Orientador: Erick da Cruz Castelli / Resumo: O Complexo HLA (Human Leukocyte Antigen Complex) é a região mais variável do genoma humano. O gene HLA-A é o segundo mais polimórfico do grupo e responsável por codificar moléculas envolvidas no processo de apresentação antigênica e modulação das células NK (Natural Killer). Diversos estudos avaliaram a variabilidade do gene HLA-A em populações mundiais. No entanto, estes estudos focaram-se principalmente na variabilidade dos éxons, ignorando a variabilidade de íntrons e regiões regulatórias. A variabilidade do gene HLA-A é particularmente elevada no segmento que codifica a fenda de ligação a peptídeos (éxons 2 e 3), relacionado com a função de apresentação antigênica e alvo de seleção balanceadora. No presente estudo avaliamos a diversidade genética do gene HLA-A considerando um segmento contínuo que compreende o promotor estendido (1.5 Kb upstream do primeiro ATG traduzido), todos os éxons (incluindo a região 3’ não-traduzida) e íntrons por meio de sequenciamento paralelo massivo. As estratégias computacionais empregadas no estudo utilizam-se de programas de livre acesso ou desenvolvidos localmente, viabilizando um mapeamento adequado das sequências produzidas e a genotipagem/haplotipagem para genes HLA. A variabilidade detectada para o gene HLA-A em uma amostra brasileira demonstrou que os segmentos regulatórios apresentam poucas sequências diferentes, porém as sequências existentes são bastante divergentes entre si. As variantes regulatórias apresentam alto desequilíbrio ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: HLA-A is the second most polymorphic loci at the Human Leucocyte Antigen (HLA) complex and encodes a key molecule for antigen presentation and NK cell modulation. Many studies have evaluated HLA-A variability in worldwide populations focusing mainly on exons, and the regulatory segments are poorly characterized. HLA-A variability is particularly high at the segment encoding the peptide-binding groove (exons 2 and 3), which is probably related to their antigen presentation function and balancing selection acting at these segments. Here we evaluate the variability and haplotypes of the HLA-A gene considering a continuous segment encompassing the extended promoter (1.5 Kb upstream the first translated ATG), all exons and introns, and the entire 3’ untranslated region, by using massively parallel sequencing. To achieve this goal, we used a freely available bioinformatics workflow that optimizes read mapping for HLA genes and defined haplotypes using either the phase among variable sites observed directly in sequencing data or probabilistic models. The HLA-A variability detected in a highly admixed population sample from Brazil demonstrates that the HLA-A regulatory segments present few, but divergent haplotypes. The regulatory segments are in close association with the coding alleles. Introns segments are also quite variable. In addition, patterns of molecular diversity suggest that the promoter, in addition to the coding region, might be under the same selective regime, but a di... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

As neuropatias periféricas hereditárias são um grupo heterogêneo de doenças relacionadas que afetam o sistema nervoso periférico. Elas podem ser classificadas de acordo com a velocidade de condução motora nos membros superiores (tipo 1 - CMT1, tipo 2 - CMT2 ou intermediário - iCMT), de acordo com o padrão de herança (autossômicas dominantes, autossômicas recessivas ou ligadas ao X) e quanto ao fenótipo de apresentação (neuropatias hereditária sensitivo e motora - CMT, neuropatia hereditária sensitiva - HSN ou neuropatia motora hereditária distal - dHMN). O uso das tecnologias de sequenciamento de nova geração (NGS) para diagnóstico de pacientes com neuropatia hereditária é particularmente eficiente uma vez que representa uma doença Mendeliana com mais de 90 genes diferentes relacionados. Foram avaliados 30 pacientes com diferentes subtipos de neuropatia