A newly discovered cysteine protease, Prp, has been shown to perform an essential, site-specific cleavage of ribosomal protein L27 in Staphylococcus aureus. In Firmicutes and related bacteria, ribosomal protein L27 is encoded with a conserved N-terminal extension that must be removed to expose residues critical for ribosome function. Uncleavable and pre-cleaved variants were unable to complement an L27 deletion in S. aureus, indicating that this N-terminal processing event is essential and likely plays an important regulatory role. The gene encoding the responsible protease (prp) has been shown to be essential, and is found in all organisms encoding the N-terminal extension of L27. Cleavage of L27 by Prp represents a new target for potential antibiotic therapy. In order to characterize this protease, Prp has been overexpressed and purified. Using an assay we have developed, based on cleavage of a fluorogenic peptide derived from the conserved L27 cleavage sequence, we have undertaken an analysis of the enzyme kinetics and substrate specificity for Prp cleavage and tested predictions made based on a structural model using active-site mutants.

Translation initiation is a complex process which results in the assembly of the elongation competent 80S ribosome from the 40S and 60S ribosomal subunits, the initiator tRNA and mRNA, and is orchestrated by numerous eukaryotic initiation factors (eIFs). Although it represents one of the most regulated processes of gene expression, the exact mechanism of one of the key steps of translation initiation - mRNA recruitment to the 43S pre-initiation complex (PIC) - is still only poorly understood. Recent studies indicated that besides eIF4F and poly(A)-binding protein, also eIF3 might play an important, if not crucial, role in this step. In our laboratory, we recently identified a 10 Ala substitution (Box37) in the a/TIF32 subunit of Saccharomyces cerevisiae eIF3, which interfered with translation initiation rates. Detailed analysis showed that this mutation significantly reduces the amounts of model mRNA in the gradient fractions containing 48S PICs as the only detectable effect in vivo. Moreover, a recently solved crystal structure of the N-terminal part of a/TIF32 pointed to two Box37 residues, Arg363 and Lys364, both proposed to contribute to one of the positive, potentially RNA-binding areas on the a/TIF32 surface. The fact that also their substitutions with alanines severely impaired the mRNA recruitment...

Doctor of Philosophy / Department of Diagnostic Medicine/Pathobiology / Ying Fang / Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) employs multiple functions to modulate host’s innate immune response, and several viral nonstructural proteins (nsps) are major players. In this dissertation, the research was mainly focused on identification and functional dissection of ORF1a-encoded nsps. PRRSV replicase polyproteins encoded by ORF1a region are predicted to be processed into at least ten nonstructural proteins. In chapter 2, these predictions were verified by using a panel of newly established antibodies specific to ORF1a-encoded nsps. Most predicted nsps (nsp1β, nsp2, nsp4, nsp7α, nsp7β and nsp8) were identified, and observed to be co-localized with de novo-synthesized viral RNA in the perinuclear region of the cell. Among all PRRSV proteins screened, nsp1β is the strongest type I interferon antagonist. In chapter 3, mutagenesis analysis of nsp1β was performed to knock down nsp1β’s IFN antagonist function. A highly conserved motif, GKYLQRRLQ, was determined to be critical for nsp1β’s ability to suppress IFN-β and reporter gene expression. Double mutations introduced in this motif, K130A/R134A (type 1 PRRSV) or K124A/R128A (type 2 PRRSV), improved PRRSV’s ability to stimulate the expression of IFN-α, IFN-β and ISG15. In addition to its critical roles involving in modulating host innate immune response, in the studies of Chapter 4, we demonstrated that PRRSV nsp1β functions as a transactivator to induce the -2/-1 ribosomal frameshifting in nsp2, which results in expression of two novel PRRSV proteins, nsp2TF and nsp2N. The conserved motif GKYLQRRLQ is also determined to be critical for the transactivation function of nsp1β. In chapter 5, the interferon antagonist, de-Ub and de-ISGylation activity of newly identified nsp2TF and nsp2N were evaluated. In vitro and in vivo characterization of three nsp2TF-deficient recombinant viruses indicated that all mutant viruses have improved ability to stimulate the innate immune response and provide improved protection in mutant virus-vaccinated animals. In summary, this study verified the previously predicted PRRSV pp1a processing products, further evaluated the function of nsp1β and nsp2-related proteins. These data obtained here will provide basic knowledge for future development of vaccines and control measurements.

