Os transtornos do espectro autista (TEA) são caracterizados por dificuldades na interação social e na comunicação, interesses restritos e comportamentos estereotipados. Trata-se de doença complexa, podendo estar relacionada a fatores ambientais, genéticos ou a ambos. A heterogeneidade genética dos TEA pode ser explicada pela presença de variantes raras patogênicas únicas (modelo monogênico) bem como pela combinação de alelos raros (modelo oligogênico) ou ainda pela combinação de alelos comuns de baixo risco (poligênicos). Há um esforço mundial na tentativa de se identificar variantes que conferem risco e, nos últimos anos, a identificação de variantes raras tem sido mais bem sucedida. As estimativas indicam que 10% dos indivíduos dentro do espectro do autismo possuem uma síndrome de padrão de herança mendeliana dentre elas a síndrome do cromossomo X frágil cujo mecanismo molecular se explica pela mutação completa no gene FMR1. A partir dos anos 2000 aproximadamente, alguns trabalhos na literatura sugeriram que a pré-mutação do gene FMR1, associada à síndrome do tremor e ataxia e a insuficiência ovariana primária associada ao X frágil (FXTAS e FXPOI), pudesse estar relacionada ao TEA. Essa ligação, no entanto é incerta, sendo por isso, o foco deste trabalho. Para tanto, foi realizada uma revisão bibliográfica buscando dados na literatura que comparassem pacientes portadores da pré-mutação com controles quanto à manifestação dos TEA. Foi levantada a frequência de portadores da pré- mutação no gene FMR1 entre 1056 probandos do grupo de pesquisas em transtornos do espectro autista do Centro de Pesquisas sobre o Genoma Humano e Células Tronco. Nesses pacientes foram também realizados exames complementares. Efetuou-se também um levantamento de eventuais casos de TEA entre os portadores da pré-mutação em outra casuística, composta de famílias de afetados pela síndrome do X frágil, no laboratório de genética humana do Departamento de Biologia Evolutiva - Instituto de Biociências - USP O primeiro levantamento revelou uma frequência de 0.19% de pré-mutados na casuística composta por pacientes com TEA (2:1055), semelhante à da população em geral. O segundo levantamento não revelou nenhum paciente com TEA entre os pré- mutados. Além disso, os dois pacientes pré-mutados na primeira casuística são portadores de uma CNV patogênica. Este estudo não apóia, portanto, uma relação causal entre TEA e a pré-mutação do gene FMR1 / Autism spectrum disorders (ASDs) are characterized by impairments in social interaction and comunication as well as restricted interests and stereotyped behaviors. ASD is a complex disease that may be related to environmental factors, genetic factors or both. Genetic heterogeneity in ASD may be explained by rare pathogenic variants (monogenic model), by a combination of rare alleles (oligogenic model) or by other combinations of low-impact common alleles (polygenic model). Researchers are working to identify risk variants and have been more successful in finding rare variants in recent years. Monogenic disorders (Mendelian disorders), such as fragile X syndrome, are found in 10% of ASD patients. Fragile X syndrome is caused by full mutation in the FMR1 gene and account for a fraction of ASD cases. FMR1 premutation is related to two different conditions: fragile X-associated tremor/ataxia syndrome (FRAXTAS) and fragile X-associated primary ovarian insufficiency (FXPOI). In the last two decades some researchers have associated premutation with behavior problems. However the association between premutation and ASD remains unclear and thus it was the focus of this investigation. This study includes an extensive review of articles that compare ASD manifestations in premutation carriers and controls. The study also estimated the premutation frequency in 1056 male patients from the ASD cohort at the Human Genome and Stem Cell Research Center. Complementary tests were performed on these