The human ribosomal RNA genes are critically important for cell metabolism and viability. They code for the catalytic RNAs which, encased in a housing of more than 80 ribosomal proteins, link together amino acids by peptide bonds to generate all cellular proteins. Because the RNAs are not repeatedly translated, as is the case with messenger RNAs, multiple copies are required. The genes which code for the human ribosomal RNAs (rRNAs) are arranged as clusters of tandemly repeated sequences. Three of four catalytic RNAs are spliced from a single transcript. The genes are located on the short arms of the five acrocentric chromosomes (13, 14, 15, 21, and 22). The genes for the fourth rRNA are on chromosome 1q42, also arranged as a cluster of tandem repeats. The repeats are extremely similar in sequence, which makes them ideal for misalignment, non‐allelic homologous recombination (NAHR), and genomic destabilization during meiosis , replication, and damage repair. In this dissertation, I have used pulse‐field gel electrophoresis and in‐blot Southern hybridization to explore the physical structure of the human rRNA genes and determine their stability and heritability in normal, healthy individuals. I have also compared their structure in solid tumors compared to normal, healthy tissue from the same patient to determine whether dysregulated homologous recombination is an important means of genomic destabilization in cancer progression. Finally, I used the NCI‐60 panel of human cancer cell lines to compare the results from the pulsed‐field analysis, now called the gene cluster instability (GCI) assay, to two other indicators of homologous‐recombination-mediated genomic instability: sister chromatid exchange, and 5‐hydroxymethyl‐2’deoxyuridine sensitivity.

Cell growth and proliferation are processes in the cell that must be tightly regulated. Transcription of ribosomal RNA and ribosomal biogenesis are directly linked to cell growth and proliferation, since the ribosomal RNA encodes for the majority of transcription in a cell and ribosomal biogenesis influences directly the number of proteins that are synthesized. In the work presented in this thesis, we have investigated the ribosomal RNA genes, namely the ribosomal DNA genes and the 5S rRNA genes, and their transcriptional regulation. One protein complex that is involved in RNA polymerase I and III transcription is the chromatin remodelling complex B‑WICH (WSTF, SNF2h, NM1). RNA polymerase I transcribes the rDNA gene, while RNA polymerase III transcribes the 5S rRNA gene, among others. In Study I we determined the mechanism by which B‑WICH is involved in regulating RNA polymerase I transcription. B‑WICH is associated with the rDNA gene and was able to create a more open chromatin structure, thereby facilitating the binding of HATs and the subsequent histone acetylation. This resulted in a more active transcription of the ribosomal DNA gene. In Study II we wanted to specify the role of NM1 in RNA polymerase I transcription. We found that NM1 is not capable of remodelling chromatin in the same way as B‑WICH, but we demonstrated also that NM1 is needed for active RNA polymerase I transcription and is able to attract the HAT PCAF. In Study III we investigated the intergenic part of the ribosomal DNA gene. We detected non-coding RNAs transcribed from the intergenic region that are transcribed by different RNA polymerases and that are regulated differently in different stress situations. Furthermore, these ncRNAs are distributed at different locations in the cell, suggesting that they have different functions. In Study IV we showed the involvement of B‑WICH in RNA Pol III transcription and, as we previously had shown in Study I, that B‑WICH is able to create a more open chromatin structure, in this case by acting as a licensing factor for c-Myc and the Myc/Max/Mxd network. Taken together, we have revealed the mechanism by which the B‑WICH complex is able to regulate RNA Pol I and Pol III transcription and we have determined the role of NM1 in the B‑WICH complex. We conclude that B‑WICH is an important factor in the regulation of cell growth and proliferation. Furthermore, we found that the intergenic spacer of the rDNA gene is actively transcribed, producing ncRNAs. Different cellular locations suggest that the ncRNAs have different functions. / <p>At the time of the doctoral defence the following papers were unpublished and had a status as follows: Paper 2: Manuscript; Paper 3: Manuscript</p>