Saccharomyces cerevisiae is an intron-poor organism with introns present in only 5% of its genes. The most prominent group of intron-containing genes are ribosomal protein (RP) genes. They are highly expressed and most of them are present as two paralogs. Parenteau et al. described the existence of intron- dependent intergenic regulatory circuits controlling expression ratios of RP paralogs. In this project, we did not confirm the regulation in 6 out of 7 tested regulatory circuits. We validated the regulation between RPL22 paralogs. We further showed that Rpl22 protein blocks the pre-mRNA splicing of both paralogs, with RPL22B paralog being more sensitive. Rpl22 protein binds to the stem-loop of RPL22B intron - disruption of the binding domain of Rpl22 proteins leads to loss of interaction. Moreover, the regulation seems to be working the same way in yeast Kluyveromyces lactis, which has only a single RPL22 copy. Overall, these results lead to better understanding of intergenic regulation, which adjusts the expression ratio between functionally different RPL22 paralogs. Key words introns, ribosomal protein genes, Rpl22, RPL22 paralogs, pre-mRNA splicing, Saccharomyces cerevisiae

La réparation par excision de nucléotides (NER) garantit l'intégrité du génome lors de l'exposition aux rayons UV. Après irradiation aux UV, un des premiers problèmes rencontrés par la cellule est l'arrêt général de la transcription dû au blocage de l'ARN polymérase II (ARNP2) au niveau des lésions UV. Pour régler ce problème, le NER possède une voie de réparation spécifiquement couplée à la transcription (TCR). Les connaissances concernant le NER ont été obtenu via des études sur la transcription par l'ARNP2. Cependant, dans les cellules à fort métabolisme, plus de 60% de la transcription correspond à la transcription, dans le nucléole, de l'ADN ribosomique (ADNr) par l'ARN polymérase I (ARNP1). De nombreuses protéines sont absence du nucléole, c'est pourquoi certains processus nucléaires ne peuvent avoir lieu dans cette structure. Afin d ‘être répliqué et réparé, l'ADNr se déplace à la périphérie du nucléole. Malgré l'importance de la transcription par l'ARNP1, la réparation de l'ADNr a été peu étudiée chez l'homme. De plus, à notre connaissance, aucune étude ne s'est penchée sur le mécanisme moléculaire du déplacement de l'ADNr à la périphérie du nucléole. Notre étude démontre l'implication de la TCR dans la réparation de l'ADNr après lésions UV induites. De plus, nos recherches ont démontré que l'ARNP1 reste accrochée à l'ADNr et sont tous les deux délocalisés à la périphérie du nucléole après irradiation aux UV. Enfin, nous avons identifié l'actin et la moysine I nucléaires comme facteurs protéiques nécessaire à cette délocalisation / Nucleotide excision repair (NER) guarantees genome integrity and proper cellular functions against UV-induced DNA damage. After UV irradiation, one of the first burden cells have to cope with is a general transcriptional block caused by the stalling of RNA polymerase II (RNAP2) onto distorting UV lesions. To insure UV lesions repair specifically on transcribed genes, NER is coupled with transcription in an extremely organized pathway known as Transcription-Coupled Repair (TCR). Most of the knowledge about TCR has been gathered from RNAP2 transcription. However, in highly metabolic cells, more than 60% of total cellular transcription results from ribosomal DNA (rDNA) transcription, by the RNA polymerase I (RNAP1), which takes place in the nucleolus. Many nuclear proteins are excluded from the nucleolus and because of this some nucleolar processes cannot occur inside this structure. In order to be replicated and repaired rDNAs need to be displaced at the nucleolar periphery. Despite the importance of RNAP1 transcription, repair of the mammalian transcribed rDNA has been scarcely studied. Moreover, to the best of our knowledge no molecular mechanism has been proposed for rDNA displacement. Our study clearly demonstrated that the full TCR machinery is needed to repair UV-damaged rDNA and restart RNAP1 transcription. Our results show that UV lesions block RNAP1 transcription and that RNAP1 is firmly stalled onto rDNAs without being degraded. Our study also describes the displacement of the RNAP1/rDNA complex to the nucleolar periphery after UV irradiation and identifies both nuclear ß-actin and nuclear myosin I as factors required for this displacement