hereditária (3 CMT1, 12 CMT2, 8 iCMT, 4 dHMN e 3 HSN). Foram identificadas 6 mutações (SH3TC2, GDAP1, MME, IGHMBP2, 2 AARS) e 7 variantes provavelmente patogênicas (KIF1A, DRP2, MME, MPZ, VRK1, SIGMAR1, FLVCR1). Com uma taxa de positividade de 43.3%. As variantes provavelmente patogênicas foram consideradas como a causa da apresentação fenotípica apresentada pelos pacientes baseado na frequência de variantes nos bancos de população normal, no efeito bioquímico das variantes sobre a estrutura proteica e pela análise in silico. No entanto, essas variantes necessitam de evidências adicionais que confirmem sua patogenicidade. Foram identificadas variantes novas nos genes MPZ, KIF1A, DRP2, IGHMBP2, VRK1, SIGMAR1 e FLVCR1 ampliando a variabilidade genotípica desses genes. A associação das mutações identificadas nos genes VRK1, KIF1A, IGHMBP2 e FLVRC1 permitiu a expansão dos fenótipos relacionados a esses genes. Mutações no gene VRK1 podem causar uma dHMN com sinais de liberação piramidal e envolviemento preferencial do compartimento posterior da perna. Transtorno do espectro autista pode ser observado em associação a mutações no gene KIF1A e mutações no gene FLVRC1 podem causar um fenótipo grave caracterizado por insensibilidade congénita a dor e acromutilações. Mutações no gene IGHMBP2 podem causar uma sobreposição entre os fenótipos SMARD1/CMT2S com disautonomia restrita ao trato gastro intestinal. Esse estudo demonstra que o uso de WES para o diagnóstico molecular de doenças geneticamente heterogêneas como as neuropatias hereditárias é uma ferramenta útil. / The hereditary peripheral neuropathies are a heterogeneous group of genetic disorders in which peripheral nervous system degeneration leads to weakness, atrophy and loss of sensation. It can be classified according motor conduction velocities in the upper limbs (type 1 - CMT1, type 2 - CMT2 or intermediate - iCMT), according to inheritance pattern (autosomal dominant, autosomal recessive or X linked) and according to the mainly group of fibres clinically involved (hereditary sensory and motor neuropathy - CMT, hereditary sensory neuropathy - HSN or distal hereditary motor neuropathy - dHMN). The use of next generation sequencing technologies (NGS) for the diagnosis of patients with genetic diseases is well established, as CMT is a Mendelian disease with more than 90 different related genes already reported. We evaluated 30 patients with all subtypes of hereditary neuropathy (3 CMT1, 12 CMT2, 8 iCMT, 4 dHMN and 3 HSN). Six mutations (SH3TC2, GDAP1, MME, IGHMBP2, 2 AARS) and 7 likely pathogenic variants (KIF1A, DRP2, MME, MPZ, VRK1, SIGMAR1, FLVCR1) were detected, leading to a positive rate of 43.3%. Likely pathogenic variants were considered based on their frequency in normal population, in silico analysis and segregation with phenotype. Despite they have strong evidences to support their causative status further evidence of their pathogenicity is required. New variants were identified in the genes MPZ, KIF1A, DRP2, IGHMBP2, VRK1, SIGMAR1 and FLVCR1 amplifying their genotypic variability. The mutations identified in VRK1, KIF1A, IGHMBP2 and FLVRC1 expanded their phenotype spectrum. Mutations in the VRK1 gene may cause dHMN with upper motor neuron signs. Autistic spectrum disorder may be observed in association with mutations in the KIF1A gene and mutations in the FLVRC1 gene may cause a severe phenotype characterized by congenital insensitivity to pain and acromutilations. Mutations in the IGHMBP2 gene may cause an overlap between SMARD1 and CMT2S phenotypes with organ specific dysautonomia. This study demonstrates that WES is a powerful tool for molecular diagnosis of hereditary neuropathies. Additionally, this study provides new information on the mutations in the VRK1, KIF1A and FLVRC1 genes by adding new mutations and increasing the phenotypic variability of the neuropathies associated with these genes.This study demonstrates WES is a powerful tool for molecular diagnosis of hereditary neuropathies.