patients to rule out any other genetic alterations that could explain clinical presentations of ASD. Moreover, a survey was performed of possible ASD cases among premutation males from fragile X families in the database of the Human Genetics Laboratory at the Biology Department of the Biosciences Institute. A frequency of 0.19% of premutation carriers was detected in the sample of ASD patients(2:1055), which is similar to the general population. No ASD patients were detected among the premutated males. Furthermore the two pre-mutated patients in the first sample harbored a pathogenic CNV. Therefore this study do not support an association between the FMR1 premutation and ASD

Expansion of the CGG repeat region of the FMR1 gene from less than 45 repeats to between 55 and 200 repeats is known as the FMR1 premutation. Carriers of the FMR1 premutation may develop a neurodegenerative disease called fragile X-associated tremor/ataxia syndrome (FXTAS), which involves progressive symptoms of tremor, ataxia and cognitive decline. Evidence also suggests that premutation carriers experience other psychiatric difficulties throughout their lifespan. The present study aimed to investigate and delineate neurodegenerative and neurodevelopmental aspects of the premutation utilising primarily fMRI, clinical assessments and molecular measurements in 17 premutation carrier participants and 17 age-matched control participants, aged between 20 and 70 years. The functional imaging protocol included a motor task and an emotional processing task. A battery of clinical and neuropsychological tests outside of the scanner and blood-based measurements of FMR1 CGG repeat length, FMRP levels and FMR1 mRNA levels were also carried out. In the motor task, premutation carriers demonstrated significantly less cerebellar activation than controls during sequential versus random finger tapping (FWEcorr < 0.001). In addition, there was a significant age by group interaction in the hippocampus, inferior parietal cortex and temporal cortex originating from a more negative relationship between brain activation and age in the carrier group compared to the controls (FWEcorr < 0.001). Quantative real-time PCR analysis revealed that mean age-matched FMR1 mRNA levels display a trend towards being higher in carriers and clinical testing of motor skills additionally showed significantly worse tremor and co-ordination scores in non-FXTAS carriers. No significant associations were seen between these measurements and neuroimaging data. During the emotional processing task, carriers exhibited significantly lower activation compared to controls (FWEcorr < 0.001) at the bilateral superior parietal lobe, bilateral Brodmann Area (BA) 17 (V1), right intraparietal area and right BA18 (V2) when comparing high arousal and low arousal conditions. Group by age interaction analyses indicated no significant between group differences at a whole brain level. Clinical assessment revealed that carriers displayed significantly worse symptoms of obsessive-compulsiveness, anxiety, global severity of psychiatric symptoms, facial emotion recognition and autistic traits compared to controls and FMRP levels were comparable between groups. No significant associations were seen between these measurements and neuroimaging data. Here, we present for the first time functional imaging-based evidence for early movement-related neurodegeneration in Fragile X premutation carriers. These changes pre-exist the diagnosis of FXTAS and are greatest in older carriers suggesting that they may be indicative of FXTAS vulnerability. Additionally, we show significantly altered emotional processing at neuropsychological, clinical and functional neuroimaging levels in carriers compared to controls, which appear to display stability over age. Overall, we present new evidence in keeping with possible neurodegenerative and neurodevelopmental traits in FMR1 premutation carriers.