Neste trabalho realizamos a análise das variações na expressão gênica global durante a fase de esporulação do fungo aquático Blastocladiella emersonii utilizando a tecnologia dos microarranjos de cDNA em lâminas contendo 3.773 genes distintos. Ao todo 615 genes foram classificados como induzidos enquanto 645 foram classificados como reprimidos ao longo da esporulação. As categorias funcionais mais representadas entre os genes induzidos foram: microtúbulo e citoesqueleto, transmissão de sinal, atividade de ligação ao íon Ca2+, proteólise (apenas no início da esporulação) e biogênese e organização do cromossomo (apenas no final da esporulação). Dentre os genes reprimidos, as categorias funcionais mais representadas foram: biossíntese de proteína, transporte de carboidratos e metabolismo energético. A comparação dos dados de expressão gênica da esporulação com aqueles obtidos recentemente em nosso laboratório para a germinação mostrou um grande número de genes regulados inversamente ao longo das duas fases de diferenciação do ciclo de vida de B. emersonii. Muitos genes induzidos na esporulação são reprimidos na germinação e vice versa. Analisamos também o efeito de glicose e triptofano sobre a expressão gênica durante a formação dos zoósporos, tendo em vista que tais nutrientes são capazes de inibir a esporulação de B. emersonii. Nossos resultados mostraram que na presença de glicose (1%) genes envolvidos na composição e atividade do citoesqueleto foram superexpressos, enquanto na presença do aminoácido triptofano houve um aumento na expressão de genes envolvidos no processo de enovelamento de proteínas e proteólise, e na resposta ao estresse oxidativo. Além disso, genes envolvidos no processo de esporulação propriamente dito foram reprimidos durante o tratamento com triptofano. Investigamos também a via de sinalização por GMP cíclico (cGMP), cujos níveis aumentam consideravelmente durante a esporulação de B. emersonii. Iniciamos o estudo com uma busca no banco de ESTs de B. emersonii (http://blasto.iq.usp.br) por seqüências que codificassem enzimas envolvidas na síntese e degradação de cGMP. Foram encontradas três ESTs que codificam domínios catalíticos que parecem pertencer a três diferentes guanilato ciclases e uma EST codificando uma fosfodiesterase com alta similaridade com fosfodiesterases que possuem alta afinidade por cGMP. Experimentos de microarranjos de cDNA validados por RT-PCR quantitativo em tempo real mostraram que os quatro transcritos são expressos durante esporulação, com picos de indução durante a fase tardia da esporulação, momento em que ocorre a biogênese dos zoósporos. Além disso, dados obtidos a partir de experimentos in vivo e in vitro utilizando inibidores das enzimas guanilato ciclase e óxido nítrico sintase, sugeriram a participação do íon Ca2+ e do radical livre óxido nítrico (•NO) na atividade de guanilato ciclase, em uma via do tipo Ca2+-•NO-cGMP. / In the present work, we analyzed global gene expression changes during the sporulation phase of the aquatic fungus Blastocladiella emersonii using cDNA microarray technology with chips containing 3773 distinct genes. A total of 615 genes were upregulated and 645 were down-regulated along the sporulation of the fungus. The overrepresented functional categories among the induced genes were: microtubule and cytoskeleton, signal transduction, Ca2+ binding activity, proteolysis (only at the beginning of sporulation), and chromosome biogenesis and organization (only at the end of sporulation). Among the down-regulated genes, the over-represented functional categories were: protein biosynthesis, carbohydrate transport, and energetic metabolism. Sporulation gene expression data were compared with those obtained recently in our laboratory for the germination phase, showing that a great number of genes are inversely regulated along the two differentiation stages of B. emersonii life cycle. We also analyzed the effects of glucose and tryptophan on gene expression during biogenesis of the zoospores, as such nutrients are able to inhibit B. emersonii sporulation. Our results showed that in the presence of glucose (1%) genes related to activity and composition of cytoskeleton were over-expressed, while in the presence of tryptophan genes involved in protein folding, proteolysis and oxidative stress were induced. In addition, genes involved in the sporulation process per se were downregulated by tryptophan treatment. We also investigated the cyclic GMP signaling pathway, as the levels of this cyclic nucleotide increase considerably during B. emersonii sporulation. Firstly, we searched for sequences encoding enzymes involved in cGMP synthesis and degradation using the B. emersonii EST databank (http://blasto.iq.usp.br). Three sequences were found encoding distinct guanylate cyclase catalytic domains, and one showed high similarity with phosphodiesterases that exhibit high affinity for cGMP. Microarray experiments, validated by real time quantitative RT-PCR, showed that the four transcripts are induced during sporulation, reaching maximum levels at the late stages of sporulation, when zoospore biogenesis occurs. In addition, data obtained from in vivo and in vitro experiments using inhibitors for the enzymes guanylate cyclase and nitric oxide synthase indicated the involvement of the ion Ca2+ and the free radical nitric oxide (•NO) in guanylate cyclase activity, suggesting the existence of a Ca2+-• NO-cGMP signaling pathway.