A miopatia miotubular é uma doença genética congênita que afeta a musculatura esquelética e respiratória, causada por mutações no gene MTM1. Apresenta padrão de herança recessivo ligado ao cromossomo X e frequência estimada de 1/50.000 meninos nascidos vivos. O diagnóstico é geralmente realizado através de biopsia muscular, com presença de fibras pequenas com núcleo central, predominância de fibras do tipo I, concentração de miofibrilas na periferia da fibra e região central ocupada por acúmulos de mitocôndrias e glicogênio. O quadro clínico é bastante grave, com manifestação clínica no período neonatal e óbito nos primeiros meses, ou ano de vida. Os pacientes apresentam hipotonia e fraqueza muscular generalizadas, dificuldade de alimentação, ptose palpebral, oftalmoplegia, hérnia inguinal e criptorquidia. Mulheres portadoras das mutações são geralmente assintomáticas, mas diversos casos de heterozigotas sintomáticas têm sido relatados. Pacientes com miopatias congênitas estruturais vem sendo estudados nos últimos 20 anos no Centro de Pesquisa do Genoma Humano e Células Tronco (CPGH-CEL) da Universidade de São Paulo (USP). Atualmente, em razão do avanço das tecnologias de análise molecular do DNA, como o sequenciamento de nova geração (NGS - Next Generation Sequencing), o diagnóstico tem se tornado cada vez mais preciso. No presente trabalho, pacientes de 12 famílias estudadas no CEGH-CEL foram submetidos à triagem mutacional, utilizando técnica de NGS. Onze mutações foram identificadas (c.109 C>T; c.139_142 delAAAG; c.706 A>T; c.1010 G>A, c.1181 A>G, c.1262 G>A, c.1354 -1 G>C, c.1465_1465delC, c.1467 +1 G>A, c.1528 A>T; c.1528 A>T); entre elas 5 já descritas como patogênicas e 6 são novas. Em duas famílias, foram identificadas 4/8 e 2/4 mulheres portadoras apresentando algum nível de manifestação clínica. A análise de desvio de inativação do X revelou desvio aleatório em pelo menos 4 das heterozigotas manifestantes. Além disso, adicionando os casos deste trabalho aos relatados na literatura, a taxa de penetrância da doença foi estimada em 30% em mulheres heterozigotas, o que é compatível com um padrão de penetrância incompleta e poderia explicar a alta frequência de mulheres manifestantes. Uma análise de exomas foi realizada a fim de identificar possíveis genes modificadores que explicassem a variabilidade clínica observada. Foi identificada uma região de 4,2 Mb contendo genes contíguos no cromossomo 19 que pode estar relacionado à modulação do fenótipo / Myotubular myopathy is a rare congenital muscle genetic disease, caused by mutations in the MTM1 gene. With a X-linked recessive inheritance, the disease affects 1/50.000 living born males. The clinical picture is characteristic and very severe, with manifestation in the neonatal period, including generalized hypotonia and muscle weakness, feeding difficulty, palpebral ptosis, ophthalmoplegia, inguinal hernia, and cryptorchidism. Most affected die in the first few months or year of life, and those who survive often depend on care and assistance to perform activities of daily living, as well as require mechanical ventilation and enteral nutrition. Females carrying the mutations are generally asymptomatic, but several cases of symptomatic heterozygotes have been reported, compared to the low frequency of manifesting carriers in other X-recessive diseases. Patients with structural congenital myopathies have been studied in the last 20 years at the Human Genome and Stem Cell Research Center (HUG-CELL) at the University of São Paulo (USP). The diagnosis of myotubular myopathy is usually made with muscle biopsy findings, with small fibers with central nuclei, the predominance of type I fibers, the concentration of myofibrils in the periphery of the fiber and central region occupied by accumulations of mitochondria and glycogen. More recently, with the advancement of DNA molecular analysis technologies, such as Next Generation Sequencing (NGS), the diagnosis has become increasingly accurate. In the present study, patients from 12 families studied in the HUG-CEL were submitted to mutation screening using NGS techniques. Eleven mutations were identified (c.109 C> T; c.139_142 delAAAG; c.706 A> T; c.1010 G> A, c.1181 A> G, c.1262 G> A, c.1354-1 G> C, c.1465_1465delC, c.1467 +1 G> A, c.1528 A> T; c.1528 A> T); among them 6 are novel. In two