Neste trabalho foram caracterizadas molecularmente e inferidas as relações filogenéticas de 14 isolados brasileiros de Acanthamoeba, provenientes de casos de ceratite, e 8 isolados da ATCC (4 de ceratite e 4 ambientais). Foram utilizados inicialmente os métodos de RAPD, RFLP de DNA genômico total e RFLP do SSU rDNA. Apesar de revelar a alta variabilidade genética em Acanthamoeba, estes métodos permitiram estabelecer grupos bem definidos de isolados mais similares geneticamente. O seqüenciamento do SSU rDNA permitiu a inferência da filogenia entre os isolados utilizados nesse estudo em relação àqueles presentes na literatura, que estão distribuídos em doze tipos de seqüência deste gene. Dentre os 17 isolados de ceratite presentes em nosso estudo, 16 apresentaram SSU rDNA tipo T4 (anteriormente já fortemente correlacionado à ceratite) e um deles constitui um novo tipo de seqüência. Dois dos 4 isolados ATCC (ambientais) cujas seqüências ainda não haviam sido determinadas também apresentaram novos tipos de SSU rDNA, enquanto outros 2 apresentaram o tipo T4. / In this work we performed the molecular phylogeny and characterization of 22 Acanthamoeba isolates, 14 Brazilian keratitis isolates and 8 from ATCC, 4 keratitis and 4 environmental isolates. In spite of the extensive genetic variability disclosed by RAPD, total genomic DNA RFLP and SSU rDNA RFLP techniques, these methods enabled us to group some isolates in well defined clusters of genetically more related organisms. Sequencing of SSU rDNA allowed inference of the phylogeny of our isolates with those present in the literature, which are distributed through 12 sequence types of this gene. Among the 17 keratitis isolates of our study, 16 presented SSU rDNA of type T4 (previously found to be strongly correlated to keratitis), and one was assigned to a new sequence type. Of the 4 isolates from ATCC whose sequences were previously undetermined, the two environmental isolates also constituted new sequence types, while the two keratitis isolates were assigned to type T4.

As florações de cianobactérias em reservatórios de águas utilizadas para consumo humano são freqüentes hoje em dia e normalmente são atribuídas à crescente eutrofização destas águas. Em anos recentes o aparecimento de linhagens de cianobactérias produtoras de toxinas tem preocupado bastante os responsáveis pelo monitoramento da qualidade das águas, uma vez que estas toxinas representam risco para a saúde pública. A detecção precoce da presença de linhagens tóxicas nesses reservatórios é essencial para que ações corretivas de controle das florações tenham sucesso. No presente trabalho, a diversidade de cianobactérias presentes em alguns locais das represas Billings e Guarapiranga foi avaliada utilizando a técnica de DGGE (eletroforese em gel de poliacrilamida com gradiente desnaturante) e/ou construções de mini-bibliotecas de amplicons do gene de rRNA 16S e da região do espaço intergênico da ficocianina (PC-IGS). A DGGE, utilizando os iniciadores CYA359F/CYA781R específicos para o gene de rRNA 16S de cianobactérias, mostraram que estes organismos estavam presentes nas onze amostras de água analisadas. Microcystis aeruginosa (94-97% de identidades), Geitlerinema (89% de identidade) e Synechococcus (89% de identidade) puderam ser identificadas. A mini-biblioteca construída com os amplicons de rRNA 16S obtidos usando os iniciadores 27F1/1494Rc produziu seqüências de outro grupo de bactéria (Actinobacteria), indicando a inespecificidade desses iniciadores. Entretanto, na mini-biblioteca construída com os amplicons de PC-IGS obtidos usando os iniciadores PCβF/PCαR, somente seqüências de cianobactérias foram geradas. Nessa mini-biblioteca foram identificadas várias linhagens de Microcystis aeruginosa (98-100% de identidades) e também de Anabaena (89% de identidade). Esses dois gêneros de cianobactérias conhecidos por produzirem microcistinas, foram detectados na amostra de água que continha alta concentração desta toxina (23,49 μg/L). Os oligonucleotídeos iniciadores OMETF/OMETR foram desenhados para amplificar uma região pequena e variável do domínio da N-metiltransferase do gene mcyA e foram testados em treze espécies de cianobactérias isoladas das represas Billings e Guarapiranga. Seqüências geradas por esses iniciadores foram isoladas, clonadas e sequenciadas com sucesso em duas espécies controle (M. aeruginosa NPJB1 e M. panniformis SPC702) e em dois isolados das represas (M. aeruginosa SPC777 e M. protocystis SPC697). A amplificação dessa região do mcyA a partir dos DNAs dos isolados de cianobactérias permitiu identificar linhagens do gênero Microcystis potencialmente produtoras da toxina microcistina. Essa técnica uma vez bem estabelecida para organismos isolados, poderá proporcionar