Introdução: A derivação gástrica em Y de Roux (DGYR) é considerada um bom modelo cirúrgico para estudar mecanismos associados à perda de peso e remissão de diabetes mellitus tipo 2 (DM2) em pacientes obesos. Após DGYR, variações na microbiota intestinal podem ocorrer. Objetivo: O objetivo desse estudo foi avaliar o perfil da microbiota intestinal nos períodos pré e pós-operato?rio, precoce e tardio, de pacientes obesas diabéticas submetidas à DGYR, e estudar sua associação com variáveis clínicas, antropométricas, de ingestão alimentar e remissão total de DM2. Métodos: O perfil da microbiota intestinal foi avaliado em amostras fecais obtidas de mulheres obesas com DM2 no momento pré-operatório - basal (n=25), três meses (n=20) e 12 meses (n=14) após DGYR através do sequenciamento do gene RNA ribossomal 16S (16SRNA) com equipamento Illumina MiSeq. Nos três períodos foram coletados dados de ingestão alimentar, composição corporal e marcadores bioquímicos. O diagnóstico de remissão total de DM2 foi obtido após 12 meses de cirurgia, respeitando os critérios da American Diabetes Association (ADA). Resultados: Três meses após DGYR foi observado aumento (n=9) e decréscimo (n=1) de gêneros bacterianos e aumento da riqueza da microbiota intestinal, em relação aos apresentados no momento basal (p <- 0,05). Nenhuma alteração na abundância da microbiota intestinal foi observada entre 3 e 12 meses após a cirurgia (p >,05). No entanto, em relação ao momento pré-operatório, a razão Firmicutes/Bacteroidetes diminuiu após 12 meses da cirurgia (p < 0,037). Houve aumento na riqueza da microbiota que se associou à maior ingestão de fibras e menor ingestão de gorduras (p <- 0,05), em todos os tempos. Ao longo do período pós-operatório, as variáveis metabólicas gerais mostraram melhora, acompanhadas pela redução significativa de peso corpóreo e massa de gordura. Pacientes com remissão total de DM2 (RTDM) (57%) apresentaramno período pré-operatório aumento de três gêneros de bactérias intestinais e diminuição de dois gêneros, comparado aos doentes sem RTDM. Conclusões: Após DGYR, houve alterações quanto à composição do perfil da microbiota intestinal de mulheres obesas diabéticas e aumento da riqueza bacteriana. Os hábitos alimentares também influenciaram a modificação da microbiota fecal. A diferença pré-operatória de gêneros bacterianos encontrada em pacientes com remissão total do DM2 sugere a possibilidade de uso de marcadores microbianos na seleção de pacientes que podem se beneficiar desse efeito metabólico da cirurgia bariátrica / Background: Roux-en-Y gastric bypass (RYGB) is considered a good surgical model to study mechanisms associated with weight loss and remission of type 2 diabetes mellitus (DM2) in obese patients. After RYGB, variations in intestinal microbiota may occur. Objective: To evaluate the profile of the intestinal microbiota in the preoperative and postoperative periods, early and late, of obese diabetic patients submitted to the RYGB, and study the association with clinical, anthropometric, food intake and total remission of DM2. Methods: The intestinal microbiota profile was evaluated in faecal samples obtained from obese women with DM2 before (n = 25), three months (n = 20) and 12 months (n = 14) after RYGB, by extracting ribosomal RNA 16S and sequencing in Illumina MiSeq. Data on food intake, body composition and biochemical markers were collected in the same periods. The diagnosis of total remission of DM2 was obtained after 12 months of surgery, respecting the criteria of the American Diabetes Association (ADA). Results: Three months after DGYR, there was an increase (n = 9) and a decrease (n = 1) in bacterial genus and an increase in intestinal microbiota richness compared to basal (p <= 0.05). No change in intestinal microbiota abundance was observed between 3 and 12 months after surgery (p > 0.05). However, in relation to baseline, the Firmicutes / Bacteroidetes ratio decreased after 12 months of surgery (p < 0.037). There was an increase in the richness of the microbiota that was associated to the higher fiber intake and lower fat intake (p <= 0.05). Over the postoperative period, the general metabolic variables showed improvement, accompanied by a significant reduction in body weight and loss of fat mass. Patients with total remission of DM2 (TRDM) (57%) in the preoperative period, had an increase in tree genus of bacteria and a decrease in two genera of bacteria compared with patients without a total remission of DM2. Conclusions: After RYGB, changes occur in the intestinal microbiota profile of diabetic obese women, in terms of composition and increase of bacterial richness. Feeding habits also influenced the fecal microbiota modification. The difference in bacterial genus found in patients with total remission of DM2 suggests the potential possibility of using microbial markers to select patients who may benefit from this metabolic effect of bariatric surgery