families, 4/8 and 2/4 female carriers were identified, presenting some level of clinical manifestation. Inactivation skewing analysis of the X chromosome revealed random inactivation in at least 4 of the manifesting carriers. In addition, joining the cases of this work to those reported in the literature, the disease penetrance rate was estimated to be 30% in heterozygous women, which is compatible with an incomplete penetrance pattern and could explain the high frequency of manifesting females. An exome analysis was performed to identify possible modifying genes that explain the observed clinical variability. A region of 4,2 Mb containing contiguous genes was identified on chromosome 19 that may be related to phenotype modulation

A cor da pele, olhos e cabelos são alguns dos traços fenotípicos mais aparentes quando nos referimos à identificação de características individuais. Essas características frequentemente são utilizadas na descrição de indivíduos em retratos falados usados em investigações policiais. Porém, em muitos casos as vítimas ou testemunhas não reconhecem o agressor, tornando inviável a produção desses retratos. Contudo, os vestígios biológicos deixados pelo criminoso poderiam ser utilizados na predição de suas características físicas, suprindo a falta ou complementando o retrato falado. Para que isso seja possível, é preciso conhecer as variáveis responsáveis pela formação desses fenótipos. No caso dos fenótipos de pigmentação há tanto um fator genético, quanto ambiental. Diversos genes participam da formação desses fenótipos, dentre eles está o gene MITF (Melanogenesis-associated transcription factor), um dos principais regulador da biossíntese de melanina nos melanócitos. Esse gene está fortemente associado às síndromes de Waadenburg e Tietz, as quais causam pigmentação anormal, principalmente na pele, e ao melanoma. No entanto, apesar do claro envolvimento do gene MITF na melanogênese, ainda não são conhecidas associações significativas de polimorfismos nesse gene com fenótipos de pigmentação. À vista disso, esse trabalho avaliou a relação da variabilidade do gene MITF com os fenótipos de pigmentação encontrados em uma amostra populacional do estado de São Paulo, por meio de sequenciamento de nova geração. Foram identificados 133 pontos de variação em toda a extensão do gene e sua região promotora, dos quais 21 estão associadas a pelo menos um fenótipo de pigmentação de pele, olhos ou cabelo. Adicionalmente foram encontradas associações com ao menos um fenótipo de pigmentação para 3 dos 17 haplótipos da região promotora, 7 dos 50 haplótipos da extensão que engloba a região 5UTR e codificante, e um dos 18 haplótipos encontrados na região 3UTR. Considerando os haplótipos encontrados para a extensão total do gene MITF e sua promotora, 20 dos 132 haplótipos encontrados estão associados a algum fenótipo de pigmentação. A maior parte das associações encontradas, tanto para alelos e genótipos quanto para haplótipos, são referentes a fenótipos mais escuros como cabelos castanhos escuros e pretos e pele escura. Associações com fenótipos mais claros, tais como olhos azuis e verdes e cabelos loiros e ruivos, também foram encontradas, porém envolvendo variantes e haplótipos de frequência baixa na população amostrada; tais associações, entretanto, representam achados falsos positivos. Os resultados confirmam a hipótese de que a variabilidade do gene MITF pode contribuir para a formação dos fenótipos de pigmentação de pele, olhos e cabelos dos indivíduos da população brasileira / Skin, eye and hair colors are some of the most noticeable phenotypes when referring to the identification of individual characteristics. These characteristics are often used to describe individuals in police sketches used in investigations. However, in many cases the victims or witnesses are unable to recognize the assaulter, making this sketches unfeasible. Nonetheless, biological traces left by the assaulter could be used to predict their physical characteristics, compensating or complementing these sketches. To make this possible, its necessary to know the variables responsible for the development of these traits. Pigmentation phenotype development relies on genetic and environmental aspects. A variety of genes contribute to the development of these phenotypes, among them MITF (Melanogenesis-associated