Os transtornos do espectro autista (TEA) são caracterizados por dificuldades na interação social e na comunicação, interesses restritos e comportamentos estereotipados. Trata-se de doença complexa, podendo estar relacionada a fatores ambientais, genéticos ou a ambos. A heterogeneidade genética dos TEA pode ser explicada pela presença de variantes raras patogênicas únicas (modelo monogênico) bem como pela combinação de alelos raros (modelo oligogênico) ou ainda pela combinação de alelos comuns de baixo risco (poligênicos). Há um esforço mundial na tentativa de se identificar variantes que conferem risco e, nos últimos anos, a identificação de variantes raras tem sido mais bem sucedida. As estimativas indicam que 10% dos indivíduos dentro do espectro do autismo possuem uma síndrome de padrão de herança mendeliana dentre elas a síndrome do cromossomo X frágil cujo mecanismo molecular se explica pela mutação completa no gene FMR1. A partir dos anos 2000 aproximadamente, alguns trabalhos na literatura sugeriram que a pré-mutação do gene FMR1, associada à síndrome do tremor e ataxia e a insuficiência ovariana primária associada ao X frágil (FXTAS e FXPOI), pudesse estar relacionada ao TEA. Essa ligação, no entanto é incerta, sendo por isso, o foco deste trabalho. Para tanto, foi realizada uma revisão bibliográfica buscando dados na literatura que comparassem pacientes portadores da pré-mutação com controles quanto à manifestação dos TEA. Foi levantada a frequência de portadores da pré- mutação no gene FMR1 entre 1056 probandos do grupo de pesquisas em transtornos do espectro autista do Centro de Pesquisas sobre o Genoma Humano e Células Tronco. Nesses pacientes foram também realizados exames complementares. Efetuou-se também um levantamento de eventuais casos de TEA entre os portadores da pré-mutação em outra casuística, composta de famílias de afetados pela síndrome do X frágil, no laboratório de genética humana do Departamento de Biologia Evolutiva - Instituto de Biociências - USP O primeiro levantamento revelou uma frequência de 0.19% de pré-mutados na casuística composta por pacientes com TEA (2:1055), semelhante à da população em geral. O segundo levantamento não revelou nenhum paciente com TEA entre os pré- mutados. Além disso, os dois pacientes pré-mutados na primeira casuística são portadores de uma CNV patogênica. Este estudo não apóia, portanto, uma relação causal entre TEA e a pré-mutação do gene FMR1 / Autism spectrum disorders (ASDs) are characterized by impairments in social interaction and comunication as well as restricted interests and stereotyped behaviors. ASD is a complex disease that may be related to environmental factors, genetic factors or both. Genetic heterogeneity in ASD may be explained by rare pathogenic variants (monogenic model), by a combination of rare alleles (oligogenic model) or by other combinations of low-impact common alleles (polygenic model). Researchers are working to identify risk variants and have been more successful in finding rare variants in recent years. Monogenic disorders (Mendelian disorders), such as fragile X syndrome, are found in 10% of ASD patients. Fragile X syndrome is caused by full mutation in the FMR1 gene and account for a fraction of ASD cases. FMR1 premutation is related to two different conditions: fragile X-associated tremor/ataxia syndrome (FRAXTAS) and fragile X-associated primary ovarian insufficiency (FXPOI). In the last two decades some researchers have associated premutation with behavior problems. However the association between premutation and ASD remains unclear and thus it was the focus of this investigation. This study includes an extensive review of articles that compare ASD manifestations in premutation carriers and controls. The study also estimated the premutation frequency in 1056 male patients from the ASD cohort at the Human Genome and Stem Cell Research Center. Complementary tests were performed on these patients to rule out any other genetic alterations that could explain clinical presentations of ASD. Moreover, a survey was performed of possible ASD cases among premutation males from fragile X families in the database of the Human Genetics Laboratory at the Biology Department of the Biosciences Institute. A frequency of 0.19% of premutation carriers was detected in the sample of ASD patients(2:1055), which is similar to the general population. No ASD patients were detected among the premutated males. Furthermore the two pre-mutated patients in the first sample harbored a pathogenic CNV. Therefore this study do not support an association between the FMR1 premutation and ASD