base suficiente para uma melhor detecção de comunidades aquáticas de cianobactérias potencialmente produtoras de microcistinas em ambientes naturais. / Cyanobacterial blooms in water reservoirs used for human consumption are frequent nowadays and are usually attributed to the increasing water eutrophization. In recent years, the appearance of toxin-producing cyanobacterial strains has concerned managers of water quality since these toxins represent a public health risk. Early detection of the presence of toxic strains in these reservoirs is essential for the success of bloom control corrective actions. In the present work, cyanobacterial diversity was evaluated in several sites of Billings and Guarapiranga reservoirs using DGGE (denaturing gradient gel eletrophoresis) and/or mini-library constructions of both 16S rRNA gene and phycocyanin intergenic spacer (PC-IGS) region amplicons. The DGGE, using CYA359F/CYA781R primers, specific for cyanobacterial 16S rRNA gene, showed the presence of these organisms in the eleven water samples analyzed. Microcystis aeruginosa (identities of 94-97%), Geitlerinema (identity of 89%) and Synechococcus (identity of 89%) were identified. The mini-library constructed with 16S rRNA amplicons obtained using 27F1/1494Rc primers produced sequences of another group of bacteria (Actinobacteria), indicating the unespecificity of these primers. However, the mini-library constructed with PC-IGS amplicons obtained using PCβF/PCαR primers, generated cyanobacterial sequences only. In this mini-library several Microcystis aeruginosa strains (identities of 98-100%) and Anabaena (identity of 89%) were identified. These two cyanobacterial genera known to produce microcystins were detected in a water sample containing a high concentration of this toxin (23.49 g/L). The OMETF/OMETR primers were designed to amplify a small and variable region of the N-methyltransferase domain of mcyA gene and were tested in thirteen cyanobacterial strains isolated from Billings and Guarapiranga reservoirs. Sequences generated with these primers were successfully isolated, cloned and sequenced in two control species (M. aeruginosa NPJB1 and M. panniformis SPC702) and in two isolates from these reservoirs (M. aeruginosa SPC777 and M. protocystis SPC697). The amplification of this region of mcyA using cultured cyanobacteria DNAs allowed the identification of Microcystis strains with the potential to produce microcystin toxin. This technique, after it is well established for cultured organisms, will provide a basis for better detection of potential microcystin-producing cyanobacterial aquatic communities in natural environments.

Orientador: Valéria Maia Merzel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-16T14:04:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_CynthiaCanedoda_D.pdf: 9736339 bytes, checksum: 506af9b64177978ae4c3c5c0588e1b28 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os efluentes de refinarias contêm vários compostos tóxicos, que podem provocar sérios danos aos seres vivos se não tratados previamente. Os fenóis são poluentes encontrados em efluentes de diversas indústrias, incluindo as refinarias de petróleo, e são conhecidos como um dos compostos mais tóxicos encontrados no meio ambiente. Portanto, há necessidade constante de buscar formas de remover ou reduzir a presença destas substâncias nos efluentes. Este trabalho teve como objetivos analisar e explorar a diversidade microbiana presente em lodo de sistemas de tratamento de efluentes de refinarias petróleo, através da construção de bibliotecas de genes RNAr 16S e bibliotecas metagenômicas em vetores do tipo fosmídeo. Análises filogenéticas das bibliotecas de genes RNAr 16S e metagenômicas mostraram uma comunidade bacteriana bastante diversa, com predominância do Filo Proteobacteria, seguido de Actinobacteria, Planctomycetes, Verrucomicrobia, Cloroflexi e Bacteroidetes. Dentre os gêneros mais abundantes, se destacaram Thauera, Comamonas, Diaphorobacter e Thiobacillus. Espécies pertencentes a estes gêneros realizam o processo de desnitrificação e espécies de Thauera e Comamonas estão relacionadas com a degradação de compostos aromáticos. A grande diversidade bacteriana refletiu em uma ampla diversidade metabólica, sendo obtido um grande número de resultados para genes relacionados com processos biológicos importantes para o tratamento de efluentes, como o metabolismo de nitrogênio, enxofre, fósforo, além de genes relacionados com o catabolismo de compostos aromáticos, tais como benzoato, bifenil e fenol. Adicionalmente, foram observadas possíveis novas sequências para os genes que codificam enzimas-chaves responsáveis pela meta-clivagem de fenol e outros aromáticos, como fenol hidroxilase e catecol 