INTRODUÇÃO: A doença de Chagas é causada pelo protozoário flagelado Trypanosoma cruzi (T. cruzi) e ainda hoje representa um grande problema de saúde pública tendo infectado mais de oito milhões de pessoas. A patogênese da cardiomiopatia chagásica ainda não é completamente compreendida. A inflamação no miocárdio é intensa em relação ao número de parasitos presentes e também se observa um dano progressivo em outros órgãos como esôfago e cólon em 30% a 40% dos casos em que se diagnosticou a doença. Alguns estudos começaram a mostrar que a resposta imunológica a um parasita pode depender da microbiota intestinal; porém, ainda não existem estudos com a tecnologia de sequenciamento de nova geração (NGS) que descrevam a microbiota intestinal em doença de Chagas. É possível que uma pequena alteração do peristaltismo intestinal, decorrente da infecção por T. cruzi possa alterar a colonização de algumas bactérias as quais podem causar mudanças na reatividade do sistema imune como aumentar a resposta autoimune, gerando maior dano ao coração. OBJETIVO: Este trabalho objetivou descrever a microbiota intestinal de acordo com a forma clínica da doença de Chagas, através da amplificação do gene 16s RNA ribossomal e avaliar seu papel na patogênese da doença. MÉTODO: Foram selecionados 114 indivíduos, sendo 30 portadores da forma cardíaca da doença, 11 com a forma digestiva (megacólon), 32 com a indeterminada e 31 indivíduos saudáveis (controles). De cada um deles, foram coletadas amostras de fezes para a análise da microbiota por meio de técnicas de sequenciamento de nova geração Ion Torrent. Os resultados obtidos foram analisados pelo software QIIME para determinar a população de bactérias presentes nas amostras. A análise estatística foi realizada utilizando-se os testes não paramétricos de Kruskal-Wallis e Mann-Whitney U-test. RESULTADOS: A frequência relativa do filo Verucomicrobia foi significantemente menor no grupo cardíaco em comparação ao grupo controle e as outras formas clínicas: indeterminada e digestiva. Apesar da abundância relativa desse filo ser menor do que 1%, a diferença observada se manteve significante, mesmo após a correção de Bonferroni. CONCLUSÕES: Nosso estudo sugere que uma menor proporção do filo Verrucomicrobia possa estar relacionada ao processo inflamatório na forma cardíaca; porém, ainda pouco se conhece sobre este grupo de bactérias e seus componentes, que nos permita afirmar o seu efetivo papel na forma cardíaca da doença de Chagas / INTRODUCTION: Chagas disease is caused by the flagellate protozoan Trypanosoma cruzi (T.cruzi) and still represents a major public health problem with more than eight million people infected. Chagas cardiomyopathy pathogenesis is still not completely understood. Inflammation in the myocardium is intense in relation to the number of parasites present and progressive damage is also observed in other organs such as the esophagus and colon in 30% to 40% of the cases. Some studies are beginning to show that the immune response to a parasite may depend on the intestinal microbiota. However, there are no studies using NGS technology that describes the intestinal microbiota of Chagas disease. It is possible that a small change in intestinal peristalsis due to T cruzi infection may alter the colonization of some bacteria. These changes could cause changes in the reactivity of the immune system such as increasing the autoimmune response causing greater damage to the heart. OBJECTIVE: This study aimed to describe the intestinal microbiota according to the clinical form of Chagas disease, through amplification of the 16s ribosomal RNA gene and to evaluate its role in the pathogenesis of the disease. METHODS: A total of 114 individuals were selected, 30 of cardiac form of the disease, 11 with the digestive form (megacolon), 32 with indeterminate form and 31 healthy individuals (controls). Stool samples were collected and analysed for the microbiota using Ion Torrent sequencing technique. The results were analyzed by the QIIME software to determine the population of bacteria present in the samples. Statistical was performed using Kruskal-Wallis non-parametric test and Mann-Whitney U-test. RESULTS: The relative frequency of the Verrucomicrobia phylum was significantly lower among the cardiac group when compared to control, indeterminate and digestive form. Our study suggest that the phylum Verrucomicrobia may play a role in the miocardio inflammation process in Chagas disease, however little is known about these bacteria to infer the mechanism

Diferentes métodos de caracterização e inferências filogenéticas baseadas na seqüência de alguns genes nucleares indicam que Typanosoma cruzi pode ser dividido em dois grupos principais, denominados T. cruzi I e T. cruzi II. Outros subgrupos de isolados foram descritos, tais como grupo de rDNA 1/2 e zimodema 3 (Z3) cuja relação filogenética com os grupos T.cruzi I e T.cruzi II ainda não está clara. O cariótipo molecular é uma ferramenta que permite abordar diferentes aspectos do genoma de organismos. Neste trabalho, caracterizamos o cariótipo molecular de 22 isolados de T. cruzi a partir da separação de seus cromossomos por eletroforese de campo pulsado e hibridação com sondas que representam genes codificadores de proteína e de RNA. Verificamos extenso polimorfismo cromossômico entre os isolados e que isolados pertencentes aos grupos T. cruzi II, rDNA 1/2 e Z3 têm cromossomos de tamanho molecular maior (até 3,5 Mb) em relação a isolados de T. cruzi I (até 2,8 Mb). Os dados do cariótipo molecular também foram utilizados para averiguar o significado evolutivo do polimorfismo cromossômico. As análises fenéticas foram baseadas no índice de diferença absoluta de tamanho cromossômico (aCSDI) obtido a partir da hibridação dos cromossomos com um número variável de marcadores genéticos. Inicialmente analisamos nove isolados, classificados por diferentes abordagens moleculares nos gruposT. cruzi I, T. cruzi II e grupo de rDNA 1/2, este último considerado um grupo de isolados híbridos e incluído por alguns autores no grupo T. cruzi II. Dendrogramas de aCSDI obtidos a partir de 3 a 21 sondas definiram em todos os casos três grupos: dois correspondentes a T. cruzi I e T. cruzi II e um terceiro, ao grupo de rDNA 1/2. O isolado CL Brener - organismo de referência do Projeto Genoma deT. cruzi - ora agrupou com T. cruzi II ora com o grupo de rDNA 1/2, ilustrando seu caráter híbrido. Três grupos também foram observados no dendrograma construído com dados de polimorfismo de tamanho de fragmentos de restrição (RFLP) hibridados com dezoito sondas. A topologia dos dendrogramas de dados de cariótipo molecular e de RFLP é similar, com um coeficiente de correlação significante (r = 0.86062; P < 0.0001), corroborando uma forte estruturação dos grupos. Subseqüentemente, avaliamos a posição de isolados de Z3 em relação aos três grupos acima mencionados, uma vez que alguns autores situam Z3 no grupo T. cruzi II. Analisamos o padrão de hibridação de 9 sondas com os cromossomos de 19 isolados (oito de Z3, três de T. cruzi I, três de T. cruzi II e cinco de rDNA 1/2). A topologia dos dendrogramas mostrou quatro grupos correspondentes, respectivamente, a T. cruzi I, T. cruzi II, grupo de rDNA 1/2 + CL Brener e Z3 (oito dos nove isolados). Este estudo também revelou que isolados híbridos têm uma maior proporção de cromossomos homólogos de tamanhos diferentes em comparação com isolados não híbridos. De um modo geral, nossos resultados mostram que cromossomos são caracteres valiosos para a identificação de táxons em T. cruzi. Uma vez que isolados do grupo de rDNA 1/2 apresentam cistrons ribossômicos de tipo 1 e de tipo 2, caracterizamos a distribuição dos cistrons nas bandas cromossômicas destes isolados. Verificamos que a fração majoritária dos genes de rDNA do tipo 2 está localizada na banda de 1,5 Mb e que os cistrons do tipo 1 estão localizados principalmente na banda de 1,1 Mb. Também estimamos o número de cromossomos e tamanho do genoma de quatro isolados de T. cruzi , com base na análise densitométrica da intensidade de fluorescência dos cromossomos corados com SYBR Green I. Para esta finalidade idealizamos um modelo matemático que permitiu estimar 52, 65, 72 e 44 cromossomos (na célula 2N), respectivamente, para