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Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol inst., 2003. / Härtill 4 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniv., 2007. / Härtill 5 uppsatser.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:27:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:27:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:27:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A terapia gênica tem sido empregada em estudos pré-clínicos e clínicos, com o intuito de amenizar ou curar uma doença. Vetores retrovirais são uma ferramenta de transferência gênica largamente utilizada. Vetores bicistrônicos são uma alternativa interessante para o tratamento de doenças complexas. Na construção de um vetor bicistrônico pode-se empregar várias estratégias dentre elas a utilização da sequência IRES. A endostatina, fragmento do colágeno XVIII, tem sido muito utilizada na terapia anti-angiogênica devido sua ação inibitória no crescimento de células endoteliais. A imunoterapia tem sido utilizada como tratamento coadjuvante de tumores. Dentre as citocinas utilizadas, a interleucina-2 promovendo a proliferação de linfócitos T, tem sido utilizada em diversos estudos pré-clínicos e clínicos. O objetivo deste projeto foi construir e caracterizar in vitro um vetor retroviral bicistrônico codificando endostatina e interleucina-2 utlizando a sequência IRES. A construção do vetor foi realizada em três etapas, sendo comprovada a construção final por análise de restrição e seqüenciamento. Células de empacotamento foram transfectadas com o vetor, e posteriormente realizada a transdução na célula alvo. A endostatina e a interleucina-2 foram determinadas por Dot blot, seguido de análise da expressão por RT-PCR e ensaio de atividade. O vetor construído apresentou altos níveis de titulação viral, variando de 4.20x105 a 1.53x106UFC/mL. A determinação da endostatina e da interleucina-2 variaram entre 1.08 a 2.08g/106cels.24h e 0.66 a 0.89&mu;g/106cels.24h, respectivamente. A expressão da endostatina no clone NIH3T3-pLend-IRES-IL2SN foi 2 vezes superior á apresentada pelo clone NIH3T3-pLend-IRES-IL2SN. A endostatina produzida promoveu uma inibição da proliferação de 40% das células endoteliais; e a interleucina-2 promoveu uma proliferação de 10.6% de linfócitos CD4 e 8.9% de CD8. Desta forma, a construção obtida neste trabalho representa uma excelente ferramenta para estudos da biologia celular do câncer e novas estratégias terapêuticas. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:27:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A proteína ribossomal L10 (RP L10) é uma forte candidata a ser incluída na classe de proteínas supressoras de tumor. Também denominada QM, a proteína em questão é conhecida por participar da ligação das subunidades ribossomais 60S e 40S e da tradução de mRNAs. Possui massa molecular entre 24 a 26 kDa e ponto isoelétrico (pI) 10,5. A seqüência da proteína QM é bastante conservada em mamíferos, plantas, invertebrados, insetos e leveduras indicando que esta possui funções críticas na célula. Com função supressora de tumor, a proteína RP L10 foi estudada em linhagens de tumor de Wilm (WT-1) e em células tumorais de estômago, nas quais se observou uma diminuição na quantidade de seu mRNA. Mais recentemente a RP L10 foi encontrada em baixas quantidades nos estágios iniciais de adenoma de próstata e com uma mutação em câncer de ovário, indicando uma participação no desenvolvimento destas doenças. Como proteína, já foi descrito que esta interage com as proteínas c-Jun e c-Yes, inibindo a ação ativadora de fatores de crescimento e divisão celular. Este trabalho tem um papel importante no estabelecimento da expressão desta proteína solúvel, para estudos posteriores que tenham como objetivo avaliar a ação de regiões específicas que atuam na ligação das subunidades ribossomais 60S e 40S e tradução, bem como nas regiões que se ligam a proto-oncogenes. O cDNA para proteína QM foi amplificado por PCR e clonado no vetor de expressão periplásmica p3SN8. A proteína QM foi expressa em E.coli BL21 (DE3) no citoplasma e periplasma bacteriano e na melhor condição, a expressão de QM de bactérias transformadas pelo plasmídeo recombinante p1813_QM em 25°C ou 30°C, a proteína foi obtida solúvel e com quantidad es muito pequenas de contaminantes. Os ensaios de estrutura secundária demonstraram que a proteína QM tem predominância de a-hélice, mas quando do seu desenovelmento, essa condição muda e a proteína passa a ter característica de folhas &beta;. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2015-04-20T12:31:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alexander Sibajev.pdf: 606940 bytes, checksum: 9c6a8d6a72194ece920cce39baa6aa55 (MD5) Previous issue date: 2005-12-14 / The determination of the prevailing species responsible for American Tegumentary Leishmaniasis (ATL) and the detection at species level of the varieties of the protozoan parasite agent of this endemic disease at the Amazon region are important for determination of the clinical evolution and to better indicate the therapeutic conduct due to the different responses to chemotherapeutic drugs by the Leishmania species. By now we are not aware of an available test to Leishmania (Viannia) guyanensis capable of detecting its intra-specific varieties obtained from human clinical presentations or from vertebrate and invertebrate hosts. We succeed to discriminate Leishmania (V.) guyanensis from Leishmania (V.) braziliensis and also from Leishmania (V.) panamensis through a polimerase chain reaction direct genomic DNA amplification aimed at the transcribed internal spacer (ITS) of the ribosomal RNA gene (rDNA). The positive reaction is visualized at the agarose gel electrophoresis by the presence of an aproximatedly 229 nucleotides size band for L. guyanensis that is absent for the two other species L. braziliensis and L. panamensis. The diagnosis can be done using culture material, skin biopsy or squashing the sand fly vector and having the DNA extracted. In a second step of the investigation, the ITS rDNA was sequenced in L. lainsoni; L. naiffi and four L. guyanensis strains, two of them presenting a muco-cutaneous form of Leishmaniasis. These sequences were compared to others available at the Genbank Database, confirming the previous data from multilocus enzyme electrophoresis and ITS restriction fragment lenght polymorphisms analysis, positioning L. lainsoni and L. naiffi as more divergent species as compared to L. braziliensis, L. panamensis and L. guyanensis species inside de Viannia sub-genus. A correlation was observed in grouping nearer the two L. guyanensis strains, respectively IM4243 and IM4235, responsible for the muco-cutaneous form. This protozoan belonging to sub-genus Viannia show clinical and epidemiological importance in South America north region, particularly the Amazon region and this study can be considered an advance in providing a tool to better understand the parasite species silvatic cycle and in providing tools to characterize the main species responsible for the clinical form presentation of tegumentary leishmaniasis in the human population at this region. / A determinação da espécie responsável pela Leishmaniose Tegumentar Americana e a detecção específica das variedades do protozoário agente dessa doença endêmica na Amazônia, é importante para determinação do comportamento clínico e indicação da conduta terapêutica, devido as diversas respostas aos quimioterápicos pelas espécies de Leishmania. No momento se desconhece um teste disponível para a Leishmania (Viannia) guyanensis, que seja capaz também de incluir suas variedades intra-específicas obtidas de casos humanos e de hospedeiros e vetores silvestres. Neste trabalho se conseguiu discriminar alguns isolados de Leishmania (Viannia) guyanensis, de Leishmania (Viannia) braziliensis e também de Leishmania (Viannia) panamensis através da reação em cadeia da polimerase direcionada para a amplificação do espaçador transcrito interno (ITS) do gene do RNA ribossomal. A reação positiva é dada pela visualização de um fragmento amplificado de cerca de 229 nucleotídeos, para L. (V.) guyanensis e ausente para as outras duas espécies. O diagnóstico pode ser feito com o DNA extraído de cultivo do parasita, diretamente das amastigotas da borda de lesão cutânea ulcerada ou do vetor infectado pela promastigota de Leishmania. Numa etapa seguinte a região ITS do rDNA foi sequenciada para L. lainsoni, L. naiffi e quatro cepas de L. guyanensis em que duas apresentavam forma muco-cutânea e duas outras a forma cutânea da leishmaniose. Essas sequências foram comparadas com as disponíveis em banco de dados como o Genbank, resultando na confirmação dos dados obtidos de variabilidade genética por outros autores, quando utilizada a técnica de isoenzimas e ITS-RFLP. O posicionamento de L. lainsoni e L. naiffi se mostrou mais divergente que L. guyanensis, L. braziliensis e L. panamensis, dentro do subgênero Viannia. Foi também encontrada uma relação de proximidade entre os isolados de L. guyanensis IM4243 e IM4235 apresentando lesão cutâneo-mucosa. As leishmânias do sub-gênero Viannia apresentam importância epidemiológica na América do Sul, sobretudo na região amazônica e esse estudo poder ser considerado importante ao desenvolver meios de diagnóstico específico do parasita, detectando sua presença em vetores e reservatórios silvestres em certas áreas e servindo como marcador para a principal espécie responsável pelas formas clínicas de leishmaniose nessa região.