2,3-dioxigenase. No presente estudo foram também realizadas triagens funcionais dos 13.200 clones para enzimas hidrolíticas, com detecção de dois hits para esterase e um para lipase. Este trabalho mostrou que a bioprospecção genômica microbiana é uma estratégia inovadora na área de tratamento de efluentes, que pode contribuir para o conhecimento da microbiota responsável pela degradação dos poluentes. / Abstract: Refinery wastewater has several toxic compounds that may cause serious damage to life. Phenolic compounds are found in several industrial effluents, including petroleum refinery, and represent a significant environmental toxicity hazard. Therefore, there is a constant need to search for new technologies able to remove and reduce the presence of these substances in wastewater. This study aimed to analyze and explore the microbial diversity present in sludge from refinery wastewater treatment systems through the construction of 16S rRNA genes libraries and metagenomic libraries in fosmid vectors. Sequencing and phylogenetic analyses of libraries showed a highly diverse bacterial community, with predominance of the Proteobacteria phylum, followed by Actinobacteria, Planctomycetes, Verrucomicrobia, Cloroflexi and Bacteroidetes. The most abundant genera were Thauera, Comamonas, Diaphorobacter and Thiobacillus. Species belonging to these genera are facultative anaerobic and may be involved with the denitrification process, and Thauera and Comamonas species are related with degradation of aromatic compounds. This bacterial diversity reflected in a broad metabolic diversity. Analysis of the metagenomic data derived from pyrosequencing revealed a lot of hits related with biological processes of great relevance for wastewater treatment, such as genes for nitrogen, sulfur and phosphorus metabolism, in addition to genes related to the catabolism of aromatic compounds, such as benzoate, biphenyl and phenol. Additionally, sequences representing possible new genes encoding for key-enzymes responsible for the meta-cleavage of phenol and other aromatic compounds, such as phenol hydroxylase and cathecol 2,3-dioxygenase, were found in the fosmid libraries. Finally, high-throughput functional screening of 13,200 clones for hydrolytic enzymes yielded two positive hits for lipase and one for esterase. The data gathered together in this work showed that microbial genomic prospection is an innovative strategy for the wastewater treatment system that may undoubtedly contribute to the knowledge of microorganisms responsible by pollutant degradation. / Doutorado / Genetica de Microorganismos / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientador: Reginaldo Bruno Gonçalves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-09T16:48:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Saito_Daniel_D.pdf: 1439291 bytes, checksum: 4ad66d2ec75a519cd0e5929b8cd42110 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A presente tese teve como objetivo a caracterização das comunidades bacterianas associadas às infecções endodônticas pelo emprego de técnicas moleculares independentes de cultivo. Ao todo, foram analisadas amostras intra-radiculares provenientes de 34 elementos dentários associados a infecções endodônticas. A análise de bibliotecas clonais de DNA ribossomal 16S (16S rDNA) permitiu a identificação de 2 a 14 filotipos bacterianos (espécies) por elemento dentário (média= 9,6), perfazendo um total de 46 filotipos distintos. Dentre estes, 9% foram considerados previamente desconhecidos e classificados taxonomicamente como novos membros da ordem Clostridiales. Espécies reconhecidamente endodônticas dos gêneros Bacteroides, Campylobacter, Eubacterium, Peptostreptococcus, Selenomonas, Treponema e Veillonella foram detectadas, assim como representantes de gêneros menos freqüentemente descritos, como Burkholderia, Filifactor e Megasphaera. O emprego da técnica quantitativa de PCR em Tempo Real, possibilitou a detecção de P. gingivalis, T. forsythia e a coexistência de ambas em 24%, 56% e 18% dos pacientes avaliados, respectivamente. Nenhuma correlação significativa foi evidenciada entre os níveis de ambas as espécies, individualmente ou em conjunto, e a presença de sintomatologia dolorosa. O uso de T-RFLP na avaliação da estrutura das comunidades bacterianas revelou um total de 123 (endonuclease HhaI) e 122 (endonuclease MspI) fragmentos de restrição terminais (T-RFs) distintos, com médias de 20,8 e 20,0 T-RFs por elemento dentário, respectivamente. Aproximadamente 50% dos fragmentos detectados apresentaram-se, no máximo, em 2 pacientes, indicando uma alta variabilidade na composição microbiana. As análises de clusterização e de estatística multivariada não revelaram diferenças significativas nas comunidades