CL Brener, Esmeraldo cl3, SO3 cl5 e Silvio X10 cl1. O tamanho do genoma dos isolados foi calculado, respectivamente em, 70 Mb, 78 Mb, 94,7 Mb e 47 Mb. Os novos aspectos do cariótipo molecular de T. cruzi aqui apresentados contribuirão para a compreensão da organização do genoma deste parasita e auxiliarão na atribuição de arcabouços de genes (scaffolds) aos cromossomos de CL Brener. / Different typing methods and phylogenetic inference based on the nucleotide sequence of few nuclear genes indicate that Trypanosoma cruzi can be divided into two major groups named as T. cruzi I and T. cruzi II. Additional subgroups of isolates have been described, such as group of rDNA 1/2 and zymodeme 3 (Z3), whose phylogenetic relationships with the T. cruzi I and T. cruzi II groups is not clear. The molecular karyotype is a tool that allows investigation of particular aspects of the genome of organisms. In this study, we have characterized the molecular karyotype of 22 isolates following the separation of chromosomes by pulsed-field gel electrophoresis and hybridization with probes that represent genes coding for proteins or RNA species. We observed an extensive chromosome polymorphism between the isolates and that isolates typed as T. cruzi II, rDNA 1/2 and Z3 have chromosome of larger molecular size (up to 3.5 Mb) in relation to T. cruzi I isolates (up to 2.8 Mb). Data from molecular karyotype have been also used to verify the evolutionary meaning of chromosome polymorphism. The phenetic analyses were based on the absolute chromosomal size difference index (aCSDI), calculated from the hybridization of a variable number of genetic markers. Initially, we analyzed nine isolates, classified by different molecular approaches into T. cruzi I,T. cruzi II and rDNA 1/2 groups. This latter group has been considered of hybrid genotypes and has been included by some authors in the T. cruzi II group. aCSDI-based dendrograms obtained from 3 to 21 probes defined in all the cases three clusters: two corresponding, respectively, to T. cruzi I and T. cruzi II groups; and a third one, to rDNA group 1/2. CL Brener - the reference organism of the T. cruzi Genome Project - was alternatively positioned in T. cruzi II or rDNA 1/2 group clusters, illustrating the hybrid nature of this isolate. Three clusters were also observed in the dendrogram constructed with restriction fragment length polymorphism (RFLP) data from 18 probes. The topology of the chromosome and RFLP dendrograms is similar, with a significant correlation coefficient (r = 0.86062; P < 0.0001), supporting a strong structuring of the clusters. Subsequently we evaluated the position of Z3 isolates in relation to the above-mentioned groups, because some authors clustered Z3 with T. cruzi II group. For this purpose we determined the hybridization pattern of 9 probes with the chromosomes of 19 isolates (eight of Z3; three of T. cruzi I; three of T. cruzi II and five of rDNA 1/2). The topology of the aCSDI-based dendrograms showed four clusters corresponding, respectively, to T. cruzi I, T. cruzi II, rDNA 1/2 + CL Brener and Zymodeme 3 (eight out of nine isolates). This study also revealed that hybrid stocks have a larger proportion of two different-sized homologous chromosomes, as compared with non-hybrid. Overall, our results show that chromosomes are valuable characters for identification of evolutionary groups in T. cruzi. Because rDNA 1/2 isolates have ribosomal cistrons of type 1 and type 2, we have characterized the distribution of both cistrons in the chromosomal bands of these isolates. We verified that the majority of type-2 rDNA genes are localized in a 1.5 Mb band, whereas type-1 cistrons are mostly concentrated in a 1.1 Mb band. We have also estimated the number of chromosomes and genome size of four T. cruzi isolates, based on the densitometric analysis of the fluorescence intensity of chromosomes stained with SYBR Green I. For this purpose, we devised a mathematical model that allowed estimating 52, 65, 72 and 44 chromosomes (2N cell), respectively, in CL Brener, Esmeraldo cl3, SO3 cl5 and Silvio X10 cl1. The genome size in these isolates has been calculated, respectively, as 70 Mb, 78 Mb, 94,7 Mb and 47 Mb. The novel aspects of T. cruzi karyotype here presented contribute to the comprehension of the genome organization of this parasite and will assist the assignment of scaffold to the CL Brener chromosomes.