Este estudo teve como objetivo geral a análise do gene FMR1 (Fragile X Mental Retardation gene 1) quanto a sua relação com a insuficiência ovariana primária (Fragile X-related Primary Ovarian Insufficiency, FXPOI). No Capítulo I, apresentamos revisão da literatura sobre FXPOI. A pré-mutação do gene FMR1 constitui a mais frequente causa genética de predisposição para menopausa precoce e entre os casos familiais, cerca de 10% estão associados à pré-mutação do gene FMR1. Entretanto, pouco se conhece sobre a expressão do gene no ovário de mamíferos e os mecanismos pelos quais a pré-mutação causa POI permanecem desconhecidos. O Capítulo II apresenta os resultados do estudo da expressão do gene FMR1 nos ovários adultos, humano e murino. As enormes dificuldades inerentes à obtenção e ao estudo de células germinativas femininas nos levaram a estudar células da granulosa humana (HGC), que são de fácil obtenção, como subprodutos de procedimentos de fertilização in vitro. Também estudamos a expressão do Fmr1 em células da granulosa de camundongos da linhagem CD1 (MGC), coletadas nos ovidutos, após estimulação da ovulação. As células da granulosa interagem intensamente com os ovócitos durante a foliculogênese, transmitindo sinais através do ovário e apoiando o crescimento e a maturação dos ovócitos durante as últimas fases do crescimento folicular. É, portanto, possível que alterações celulares induzidas pela pré-mutação do gene FMR1 nas HGC afetem o crescimento folicular, a taxa de ovulação e a fecundidade. Padronizamos os protocolos de isolamento e de cultivo das HGC do fluido folicular e confirmamos a origem das células isoladas pela expressão de marcadores de HGC, por RT-PCR, e pela natureza lipídica dos grânulos citoplasmáticos, pela coloração com o corante lipofílico DiI. Demonstramos, por RT-PCR que as HGC isoladas do líquido folicular expressam o mRNA do FMR1. Em camundongos, também por RT-PCR, evidenciamos a expressão do mRNA do Fmr1 em ovócitos e nas MGC, coletados do oviduto após hiper-estimulação da ovulação. Por hibridação in situ de RNA em HCG cultivadas, detectamos o mRNA do FMR1 disperso no citoplasma e no núcleo, concentrado em regiões cujas características indicaram ser nucléolos. Essa mesma distribuição foi observada em fibroblastos cultivados. Essa provável localização nucleolar sugere que o transcrito do FMR1, nessas células, constitua ribonucleoproteínas mensageiras, para seu direcionamento do nucléolo para sítios citoplasmáticos específicos, onde ocorre sua tradução. Verificamos, por Western blotting, que as HGC expressam, em níveis elevados, isoformas da FMRP, com massa molecular entre 60 e 95 kDa. Determinamos a localização subcelular da FMRP nas HGC e da Fmrp nas MGC, por imunocoloração. Os sinais de hibridação foram visualizados dispersos, em grânulos finos, no citoplasma das HGC e das MGC, de maneira semelhante ao padrão de distribuição da proteína em neurônios. Nos filopódios das MGC, observamos marcação concentrada em alguns pontos, de forma semelhante ao padrão, previamente descrito, de distribuição da Fmrp em espinhas dendríticas de neurônios de hipocampo de rato, constituindo grânulos de RNA, que promovem o transporte de mRNA e controlam a tradução. O padrão de distribuição semelhante entre neurônios e MGC pode refletir similaridade da função da Fmrp nos dois tecidos. A indução de estresse oxidativo nas HGC por tratamento com arsenito sódico, levou a proteína a deixar de ter distribuição citoplasmática difusa e passar a fazer parte de grânulos de estresse perinucleares, colocalizando-se com TIA-1, marcador dessas estruturas. Resultados semelhantes foram anteriormente obtidos em células HeLa e no hipocampo de rato. Esses resultados apoiam a hipótese de que a FMRP participa do mecanismo transitório de parada da tradução após estresse. No Capítulo III, descrevemos nossas tentativas para obtenção de linhagem de células tronco embrionárias (ESC) de