 150 min da esporulação, defasado do pico de expressão do seu mRNA que ocorre aos 90 min deste estágio. A proteína BeCen2 está presente em níveis constantes durante todo a ciclo de vida do fungo, embora o seu mRNA apresente um pico de expressão aos 120 min da esporulação. Experimentos de imunofluorescência localizaram a proteína BeCenl no citoplasma e no corpo basal do zoósporo. Estes dados sugerem que BeCenl atue na re-orientação e movimento dos corpos basais e BeCen2 na duplicação dos MTOCs. Investigamos também a expressão de dois genes codificando proteína-quinases dependentes de ciclina putativas (BeCdkl e BeCdk2). Apenas uma Cdk (Cdkl) foi descrita em fungos como diretamente envolvida no controle do ciclo celular. Ambos os genes apresentam expressão diferencial, com níveis máximos de mRNA para os dois casos aos 90 min da esporulação. Por outro lado, a proteína BeCdkl está presente durante todo o ciclo de vida do fungo e foi localizada no núcleo e no capacete nuclear dos zoósporos. Um transportador putativo de hexose (Bemst) foi também analisado, com base na regulação por glicose de genes envolvidos com o ciclo celular observada em eucariotos. Verificou-se que os níveis do mRNA de Bemst diminuem drasticamente durante a esporulação, mas glicose ou outras hexoses não afetaram a expressão de Bemst. / Blastocladiella emersonii is an aquatic fungus that belongs to the class of chytridiomycetes, notable for the morphogenetic processes which occur during its life cycle. In this work we have isolated 8,495 expressed sequence tags (ESTs) from this fungus, representing 3,226 putative unigenes. From these unigenes, 37% were classified into a biological process, as a result of Gene Ontology (GO) annotation. Furthermore, we analyzed the expression profile in silico of each transcript using Bayesian Statistics and seven of these profiles were validated by Northern blot analysis. In addition, we found a good correlation between several of these expression patterns and certain biological processes. Some ESTs potentially involved in the sporulation of the fungus were selected to be further characterized. We analyzed the expression of two genes encoding two centrins (BeCenl and BeCen2) of distinct subfamilies. Centrins are calcium-binding proteins involved in different processes such as basal body orientation and duplication of the microtubuleorganizing centers (MTOCs). The amount of BeCenl, a centrin ortholog not previously described in fungi, presents a maximum at 150 min of sporulation, whereas the peak of its mRNA occurs at 90 min of this stage. Protein BeCen2 presents constant levels during the entire life cycle of the fungus, even though its mRNA shows a peak of expression at 120 min of sporulation. In addition, immunofluorescent studies localized BeCenl in the cytoplasm and the basal body of zoospores. These results suggest that BeCenl plays a role in re-orientation and movement of basal bodies and BeCen2 in MTOCs duplication. We also investigated the expression of two genes encoding putative cyclin-dependent protein kinases (BeCdkl and BeCdk2). Only one type of Cdk (Cdkl) directly involved in cell cycle control has been described in other fungi. Both genes were found to be differentially expressed, with maximum mRNA levels being detected in either case at 90 min of sporulation. In contrast, BeCdk1 is present throughout the life cycle of the fungus and was immunolocalized in the nuc1eus and the nuclear cap of zoospores. A putative hexose transporter (Bemst) was also investigated, taking into account the regulation by glucose of cell cycle controlled genes in eukaryotes. We found that Bemst mRNA levels decrease drastically during sporulation, but glucose and other hexoses had no effect on Bemst expression.

Este trabalho demonstrou a construção de minibibliotecas de \"Expressed Sequence Tags\" (EST) com o uso de RT-PCR de baixa estringencia e \"primer\" consenso-degenerado. Através do estudo de parâmetros críticos como concentração de sais, temperatura e velocidade de ciclagem, composição dos \"primers\" e qualidade do RNA mensageiro, foi possível padronizar um protocolo. Tal protocolo permitiu um aumento do numero de seqüências por minibiblioteca em relação a protocolos similares existentes na literatura (Dias neto et al., 1997 e 2000) sem perda de características desejáveis como amplificação preferencial do centro dos genes e nomalização das mensagens. As seqüências produzidas levaram a um significativo aumento das seqüências de EST de S. mansoni disponíveis publicamente e permitiu a detecção da existência de novos fragmentos de genes expressos na fase adulta do parasita. Neste trabalho também clonamos uma apirase de S. mansoni cuja a seqüência não havia sido descrita anteriormente. O gene possui cerca de 2,7 mil pares de bases e codifica para uma proteína de 544 aminoácidos. Esta foi expressa em sistema heterologo e utilizada para obtenção de anticorpos policlonais contra esta proteína. Utilizando estes anticorpos foi possível detectar a proteína no tegumento do parasita. / This work demonstrates the construction of EST minilibraries employing low stringency RT-PCR and consensus-degenerate primers. Through the study of critical parameters such as salt concentration, cycling temperature and ramp speed, composition of primers and quality of messenger RNA a standard protocol was obtained. Such protocol allowed an increase in the number of sequences per minilibrary in relation to similar protocols in the literature (Dias Neto et al., 1997 and 2000) without no loss in desirable characteristics such as preferential amplification of the central portion of messages and normalization of messages. The sequences produced allowed a significant increase in the publicly available EST sequences of S. mansoni and permitted discovery of new gene fragments expressed in adult stage of the life cycle of the parasite. In this work we also cloned an apyrase of S. mansoni whose sequence had never been described previously. The gene has about 2.7 kilobases and codes for a protein of 544 aminoacids. This protein was expressed in a heterologous system and was used for production of a polyclonal antibody. This antibody was used for detection of this protein in the tegument of the parasite.