bacterianas entre os grupos de estudo assintomático, sensível ao toque e sintomático. De modo geral, os resultados obtidos reiteraram o conceito de que a microbiota associada às infecções endodônticas é essencialmente polimicrobiana, altamente variável entre indivíduos, e constituída predominantemente por bactérias anaeróbias Gram-positivas do filo Firmicutes. As espécies P. gingivalis e T. forsythia, embora relativamente prevalentes nas infecções endodônticas, não apresentaram correlação significativa com o desenvolvimento de sintomatologia dolorosa. Por fim, a ausência de agrupamentos de perfis bacterianos quanto aos parâmetros sintomatológicos sugere que a estrutura das comunidades bacterianas intra-radiculares não possui influência significativa no desenvolvimento da dor de origem endodôntica / Abstract: The objective of the present study was to characterize the bacterial communities associated with endodontic infections by use of culture-independent molecular techniques. Overall, 34 intraradicular samples from teeth harboring endodontic infections were evaluated. 16S ribosomal DNA (16S rDNA) clone library analysis allowed the identification of 2 to 14 bacterial phylotypes (species) per tooth (mean= 9.6), with a total of 46 distinct phylotypes. Among the latter, 4 (9%) were considered previously unreported and further taxonomically classified as members of the order Clostridiales. Well-known endodontic representatives of Campylobacter, Eubacterium, Peptostreptococcus, Selenomonas, Treponema e Veillonella were detected, as well as members of less frequently reported genera, such as Burkholderia, Filifactor and Megasphaera. The application of the Real Time PCR technique permitted the detection of P. gingivalis, T. forsythia and a coexistence of both in 24%, 56% e 18% of the subjects, respectively. No significant correlations were evidenced among the levels of P. gingivalis and T. forsythia, individually or conjointly, and spontaneous endodontic pain. The use of T-RFLP in the analysis of bacterial community structures revealed a total of 123 (HhaI endonuclease) and 122 (MspI endonuclease) distinct terminal restriction fragments (T-RFs), with 20.8 and 20.0 mean T-RFs per tooth, respectively. Approximately 50% of the detected fragments were exclusive to one or two patients, indicating a high inter-subject variability in the bacterial assemblages. Cluster and multivariate statistical analyses did not demonstrate significant differences in the bacterial community profiles among the asymptomatic, tender to percussion and symptomatic study groups. Taken together, the results of this study reiterate the concept that the microbiota associated with endodontic infections is essentially polymicrobial, highly variable among individuals, and predominantly composed of Gram-positive anaerobic bacteria from the phylum Firmicutes. The species P. gingivalis and T. forsythia, although relatively prevalent in root canal infections, did not present significant correlations with the development of symptomatic features. Lastly, the absence of clusters of bacterial profiles according to symptomatic parameters suggests that the intraradicular bacterial community structures, as a whole, do not bear significant influence on the development of pain of endodontic origin / Doutorado / Microbiologia e Imunologia / Doutor em Biologia Buco-Dental

O efeito de alterações climáticas sobre os micro-organismos ainda é incerto, pois pouco se conhece sobre as espécies que habitam regiões extremas como o gelo, solo antártico, e o solo permanentemente congelado (permafrost). O permafrost tem como característica a preservação de material biológico por milhões de anos, servindo como fonte para estudos de evolução e biogeografia de micro-organismos. O objetivo deste trabalho foi estudar a diversidade microbiana em amostras de gelo, solo exposto por recuo de geleira e permafrost polares, e a diversidade funcional do gene alcano monoxigenase (alk). Métodos independentes de cultivo baseados no gene 16S rRNA foram utilizados, como DGGE, clonagem e pirossequenciamento. As geleiras da Ilha Rei George (Península Antártica) e do Pólo Sul Geográfico possuem cerca de 3.104 cél./mL e são compostas por micro-organismos diferentes, com predominância dos Filos Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes e Cyanobacteria, muitos dos quais já descritos em outros ambientes criogênicos. O solo em frente à geleira Baranowski apresenta uma estrutura de comunidade diferente do gelo. O solo exposto por recuo de geleira apresenta uma sucessão ecológica, com predominância de heterotróficas durante todo o processo. Fixadores de nitrogênio no solo foram compostos por cianobactérias no início, e por Rhodopseudomonas e Rhodobacter no final da