transcription factor), one of the main regulators of melanin synthesis in melanocytes. This gene is strongly associated with Waardenburg and Tietz syndrome, which cause abnormal pigmentation, mostly in skin, and melanoma. Although MITFs clear involvement in melanogenesis, significant associations between this genes polymorphisms and pigmentation phenotypes are still unknown. Thus, this study evaluated the relation between MITF genetic variability and pigmentation phenotypes found in a population sample from the state of São Paulo, through next generation sequencing. There were identified 133 variation points through the whole gene and its promoter, from which 21 were associated with at least one skin, eye or hair pigmentation phenotype. Additionally, 3 of the 17 promoter haplotypes, 7 of the 50 haplotypes comprising the 5UTR and coding regions and one of the 18 3UTR haplotypes were associated with at least one pigmentation phenotype. Considering the haplotypes found for the whole gene and its promoter, 20 of the 132 haplotypes found were associated with at least one phenotype. The majority of the associations found for alleles, genotypes and haplotypes were related to darker phenotypes, like dark brown and black hair and dark skin. Associations with lighter phenotypes, like blue and green eyes and blonde and red hair, were also found, although involving variants and haplotypes with low frequencies in the studied population; these associations, however, represent false positives. The results corroborate the hypothesis that the MITF variability can contribute to the formation of pigmentation phenotypes in skin, eye and hair in the Brazilian population

An interdisciplinary approach integrating micro and macroevolution, genomic, morphometric and morphological variation, systematics, quantitative genetics, and biogeography was employed to investigate the evolutionary history of the genus Holochilus (Rodentia: Sigmodontinae). Holochilus presents poorly defined species, with nomenclatural problems and phylogenetic relationships on species level unknown. The current species number possibly does not reflect its real diversity, and no work combining genetic and morphometric evidences from all its geographic range was performed. This genus belongs to the tribe Oryzomyini, and along with other 14 genera constitute the Oryzomyini clade D, the most comprehensive generic diversity of the tribe, occupying distinct environments. The internal phylogenetic relationship within this clade is still unclear and variable. Due to its broad geographic distribution, Holochilus also represents a key piece on the study of the evolution of oryzomines of open formations of South America. Based on a comprehensive sampling, I analyzed patterns of morphometric and genomic variation within Holochilus, in order to delimit the species belonging to this genus, as well as access the phylogenetic relationship between these lineages. I investigated the sexual and ontogenetic variation in this group, comparing natural and captive populations, seeking for understand the effect of the environmental differences in the pattern of variation and ontogenetic trajectories (Chapter 1). I also evaluated and compared the genomic variation among three species of Holochilus to verify the influence of the biomes and the climatic changes in the genomic signatures (Chapter 2). I applied a model-based approach to delimit species (Chapter 3). And finally, additional investigations were made to propose the phylogenetic relationship between members of clade D, and provide date intervals for the main diversifications events, as well as the possible process responsible for the biogeographic pattern current observed related with the forest and open areas occupation (Chapter 4). Sexual dimorphism exhibited small degree of variation among populations. The greater ontogenetic variation is found in the younger age classes, but oldest individuals also show larger degree of differentiation. There are also great differences in the ontogenetic trajectories among samples, where individuals from the captive population exhibited the lower degree of variation between all age classes. The quantitative genetic analysis showed that genomic differences are observed across the taxa, and it was associated with geography. Ecological niche models revealed that