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri--Columbia, 1998. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves: 215-225). Also available on the Internet.

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri--Columbia, 1998. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves : 325-355). Also available on the Internet.

Este trabalho demonstrou a construção de minibibliotecas de \"Expressed Sequence Tags\" (EST) com o uso de RT-PCR de baixa estringencia e \"primer\" consenso-degenerado. Através do estudo de parâmetros críticos como concentração de sais, temperatura e velocidade de ciclagem, composição dos \"primers\" e qualidade do RNA mensageiro, foi possível padronizar um protocolo. Tal protocolo permitiu um aumento do numero de seqüências por minibiblioteca em relação a protocolos similares existentes na literatura (Dias neto et al., 1997 e 2000) sem perda de características desejáveis como amplificação preferencial do centro dos genes e nomalização das mensagens. As seqüências produzidas levaram a um significativo aumento das seqüências de EST de S. mansoni disponíveis publicamente e permitiu a detecção da existência de novos fragmentos de genes expressos na fase adulta do parasita. Neste trabalho também clonamos uma apirase de S. mansoni cuja a seqüência não havia sido descrita anteriormente. O gene possui cerca de 2,7 mil pares de bases e codifica para uma proteína de 544 aminoácidos. Esta foi expressa em sistema heterologo e utilizada para obtenção de anticorpos policlonais contra esta proteína. Utilizando estes anticorpos foi possível detectar a proteína no tegumento do parasita. / This work demonstrates the construction of EST minilibraries employing low stringency RT-PCR and consensus-degenerate primers. Through the study of critical parameters such as salt concentration, cycling temperature and ramp speed, composition of primers and quality of messenger RNA a standard protocol was obtained. Such protocol allowed an increase in the number of sequences per minilibrary in relation to similar protocols in the literature (Dias Neto et al., 1997 and 2000) without no loss in desirable characteristics such as preferential amplification of the central portion of messages and normalization of messages. The sequences produced allowed a significant increase in the publicly available EST sequences of S. mansoni and permitted discovery of new gene fragments expressed in adult stage of the life cycle of the parasite. In this work we also cloned an apyrase of S. mansoni whose sequence had never been described previously. The gene has about 2.7 kilobases and codes for a protein of 544 aminoacids. This protein was expressed in a heterologous system and was used for production of a polyclonal antibody. This antibody was used for detection of this protein in the tegument of the parasite.