sucessão. Estes resultados foram melhor observados com o pirossequenciamento. As mudanças observadas podem estar relacionadas ao aumento de K, Mg+, NH4+, NO3- e/ou CO2 detectados após 15-20 anos de exposição do solo. A comunidade de permafrosts varia com o local e a idade de congelamento (de 5.000 a 8 milhões de anos). O gene alkM foi detectado em permafrosts do Ártico com 3 milhões de anos, e o gene alkB em amostras do Ártico com 15.000 e 120.000 anos, e em solos modernos da Antártica. Alguns clones indicam que podem representar novos genes para alcano monoxigenases. As contribuições deste projeto abrangem os objetivos do Ano Polar Internacional (IPY 2007-2009), sobretudo na avaliação da ecologia microbiana da Antártica. / The effect of climate changes on microorganisms is still unclear, because little is known about the species that inhabit the extreme regions as the glacial ice, antarctic soils and the permanently frozen soil (permafrost). The permafrost is able to preserve the sedimented biological materials by thousands or even millions of years, being an important source for microbiological studies. The objective was to study the microbial diversity in cryogenic samples: glacial ice, soil exposed by glacial retreat and polar permafrosts, as well as to study the functional diversity of alkane monooxygenase genes (alk) in the permafrost. Cultivationindependent methods based on the 16S rRNA gene were used, as DGGE, clone library and 454 Pyrosequencing. Analysis of the King George Island (Antarctic Peninsula) glaciers and the South Pole ice revealed about 3x104 cells/mL each, and different micro-organisms were detected, predominantly members from Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes and Cyanobacteria, many of which already described in other cryogenic environments. The soil in front of the Baranowski Glacier has a different community structure compared with the ice. Soils exposed by glacier retreat revealed an ecological succession, and heterotrophic bacteria occurred all through the process. Nitrogen-fixing populations were composed by cyanobacteria at the early stages, and shifted to Rhodopseudomonas and Rhodobacter in the older soils. The observed changes may be related to an increase of K, Mg+, NH4 +, NO3- and/or CO2, detected after 15-20 years of soil exposure. The community of permafrosts varies by location and age (5,000 - 8 millions of years). The alkM gene was detected in old Arctic permafrosts (3 millions of years), while alkB genes were found on Arctic samples from 15,000 to 120,000 years, and in Antarctic modern soils. Some of these clones may represent new alk genes. The contributions of this project covers the goals of the International Polar Year (IPY 2007-2009), particularly in assessing the microbial ecology of Antarctica.

a. Do ponto de vista metodológico dois problemas foram enfrentados neste trabalho: i) extração dos RNA\'s e ii) fracionamento das células das glândulas salivares de R. angelae. i) O processo prático elaborado para resolver o primeiro problema se constituiu numa variação da técnica clássica de extração com fenol. Jogando com a presença de detergente e variações de pH e de temperatura, foi possível se chegar a um método que garante a extração e um fracionamento parcial de, praticamente, todo RNA celular. Com extrações a baixa temperatura obtém-se preferencialmente rRNA e tRNA. O RNA refratário a extração com fenol a frio tem propriedades do RNA nuclear, mas o citoplasma, também parece conter classes de RNA somente extraíveis a quente. A dificuldade de extração do RNA nuclear com fenol frio, foi especulativamente interpretada como uma propriedade das RNP\'s que encerram esta classe de RNA. A grande vantagem deste método de extração está no fato de ter permitido isolar, com as extrações a alta temperatura, frações de RNA enriquecidas em produtos de transcrição específicos de determinados períodos do desenvolvimento larval. ii) O fracionamento celular das glândulas salivares não é alcançado pela aplicação das técnicas tradicionais de fracionamento de tecido. Em vista disso foi necessário procurar uma alternativa experimental para êste caso. Combinando um enzima proteolítico com a ação de detergentes não iônicos foi conseguido um método útil para o fracionamento das células das glândulas salivares. Êste método foi aplicado nesta tese para um estudo inicial das RNP\'s e da transferência do rRNA do núcleo para o citoplasma nas células das glândulas salivares. b. Foi possível verificar com êste trabalho que o rRNA é sintetizado inicialmente na forma de um precursor primário de 37s, o qual é processado no interior do núcleo para dar as espécies maduras de rRNA segundo o esquema: (Ver no arquivo) No 3º período do 4º estádio do desenvolvimento larval