biomes with larger areas of stability also presented more genomic structure, suggesting that historical dimension impacted population isolation/connectivity. Results also shows that biomes not only differ geographically and environmentally (based on past climatic conditions), but also show significant association between the environmental space and the genetic variation that is not related with geography. Eight independent lineages within Holochilus were recovered, and the phylogenetic arrangement partially corroborates previous studies. Finally, the phylogeny proposed for the clade D presented some differences in comparisons with other previously reported, and suggest that most of the cladogenetic events happened during the Pleistocene, being the expansion of open environments an important driver of diversification in this group. / Uma abordagem interdisciplinar integrando micro e macroevolução, variação genômica, morfométrica e morfológica, sistemática, genética quantitativa e biogeografia foi empregada para investigar a história evolutiva do gênero Holochilus (Rodentia: Sigmodontinae). O gênero Holochilus apresenta espécies mal definidas, com problemas nomenclaturais e relações desconhecida. O número atual de espécies possivelmente não reflete a sua diversidade real e, até o momento, não foi realizado nenhum trabalho combinando evidências genéticas e morfométricas englobando toda a distribuição geográfica desse grupo. Este gênero pertence à tribo Oryzomyini, e juntamente com outros 14 gêneros (a diversidade genérica mais abrangente da tribo) formam o clado D. A relação filogenética interna dentro deste clado ainda é variável. Devido à sua ampla distribuição geográfica, Holochilus também representa uma peça chave no estudo da evolução dos oryzomíneos de formações abertas da América do Sul. Com base em uma amostragem abrangente, analisei padrões de variação morfométrica e genômica dentro de Holochilus, a fim de delimitar as espécies pertencentes a este gênero, bem como acessar a relação filogenética entre essas linhagens. Investiguei a variação sexual e ontogenética deste grupo, comparando populações naturais e de cativeiro, buscando entender o efeito das diferenças ambientais no padrão de variação e nas trajetórias ontogenéticas (Capítulo 1). Eu também avaliei e comparei a variação genômica entre três espécies de Holochilus a fim de verificar a influência dos biomas e das mudanças climáticas nas assinaturas genômicas das espécies (Capítulo 2). Em seguida eu apliquei uma abordagem baseada em modelos para delimitar as espécies (Capítulo 3). Finalmente, investigações adicionais foram realizadas para propor as relações filogenéticas entre os membros do clade D, fornecendo datas para os principais eventos de diversificação, e inferências sobre possíveis processos responsáveis pelo padrão biogeográfico atual, relacionado os mesmos com a ocupação florestal e áreas abertas (Capítulo 4). O dimorfismo sexual apresentou pequeno grau de variação entre as populações. A maior variação ontogenética é encontrada nas classes etárias mais jovens e mais velhas. Há também grandes diferenças nas trajetórias ontogenéticas entre as amostras, onde indivíduos da população cativeiro exibiram o menor grau de variação entre todas as classes etárias. A análise genética quantitativa mostrou que diferenças genômicas são observadas em todos os táxons e essa diferença está associada à geografia. Modelos de nichos ecológicos revelaram que os biomas com maiores áreas de estabilidade também apresentaram maior estruturação genômica, sugerindo que uma dimensão histórica impactou o isolamento/conectividade entre as populações. Os resultados também mostram que os biomas não só diferem geograficamente e ambientalmente (baseado em condições climáticas passadas), mas também mostram associação significativa entre o espaço ambiental e a variação genética que não está relacionada com a geografia. Adicionalmente, foi recuperado oito linhagens independentes dentro de Holochilus, e o arranjo filogenético parcialmente corrobora estudos anteriores. Finalmente, a filogenia proposta para o clado D apresentou algumas diferenças em comparação com outros estudos, e sugeriu que a maioria dos eventos cladogenéticos ocorreram durante o Pleistoceno, sendo a expansão dos ambientes abertos um importante motor de diversificação neste grupo.