camundongo knockin (KI) quanto a pré-mutação do gene Fmr1. Para a obtenção de embriões KI, fêmeas selvagens (WT; linhagem C57) foram cruzadas com machos KI (linhagem C57/BL6) e fêmeas KI foram cruzadas com machos WT. Pretendíamos comparar a expressão do gene Fmr1 na linhagem de ESC KI e linhagem de ESC WT, inclusive durante a diferenciação Não tivemos sucesso, o que pode ser atribuído às dificuldades inerentes à obtenção de ESC. No acompanhamento dos primeiros quatro dias do desenvolvimento in vitro dos embriões, alterações de clivagem e parada de desenvolvimento foram mais frequentemente observadas nos embriões obtidos de fêmeas KI. Entretanto as taxas médias de sobrevivência de ovócitos para blastocistos e de embriões com 8 a 16 células para blastocistos não diferiram estatisticamente entre as fêmeas KI e selvagens; a grande variabilidade entre o número de blastocistos obtidos por fêmea e o pequeno número delas nos grupos KI (seis) e selvagem (sete) indicam que esses resultados devem ser interpretados com cautela. A análise da proteína Fmrp nos blastocistos, por imunocoloração, mostrou distribuição provavelmente citoplasmática, com padrão granular de marcação, sendo as granulações mais frequentes nos blastocistos de fêmeas WT, porém mais grosseiras nos blastocistos de fêmeas KI. Esse conjunto de dados é sugestivo de efeito da pré-mutação do gene Fmr1 em fêmea murina sobre o início do desenvolvimento de seus embriões. Esse aspecto necessita investigação mais aprofundada / This study aimed at investigating the FMR1 gene (Fragile X Mental Retardation gene 1), regarding its relationship with primary ovarian insufficiency (Fragile X-related Primary Ovarian Insufficiency, FXPOI). In Chapter I, we present a literature review on FXPOI. The FMR1 premutation is the most frequent genetic cause of predisposition to premature ovary insufficiency (POI) and, among the POI familial cases, about 10% are associated with the FMR1 gene premutation. However, little is known about the gene expression in the mammal ovary, and the mechanisms by which the premutation causes POI remain unknown. Chapter II presents the study of the FMR1 gene expression in the human and murine adult ovaries. The enormous difficulties inherent in obtaining and studying female germ cells led us to study human granulosa cells (HGC), which are easily obtained as byproducts of in vitro fertilization procedures. We also studied the FMR1 expression in granulosa cells of mice of the CD1 strain (MGC), collected from the oviducts after ovulation induction. Granulosa cells interact functionally with oocytes during folliculogenesis, transmitting signals through the ovary and supporting growth and maturation of oocytes during the later stages of follicular growth. It is, therefore, possible that cellular changes induced by the FMR1 premutation in HGCs affect follicular growth, ovulation rate and fecundity. We standardized protocols for isolation and culture of HGCs obtained from follicular fluid and confirmed the origin of the isolated cells by the expression of HGC markers, using RT-PCR, and by the lipid nature of the cytoplasmic granules, as demonstrated by the staining with the lipophilic dye DiI. We demonstrated, by RT-PCR, that HGCs isolated from follicular fluid express the FMR1 mRNA. In mice, also by RT-PCR, we detected the Fmr1 mRNA in oocytes and in the MGCs, collected from the oviduct after ovulation hyperstimulation. Using RNA in situ hybridization on cultured HCGs, we detected the FMR1 mRNA dispersed in the cytoplasm and, in the nucleus, concentrated in regions whose features indicated to be nucleoli. This same distribution was observed in cultured fibroblasts. This probable nucleolar localization of the FMR1 transcript in these cells suggests that it constitutes messenger ribonucleoproteins for further targeting to specific cytoplasmic sites where translation occurs. We verified, by Western blotting, that HGCs express high levels of the main FMRP isoforms, with molecular mass between 60 and 95 kDa. We determined the FMRP subcellular localization in HGCs and that of Fmrp in MGCs, by immunostaining. The hybridization signals were seen scattered in fine granules in the cytoplasm of both HGCs and MGCs, in a pattern of distribution similar to that observed in