de R. angelae, a síntese de rRNA é intensa. Neste mesmo período observa-se claramente um nucleolo típico na base do cromossomo X. No período seguinte ocorre uma redução na síntese das formas maduras de rRNA. Esta queda de síntese é desencadeada por um bloqueio ao nível do processamento dos precursores nucleares de rRNA citoplasmático. Estudos citológicos tem revelado que neste período o nucleolo sofre uma aparente desagregação. c. Os resultados de incorporação de uridina-H3 mostraram que o 3º e 4º períodos tem uma velocidade de síntese de RNA muito à do 2º período. No 4º período quando a síntese de rRNA é inibida aumenta de importância a síntese de outras classes de RNA. Aparentemente é muito intensificada a síntese de RNA nuclear. Êstes resultados são interpretados como consequência da ativação de novos genes nesta época do desenvolvimento larval. Êstes fatos não são inesperados pois este estágio se caracteriza pelo desenvolvimento de \"puffs\" gigantes, os quais são específicos do tecido e do período de desenvolvimento. O 5º período parece representar uma fase de transição entre uma época de ativa síntese de RNA e outra onde a atividade transcritiva sofre uma redução drástica, provavelmente devido à histólise do tecido que vai ocorrer logo em seguida. d. Os dados apresentados nesta tese são considerados sob todos os aspectos significativos. Com isto faz-se uma tentativa de discussão crítica, no sentido de avaliar a importância do sistema glândulas salivares de R. angelae, como modelo de estudo para a genética molecular dos organismos superiores. / Not available

Orientador: Luciana Bolsoni Lourenço Morandini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-20T20:53:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_DeboraSilva_M.pdf: 3296545 bytes, checksum: 2a2ccc454f9a1df9f09173c2127af330 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O gênero Engystomops apresenta ampla distribuição geográfica e constitui um interessante grupo de anuros para estudos cariotípicos. As populações de Engystomops encontradas na Amazônia têm sua identificação taxonômica ainda controversa. Análises genéticas e citogenéticas apoiam hipóteses que sugerem a existência de um complexo de espécies crípticas e especiação incipiente. Muitas vezes a variação citogenética observada entre diferentes populações estudadas dificultou o reconhecimento de homeologias cromossômicas entre os cariótipos. Uma caracterização cromossômica mais detalhada poderia auxiliar no possível reconhecimento de homeologias cromossômicas e, dessa forma, contribuir para o estudo dos processos envolvidos na divergência desses anuros. Já que o gene do DNAr 5S tem sido importante marcador genético e citogenético para estudos evolutivos e para a identificação e comparação de espécies em diversos grupos, no presente trabalho o DNAr 5S de Engystomops freibergi e de exemplares de Engystomops petersi de duas localidades Equatorianas (Puyo e Yasuní) foi estudado. Em todos os casos, dois tipos de DNAr 5S, facilmente diferenciados pelo tamanho e composição da sequência do seu espaçador não transcrito, foram isolados. A provável região promotora do gene do RNAr 5S (ICR) foi localizada nos dois tipos de sequências de DNAr 5S e a presença de possíveis sequências regulatórias adicionais foi discutida. No cariótipo de E. freibergi, sonda contendo a unidade repetitiva do DNAr 5S tipo I hibridou na região pericentromérica do braço curto dos cromossomos do par 3, e o DNAr 5S tipo II foi mapeado na região distal do braço longo dos cromossomos do par 6. A sonda formada somente pela região de NTS do DNAr 5S tipo I claramente detectou a região pericentromérica de 3p nos cariótipos de E. freibergi e E. petersi (Puyo) e de 5p no cariótipo de E. petersi (Yasuní), porém nenhum sinal distal ou intersticial foi observado. A sonda formada pela região de NTS do DNAr 5S tipo II detectou apenas a região distal de 6q nos três cariótipos estudados, corroborando a distribuição diferencial dos dois tipos de DNAr 5S nesses cariótipos. Tais sítios de DNAr 5S constituem novos marcadores cromossômicos, os quais permitem sugerir a homeologia entre o cromossomo 6 dos cariótipos de E. freibergi e de E. petersi, e entre o cromossomo 5 do cariótipo de E. petersi de Yasuní e o cromossomo 3 dos cariótipos de E freibergi e de E. petersi de Puyo. Já que os dois tipos de DNAr 5S encontrados em Engystomops são relacionados àqueles de Physalaemus tanto quanto à composição nucleotídica quanto à localização cromossômica, é ainda possível inferir que a origem desses dois tipos de sequências tenha antecedido a divergência evolutiva desses gêneros / Abstract: The Engystomops genus is widely distributed geographically and constitutes an interesting group for karyotypic studies. The taxonomic