Blastocladiella emersonii é um fungo aquático da classe dos quitridiomicetos, notável pelas mudanças morfogenéticas que ocorrem durante o seu ciclo de vida. Neste trabalho isolamos 8.495 seqüências expressas (ESTs) deste fungo, que representam 3.226 seqüências únicas putativas. Destas seqüências, 37% foram classificadas segundo o processo biológico onde estariam envolvidas, de acordo com o sistema de anotação do Gene Ontology (GO). Analisamos os perfis de expressão in silico das ESTs usando estatística Bayesiana e os resultados obtidos foram validados por Northern blot para sete perfis de expressão selecionados. Pudemos encontrar boa correlação entre vários padrões de expressão e determinados processos biológicos. Foram selecionadas algumas seqüências potencialmente envolvidas com a esporulação do fungo para melhor caracterização. Analisamos a expressão de dois genes codificando centrinas (BeCenl e BeCen2) pertencentes a subfamílias distintas. Centrinas são proteínas ligantes de cálcio envolvidas em diferentes processos como o direcionamento do aparelho flagelar e a duplicação dos centros organizadores de microtúbulos (MTOCs). Observamos que os níveis da proteína BeCenl, que não havia sido descrita em fungos, apresentam um máximo aos 150 min da esporulação, defasado do pico de expressão do seu mRNA que ocorre aos 90 min deste estágio. A proteína BeCen2 está presente em níveis constantes durante todo a ciclo de vida do fungo, embora o seu mRNA apresente um pico de expressão aos 120 min da esporulação. Experimentos de imunofluorescência localizaram a proteína BeCenl no citoplasma e no corpo basal do zoósporo. Estes dados sugerem que BeCenl atue na re-orientação e movimento dos corpos basais e BeCen2 na duplicação dos MTOCs. Investigamos também a expressão de dois genes codificando proteína-quinases dependentes de ciclina putativas (BeCdkl e BeCdk2). Apenas uma Cdk (Cdkl) foi descrita em fungos como diretamente envolvida no controle do ciclo celular. Ambos os genes apresentam expressão diferencial, com níveis máximos de mRNA para os dois casos aos 90 min da esporulação. Por outro lado, a proteína BeCdkl está presente durante todo o ciclo de vida do fungo e foi localizada no núcleo e no capacete nuclear dos zoósporos. Um transportador putativo de hexose (Bemst) foi também analisado, com base na regulação por glicose de genes envolvidos com o ciclo celular observada em eucariotos. Verificou-se que os níveis do mRNA de Bemst diminuem drasticamente durante a esporulação, mas glicose ou outras hexoses não afetaram a expressão de Bemst. / Blastocladiella emersonii is an aquatic fungus that belongs to the class of chytridiomycetes, notable for the morphogenetic processes which occur during its life cycle. In this work we have isolated 8,495 expressed sequence tags (ESTs) from this fungus, representing 3,226 putative unigenes. From these unigenes, 37% were classified into a biological process, as a result of Gene Ontology (GO) annotation. Furthermore, we analyzed the expression profile in silico of each transcript using Bayesian Statistics and seven of these profiles were validated by Northern blot analysis. In addition, we found a good correlation between several of these expression patterns and certain biological processes. Some ESTs potentially involved in the sporulation of the fungus were selected to be further characterized. We analyzed the expression of two genes encoding two centrins (BeCenl and BeCen2) of distinct subfamilies. Centrins are calcium-binding proteins involved in different processes such as basal body orientation and duplication of the microtubuleorganizing centers (MTOCs). The amount of BeCenl, a centrin ortholog not previously described in fungi, presents a maximum at 150 min of sporulation, whereas the peak of its mRNA occurs at 90 min of this stage. Protein BeCen2 presents constant levels during the entire life cycle of the fungus, even though its mRNA shows a peak of expression at 120 min of sporulation. In addition, immunofluorescent studies localized BeCenl in the cytoplasm and the basal body of zoospores. These results suggest that BeCenl plays a role in re-orientation and movement of basal bodies and BeCen2 in MTOCs duplication. We also investigated the expression of two genes encoding putative cyclin-dependent protein kinases (BeCdkl and BeCdk2). Only one type of Cdk (Cdkl) directly involved in cell cycle control has been described in other fungi. Both genes were found to be differentially expressed, with maximum mRNA levels being detected in either case at 90 min of sporulation. In contrast, BeCdk1 is present throughout the life cycle of the fungus and was immunolocalized in the nuc1eus and the nuclear cap of zoospores. A putative hexose transporter (Bemst) was also investigated, taking into account the regulation by glucose of cell cycle controlled genes in eukaryotes. We found that Bemst mRNA levels decrease drastically during sporulation, but glucose and other hexoses had no effect on Bemst expression.

Myelodysplastic syndromes (MDS) are hematopoietic stem cell disorders that often progress to chemotherapy-resistant secondary acute myeloid leukemia (sAML). We used whole-genome sequencing to perform an unbiased comprehensive screen to discover the somatic mutations in a sample from an individual with sAML and genotyped the loci containing these mutations in the matched MDS sample. Here we show that a missense mutation affecting the serine at codon 34 (Ser34) in U2AF1 was recurrently present in 13 out of 150 (8.7%) subjects with de novo MDS, and we found suggestive evidence of an increased risk of progression to sAML associated with this mutation. U2AF1 is a U2 auxiliary factor protein that recognizes the AG splice acceptor dinucleotide at the 3' end of introns, and the alterations in U2AF1 are located in highly conserved zinc fingers of this protein. Mutant U2AF1 promotes enhanced splicing and exon skipping in reporter assays in vitro. This previously unidentified, recurrent mutation in U2AF1 implicates altered pre-mRNA splicing as a potential mechanism for MDS pathogenesis.