neurons. In the MGC filopodia, the protein labeling was concentrated at some sites, similar to the previously described pattern of Fmrp distribution in neuronal dendritic spines of rat hippocampus, where it is part of RNA granules, promoting mRNA transport and translation control. The similar distribution pattern between neurons and MGC may reflect the similarity of FMRP function in both tissues. The induction of oxidative stress in the HGC by treatment with sodium arsenite led the protein to leave its diffuse cytoplasmic distribution to become part of perinuclear stress granules, co-localized with TIA-1, a marker of these structures. Similar results were previously obtained in HeLa cells and in rat hippocampus. These results support the hypothesis that FMRP participates in the mechanism of the transient translation arrest after stress. In Chapter III, we describe our attempts to obtain an embryonic stem cell line (ESC) from knock-in mice (KI) for the FMR1 premutation. To obtain KI embryos, wild females (WT, strain C57) were crossed with males KI (strain C57/BL6), and KI females were crossed with WT males. We planned to compare the expression of the fmr1 gene in the ESCs from the KI and WT strains, including during differentiation. We did not succeed in obtaining an ESC KI line, which can be attributed to difficulties inherent to the procedure. At follow-up of the first four days of in vitro development of embryos, changes in cleavage and developmental arrest were more frequently observed in embryos obtained from KI females. Meanwhile, the average survival rates of oocytes to blastocysts, and 8-16 cell embryos to blastocysts were not statistically different between the KI and WT females. The great variability among the numbers of blastocysts obtained per female and the small size of the KI (six females) and WT (seven females) groups indicate that these results should be interpreted with caution. Immunostaining analysis of the Fmrp in blastocysts showed a probably cytoplasmic distribution, with a granular pattern of labeling, the grains being more common in blastocysts from WT females, but coarser in blastocysts from KI females. These data are suggestive that the Fmr1 premutation in murine females affects the early development of their embryos. This aspect needs further investigation

Este estudo teve como objetivo geral a análise do gene FMR1 (Fragile X Mental Retardation gene 1) quanto a sua relação com a insuficiência ovariana primária (Fragile X-related Primary Ovarian Insufficiency, FXPOI). No Capítulo I, apresentamos revisão da literatura sobre FXPOI. A pré-mutação do gene FMR1 constitui a mais frequente causa genética de predisposição para menopausa precoce e entre os casos familiais, cerca de 10% estão associados à pré-mutação do gene FMR1. Entretanto, pouco se conhece sobre a expressão do gene no ovário de mamíferos e os mecanismos pelos quais a pré-mutação causa POI permanecem desconhecidos. O Capítulo II apresenta os resultados do estudo da expressão do gene FMR1 nos ovários adultos, humano e murino. As enormes dificuldades inerentes à obtenção e ao estudo de células germinativas femininas nos levaram a estudar células da granulosa humana (HGC), que são de fácil obtenção, como subprodutos de procedimentos de fertilização in vitro. Também estudamos a expressão do Fmr1 em células da granulosa de camundongos da linhagem CD1 (MGC), coletadas nos ovidutos, após estimulação da ovulação. As células da granulosa interagem intensamente com os ovócitos durante a foliculogênese, transmitindo sinais através do ovário e apoiando o crescimento e a maturação dos ovócitos durante as últimas fases do crescimento folicular. É, portanto, possível que alterações celulares induzidas pela pré-mutação do gene FMR1 nas HGC afetem o crescimento folicular, a taxa de ovulação e a fecundidade. Padronizamos os protocolos de isolamento e de cultivo das HGC do fluido folicular e confirmamos a origem das células isoladas pela expressão de marcadores de HGC, por RT-PCR, e pela natureza lipídica dos grânulos citoplasmáticos, pela coloração com o corante lipofílico DiI. Demonstramos, por RT-PCR que as HGC isoladas do líquido folicular expressam o mRNA do FMR1. Em camundongos, também por RT-PCR, evidenciamos a expressão do mRNA do Fmr1 em