identifications of Amazonian populations of Engystomops is still controversial. Genetic and cytogenetic analyses suggest the existence of a complex of cryptic species and incipient speciation. The cytogenetic variations found among some populations prevent the recognition of chromosomal homeologies between the described karyotypes. A more detailed chromosomal characterization could help in the recognition of chromosome homeologies and, therefore, could contribute to the study of the processes involved in the divergence of these anurans. Since the 5S rDNA gene has been an important genetic and cytogenetic marker for evolutionary studies and even for the identification and comparison of species in diverse groups, in the present work the 5S rDNA of Engystomops freibergi and exemplars of Engystomops petersi from two Ecuadorian locations (Puyo and Yasuní) was studied. In all cases, two types of 5S rDNA, easily differed by size and compositon of their non-transcribed spacer, were isolated. A putative promoting region of the 5S rRNA gene (ICR) was recognized in the two types of 5S rDNA sequences and the presence of possible additional regulatory sequences was discussed. In the E. freibergi karyotypes, the entire type I 5S rDNA repeating unit hybridized to the pericentromeric region of 3p, whereas the entire type II 5S rDNA repeating unit mapped to the distal region of 6q, suggesting a differential localization of these sequences. The type I NTS probe clearly detected the 3p pericentromeric region in the karyotypes of E. freibergi and E. petersi from Puyo and the 5p pericentromeric region in the karyotype of E. petersi from Yasuní, but no distal or interstitial signals were observed. Interestingly, this probe also detected many centromeric regions in the three karyotypes, suggesting the presence of a satellite DNA family derived from 5S rDNA. The type II NTS probe detected only distal 6q regions in the three karyotypes, corroborating the differential distribution of the two types of 5S rDNA. Because the 5S rDNA types found in Engystomops are related to those of Physalaemus with respect to their nucleotide sequences and chromosomal locations, their origin likely preceded the evolutionary divergence of these genera. In addition, our data indicated homeology between chromosome 5 in E. petersi from Yasuní and chromosomes 3 in E. freibergi and E. petersi from Puyo. In addition, the chromosomal location of the type II 5S rDNA corroborates the hypothesis that the chromosomes 6 of E. petersi and E. freibergi are homeologous despite the great differences observed between the karyotypes of the Yasuní specimens and the others / Mestrado / Biologia Celular / Mestre em Biologia Celular e Estrutural

Neste trabalho foram caracterizadas molecularmente e inferidas as relações filogenéticas de 14 isolados brasileiros de Acanthamoeba, provenientes de casos de ceratite, e 8 isolados da ATCC (4 de ceratite e 4 ambientais). Foram utilizados inicialmente os métodos de RAPD, RFLP de DNA genômico total e RFLP do SSU rDNA. Apesar de revelar a alta variabilidade genética em Acanthamoeba, estes métodos permitiram estabelecer grupos bem definidos de isolados mais similares geneticamente. O seqüenciamento do SSU rDNA permitiu a inferência da filogenia entre os isolados utilizados nesse estudo em relação àqueles presentes na literatura, que estão distribuídos em doze tipos de seqüência deste gene. Dentre os 17 isolados de ceratite presentes em nosso estudo, 16 apresentaram SSU rDNA tipo T4 (anteriormente já fortemente correlacionado à ceratite) e um deles constitui um novo tipo de seqüência. Dois dos 4 isolados ATCC (ambientais) cujas seqüências ainda não haviam sido determinadas também apresentaram novos tipos de SSU rDNA, enquanto outros 2 apresentaram o tipo T4. / In this work we performed the molecular phylogeny and characterization of 22 Acanthamoeba isolates, 14 Brazilian keratitis isolates and 8 from ATCC, 4 keratitis and 4 environmental isolates. In spite of the extensive genetic variability disclosed by RAPD, total genomic DNA RFLP and SSU rDNA RFLP techniques, these methods enabled us to group some isolates in well defined clusters of genetically more related organisms. Sequencing of SSU rDNA allowed inference of the phylogeny of our isolates with those present in the literature, which are distributed through 12 sequence types of this gene. Among the 17 keratitis isolates of our study, 16 presented SSU rDNA of type T4 (previously found to be strongly correlated to keratitis), and one was assigned to a new sequence type. Of the 4 isolates from ATCC whose sequences were previously undetermined, the two environmental isolates also constituted new sequence types, while the two keratitis isolates were assigned to type T4.