Os microrganismos atraem considerável atenção por serem uma fonte de compostos biotecnológicos e farmacêuticos. Diversos produtos naturais peptídicos produzidos por fungos e bactérias são sintetizados por grandes enzimas, conhecidas como peptídeo sintetase não ribossômica (NRPS) e policetídeo sintase (PKS). A bioprospecção dos microrganismos isolados do solo de Terra Preta Antropogênica (TPA) da Amazônia Ocidental é de grande importância para o conhecimento deste bioma tropical. Este estudo correlacionou a presença de sideróforos e de compostos antimicrobianos produzidos pelos microrganismos isolados de TPA e dos solos adjacentes com a presença dos genes que codificam para NRPS e PKS. Linhagens bacterianas foram isoladas das amostras do solo coletadas de 10, 20 e 40 cm de profundidade. Os isolados foram cultivados em meio líquido específico por 2 dias a 28oC. Um total de 143 isolados foi testado para a atividade de sideróforo e para isso, as linhagens foram inoculadas em um meio com baixa concentração de ferro (MM9) contendo o complexo cromoazurol S-Fe3. Do total, 72 isolados apresentaram reação positiva para a produção de sideróforo. O DNA genômico dos isolados foi extraído e a amplificação por PCR foi realizada usando iniciadores específicos para NRPS e PKS. Os resultados mostraram que quinze isolados apresentaram o gene que codifica para NRPS, vinte isolados para PKS e somente dez isolados apresentaram ambos os genes. A presença de genes de NRPS e PKS em 31% dos isolados testados sugere que a produção dos sideróforos possa ocorrer pela via não ribossomal. Dois isolados foram selecionados para estudos de identificação e caracterização dos compostos. O isolado TP11 foi identificado como Pseudomonas putida através de seqüenciamento do 16S rRNA e apresentou resultado negativo para hidroxamato e catecol, sugerindo que o tipo de sideróforo não possui nenhum destes grupos funcionais. O isolado TP16 foi identificado como Pseudomonas putida e apresentou produção de sideróforo do tipo catecol e hidroxamato, sugerindo a produção de mais de um sideróforo. Além disso, esta linhagem produziu um composto antimicrobiano, com atividade de sideróforo identificado por espectrometria de massas como pseudomonina com massa molar de 330 Da. / Microorganisms have attracted considerable attention as a source for biotechnological and pharmaceutical agents. Several peptidic natural products synthesized by fungi and bacteria are assembled by large enzymes, referred as nonribosomal peptide synthetase (NRPS) and polyketide synthase (PKS). Bioprospection of microorganisms isolated from Anthropological Dark Earth soil of Brazilian Occidental Amazon is of great importance to the knowledge of this tropical biome. This study aimed to correlate the presence of siderophores and antimicrobial compounds produced by microorganisms isolated from Dark Earth and adjacent soils of Brazilian Amazon with the presence of genes encoding NRPS and PKS. Bacterial strains were isolated from soil samples collected at 10, 20 and 40 cm depth. The isolates were grown in specific liquid medium for 2 d at 28oC. A total of 143 isolates were screened for siderophore activity and for this, bacterial strains were inoculated on plates containing an iron-limited medium (MM9) amended with a chromeazurol S-Fe3 complex. From the total, seventy-two isolates showed positive reaction for siderophore production. Genomic DNA of the isolates was extracted and PCR amplification was carried out using specific primers for NRPS and PKS. The results showed that fifteen isolates presented NRPS, twenty isolates presented PKS and only ten isolates showed both genes. The presence of NRPS and PKS genes in 31% of the isolates tested suggests that production of siderophores may occur by a nonribosomal pathway. Two isolates were selected for further studies. Isolate TP11 was identified as Pseudomonas putida by 16S rDNA sequencing analysis and was negative for hydroxamate and catechol, suggesting that the siderophore type has no hydroxamate- or catechol-type functional groups. The isolate TP16 was identified as Pseudomonas putida and showed the production of catechol and hydroxamate siderophore-type, suggesting the production of more than one siderophore. In addition, this strain produced an antimicrobial compound, with siderophore activity identified through mass spectrometry as pseudomonine with a molar mass of 330 Da.