ovócitos e nas MGC, coletados do oviduto após hiper-estimulação da ovulação. Por hibridação in situ de RNA em HCG cultivadas, detectamos o mRNA do FMR1 disperso no citoplasma e no núcleo, concentrado em regiões cujas características indicaram ser nucléolos. Essa mesma distribuição foi observada em fibroblastos cultivados. Essa provável localização nucleolar sugere que o transcrito do FMR1, nessas células, constitua ribonucleoproteínas mensageiras, para seu direcionamento do nucléolo para sítios citoplasmáticos específicos, onde ocorre sua tradução. Verificamos, por Western blotting, que as HGC expressam, em níveis elevados, isoformas da FMRP, com massa molecular entre 60 e 95 kDa. Determinamos a localização subcelular da FMRP nas HGC e da Fmrp nas MGC, por imunocoloração. Os sinais de hibridação foram visualizados dispersos, em grânulos finos, no citoplasma das HGC e das MGC, de maneira semelhante ao padrão de distribuição da proteína em neurônios. Nos filopódios das MGC, observamos marcação concentrada em alguns pontos, de forma semelhante ao padrão, previamente descrito, de distribuição da Fmrp em espinhas dendríticas de neurônios de hipocampo de rato, constituindo grânulos de RNA, que promovem o transporte de mRNA e controlam a tradução. O padrão de distribuição semelhante entre neurônios e MGC pode refletir similaridade da função da Fmrp nos dois tecidos. A indução de estresse oxidativo nas HGC por tratamento com arsenito sódico, levou a proteína a deixar de ter distribuição citoplasmática difusa e passar a fazer parte de grânulos de estresse perinucleares, colocalizando-se com TIA-1, marcador dessas estruturas. Resultados semelhantes foram anteriormente obtidos em células HeLa e no hipocampo de rato. Esses resultados apoiam a hipótese de que a FMRP participa do mecanismo transitório de parada da tradução após estresse. No Capítulo III, descrevemos nossas tentativas para obtenção de linhagem de células tronco embrionárias (ESC) de camundongo knockin (KI) quanto a pré-mutação do gene Fmr1. Para a obtenção de embriões KI, fêmeas selvagens (WT; linhagem C57) foram cruzadas com machos KI (linhagem C57/BL6) e fêmeas KI foram cruzadas com machos WT. Pretendíamos comparar a expressão do gene Fmr1 na linhagem de ESC KI e linhagem de ESC WT, inclusive durante a diferenciação Não tivemos sucesso, o que pode ser atribuído às dificuldades inerentes à obtenção de ESC. No acompanhamento dos primeiros quatro dias do desenvolvimento in vitro dos embriões, alterações de clivagem e parada de desenvolvimento foram mais frequentemente observadas nos embriões obtidos de fêmeas KI. Entretanto as taxas médias de sobrevivência de ovócitos para blastocistos e de embriões com 8 a 16 células para blastocistos não diferiram estatisticamente entre as fêmeas KI e selvagens; a grande variabilidade entre o número de blastocistos obtidos por fêmea e o pequeno número delas nos grupos KI (seis) e selvagem (sete) indicam que esses resultados devem ser interpretados com cautela. A análise da proteína Fmrp nos blastocistos, por imunocoloração, mostrou distribuição provavelmente citoplasmática, com padrão granular de marcação, sendo as granulações mais frequentes nos blastocistos de fêmeas WT, porém mais grosseiras nos blastocistos de fêmeas KI. Esse conjunto de dados é sugestivo de efeito da pré-mutação do gene Fmr1 em fêmea murina sobre o início do desenvolvimento de seus embriões. Esse aspecto necessita investigação mais aprofundada / This study aimed at investigating the FMR1 gene (Fragile X Mental Retardation gene 1), regarding its relationship with primary ovarian insufficiency (Fragile X-related Primary Ovarian Insufficiency, FXPOI). In Chapter I, we present a literature review on FXPOI. The FMR1 premutation is the most frequent genetic cause of predisposition to premature ovary insufficiency (POI) and, among the POI familial cases, about 10% are associated with the FMR1 gene premutation. However, little is known about the gene expression in the mammal ovary, and the mechanisms by which the premutation causes POI remain unknown. Chapter II presents the study of the FMR1 gene expression in the human and murine adult ovaries. The enormous difficulties inherent in obtaining and studying female germ cells led us to study human granulosa cells (HGC), which are easily obtained as byproducts of in vitro fertilization procedures. We also studied the FMR1 expression in granulosa cells of mice of the CD1 strain (MGC), collected from the oviducts after ovulation induction. Granulosa cells interact functionally with oocytes during folliculogenesis, transmitting signals through the ovary and supporting growth and maturation of oocytes during the later stages of follicular growth. It is, therefore, possible that cellular changes induced by the FMR1 premutation in HGCs affect follicular growth, ovulation rate and fecundity. We standardized protocols for isolation and culture of HGCs obtained from follicular fluid and confirmed the origin of the isolated cells by the expression of HGC markers, using RT-PCR, and by the lipid nature of the cytoplasmic granules, as demonstrated by the staining with the lipophilic dye DiI. We demonstrated, by RT-PCR, that HGCs isolated from follicular fluid express the FMR1 mRNA. In mice, also by RT-PCR, we detected the Fmr1 mRNA in oocytes and in the MGCs, collected from the oviduct after ovulation hyperstimulation. Using RNA in situ hybridization on cultured HCGs, we detected the FMR1 mRNA dispersed in the cytoplasm and, in the nucleus, concentrated in regions whose features indicated to be nucleoli. This same distribution was observed in cultured fibroblasts. This probable nucleolar localization of the FMR1 transcript in these cells suggests that it constitutes messenger ribonucleoproteins for further targeting to specific cytoplasmic sites where translation occurs. We verified, by Western blotting, that HGCs express high levels of the main FMRP isoforms, with molecular mass between 60 and 95 kDa. We determined the FMRP subcellular localization in HGCs and that of Fmrp in MGCs, by immunostaining. The hybridization signals were seen scattered in fine granules in the cytoplasm of both HGCs and MGCs, in a pattern of distribution similar to that observed in neurons. In the MGC filopodia, the protein labeling was concentrated at some sites, similar to the previously described pattern of Fmrp distribution in neuronal dendritic spines of rat hippocampus, where it is part of RNA granules, promoting mRNA transport and translation control. The similar distribution pattern between neurons and MGC may reflect the similarity of FMRP function in both tissues. The induction of oxidative stress in the HGC by treatment with sodium arsenite led the protein to leave its diffuse cytoplasmic distribution to become part of perinuclear stress granules, co-localized with TIA-1, a marker of these structures. Similar results were previously obtained in HeLa cells and in rat hippocampus. These results support the hypothesis that FMRP participates in the mechanism of the transient translation arrest after stress. In Chapter III, we describe our attempts to obtain an embryonic stem cell line (ESC) from knock-in mice (KI) for the FMR1 premutation. To obtain KI embryos, wild females (WT, strain C57) were crossed with males KI (strain C57/BL6), and KI females were crossed with WT males. We planned to compare the expression of the fmr1 gene in the ESCs from the KI and WT strains, including during differentiation. We did not succeed in obtaining an ESC KI line, which can be attributed to difficulties inherent to the procedure. At follow-up of the first four days of in vitro development of embryos, changes in cleavage and developmental arrest were more frequently observed in embryos obtained from KI females. Meanwhile, the average survival rates of oocytes to blastocysts, and 8-16 cell embryos to blastocysts were not statistically different between the KI and WT females. The great variability among the numbers of blastocysts obtained per female and the small size of the KI (six females) and WT (seven females) groups indicate that these results should be interpreted with caution. Immunostaining analysis of the Fmrp in blastocysts showed a probably cytoplasmic distribution, with a granular pattern of labeling, the grains being more common in blastocysts from WT females, but coarser in blastocysts from KI females. These data are suggestive that the Fmr1 premutation in murine females affects the early development of their embryos. This aspect needs further investigation