RNAs associate with chromatin through various ways and carry out diverse functions. One mechanism by which RNAs interact with chromatin is by the complementarity of RNA with DNA, forming a three-stranded nucleic acid structure named R-loop. R-loops have been shown to regulate transcription initiation, RNA modification, and immunoglobulin class switching. However, R-loops accumulated in the genome can be a major source of genome instability, meaning that they must be tightly regulated. This thesis aims to identify R-loop-binding proteins systemically and study their regulation of R-loops. Using immunoprecipitation of R-loops followed by mass spectrometry, with or without crosslinking, a total of 364 proteins were identified. Among them RNA-interacting proteins were prevalent, including some already known R-loop regulators. I found that a large fraction of the R-loop interactome consists of proteins localized to the nucleolus. By examining several DEAD-box helicases, I showed that they regulate rRNA processing and a shared set of mRNAs. Investigation of an R-loop-interacting protein named CEBPZ revealed its nucleolar localization, its depletion caused down-regulation of R-loops associated with rRNA and mRNA. Characterization of the genomic distribution of CEBPZ revealed its colocalization with insulator-regulator CTCF. When studying if CEBPZ recruits CTCF, I found that instead of regulating CTCF binding, CEBPZ depletion has a major effect on the performance of CUT&RUN, a technique for identifying DNA binding sites of proteins. How CEBPZ affects CUT&RUN is still under investigation, the study of which may help us understand the roles of CEBPZ in regulation of global chromatin structure and genome integrity.

All members of the genus Xanthomonas are considered to be plant pathogenic, with specific pathovars infecting several high value agricultural crops. One of these pathovars, X. campestris pv. zeae (as this is only a proposed name it will further on be referred to as Xanthomonas BLSD) the causal agent of bacterial leaf steak of maize, has established itself as a widespread significant maize pathogen within South Africa. Insufficient information about the present distribution of the pathogen is available. The main aim of the study was thus to isolate and characterise the pathogen using molecular methods. Results demonstrated that the causal agent of bacterial leaf streak disease (Xanthomonas BLSD: potentially X. campestris pv. zeae) was widely distributed within the major maize cultivation regions of South Africa. Most of the isolates collected originated from the Highveld maize production provinces (North West, Free State, Gauteng and Mpumalanga provinces) as well as from irrigated maize fields in the Northern Cape province. The XgumD gene marker was used to determine if the isolates belonged to the genus Xanthomonas. The gumD gene fragment is located within the gumB-gumM region of the operon and is conserved among Xanthomonas species. This gene fragment is partially responsible for xanthan production. This marker was amplified from all isolates and a selected number were sequenced. The marker was only able to confirm that the causal agent was a member of the genus Xanthomonas. PCR methods were used for the characterisation of the isolates. This included PCR and sequencing of ribosomal RNA- gyraseB and gumD genes. A fingerprinting method BOX-PCR was also employed. Good quality DNA of sufficient quantities was obtained from the various isolates. Amplification produced no non-specific amplification products. This resulted in good quality sequences that could be analysed using bioinformatics tools. Phylogenetic analyses of the ribosomal RNA and gyraseB genes could not detect differences amongst the 47 Xanthomonas BLSD isolates. However, these genes were able to distinguish between the type strain of these isolates and various Xanthomonas species and pathovars. From all three neighbour joining trees the Xanthomonas BLSD isolates had close association with X. axonopodis pv. vasculorum strain ATCC 35938. For the 16S rRNA gene there exists no sequence differences between Xanthomonas BLSD and X. axonopodis pv. vasculorum strain ATCC 35938. A single nucleotide difference was observed between Xanthomonas BLSD and X. axonopodis pv. vasculorum strain ATCC 35938 for the 23S rRNA gene. The gyraseB gene detected a total of six nucleotide variations between these two Xanthomonas species. For all of the phylogenetic trees there was no clustering of Xanthomonas BLSD with X. campestris pathovars. Genetic profiling (via BOX-PCR) based on present/absent analysis revealed no variations amongst the Xanthomonas BLSD isolates. All isolates shared an identical pattern produced by 12 distinct PCR products. This profiling technique did differentiate between the isolates of Xanthomonas BLSD and X. axonopodis pv. vasculorum strain ATCC 35938. Their profiles shared common bands, but differed in the number and overall pattern of the bands. These results suggest two main conclusions: (i) Xanthomonas BLSD has a clonal origin with geographical separation not impacting genetic variation. The fact that all the isolates appear to be clonal may imply that when resistant maize cultivars are developed these should be resistant to all isolates of the pathovar irrespective of their geographical origin. This is a suggestion that will have to be corroborated using more isolates and additional genetic fingerprinting techniques (ii) the Xanthomonas BLSD isolates from this study may not belong to X. campestris. Further studies using other markers should be conducted to determine the real identity of Xanthomonas BLSD. / MSc Environmental Sciences, North-West University, Potchefstroom Campus, 2015