Orientador: Fausto Foresti / Resumo: Characidium é um grupo de peixes amplamente distribuídos pela região Neotropical, embora seja considerado o mais especioso dentro de Crenuchidae, do ponto de vista citogenético o número de espécies investigadas ainda é baixo, o que dificulta a caracterização quanto a organização cromossômica do gênero. Em relação ao número diploide, as espécies de Characidium conservaram um cariótipo com 2n = 50 cromossomos, do tipo metacêntricos e submetacêntricos (com exceções), o que resulta em uma macroestrutura homogênea para o grupo. Porém, investigações utilizando sequências repetitivas têm contribuído para ilustrar que a organização microestrutural cromossômica pode diferir entre as espécies, refletindo o hábito destes peixes constituírem populações pequenas e isoladas em cabeceiras de riachos. Adicionalmente, algumas espécies de Characidium também foram descritas portando cromossomos B em seus cariótipos, e a utilização de ferramentas citomoleculares têm contribuído para explorar quanto a origem e evolução destes componentes cariotípicos. Neste sentido, o objetivo do presente estudo foi agregar técnicas citomoleculares com resultados de sequenciamento massivo, para tentar compreender a ocorrência de cromossomos B no genoma de Characidium sp. aff. C. vidali. Os resultados obtidos mostraram que i) o mapeamento físico de diferentes sondas de DNA repetitivo contribuíram não apenas para caracterizar o cariótipo da espécie em estudo, como também adicionaram mais informações quanto a organi... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Characidium is a group of fish widely distributed in the Neotropical region, although it is considered the most specious within Crenuchidae, from the cytogenetic point of view the number of species investigated is still low, which makes it difficult to characterize the chromosomal organization of the genus. In relation to the diploid number, Characidium species retained a karyotype with 2n = 50 chromosomes, metacentric and submetacentric (with exceptions), resulting in a homogeneous macrostructure for the group. However, investigations using repetitive sequences have contributed to illustrate that the chromosomal microstructural organization may differ between species, reflecting the habit of these fish constituting small and isolated populations in headwaters of streams. In addition, some species of Characidium have also been described carrying B chromosomes in their karyotypes, and the use of cyto-molecular tools has contributed to explore the origin and evolution of these karyotype components. In this sense, the objective of the present study was to aggregate cyto-molecular techniques with massive sequencing results to try to understand the occurrence of B chromosomes in the genome of Characidium sp. aff. C. vidali. The results showed that i) the physical mapping of different repetitive DNA probes contributed not only to characterize the karyotype of the species under study, but also added more information about the organization and evolution of the chromosomal microstruct... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Ana Damasceno (ana.damasceno@unipampa.edu.br) on 2016-11-07T16:30:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Evelise Carvalho.pdf: 2321912 bytes, checksum: 3957e800afc8b54ee2d2bc427c9dffd6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-07T16:30:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Evelise Carvalho.pdf: 2321912 bytes, checksum: 3957e800afc8b54ee2d2bc427c9dffd6 (MD5) Previous issue date: 2015-05-19 / Algas verdes da classe Trebouxiphyceae estão entre os organismos presentes no continente Antártico, onde a espécie mais relatada é a macroalga verde Prasiola crispa (Lightfoot) Kützing. Considerada um organismo extremófilo, pois se desenvolve com muito sucesso no habitat extremo da Antártica, ainda são raros na literatura dados moleculares sobre esta espécie, o que impede uma avaliação sobre sua taxonomia e posição filogenética. Com o advento das tecnologias de sequenciamento de nova geração, os genomas de organelas tornaram-se uma grande ferramenta para estudos de filogenia, pois fornecem inúmeros dados filogenéticos, sequências de proteínas e nucleotídeos e também informações sobre conteúdo gênico e arquitetura. Neste trabalho, foi determinada a sequência dos genomas do cloroplasto (cpDNA) e mitocondrial (mtDNA) de P. crispa, com o intuito de inferir as relações evolutivas deste organismos com outras espécies de plantas verdes, bem como uma análise estrutural. Os genomas plastidial e mitocondrial foram sequenciados por Macrogen Service (SolexaIllumina Hi-Seq 2500). A montagem, anotação, alinhamento, construção da filogenia e análise sintênica foram realizados in silico com softwares específicos. O cpDNA e mtDNA P. crispa apresentam 196.502 pb e 89.819 pb, respectivamente. Estes genomas acessórios apresentam 21 genes putativos relacionados com a fotossíntese e 18 genes relacionados com o metabolismo oxidativo. A análise filogenômica baseada no cpDNA demonstrou que P. crispa agrupou com alga trebouxiophyceae Prasiolopsis sp. formando o clado Prasiola juntamente com Stichococcus bacilaris. Nossos resultados para filogenômica embasada no mtDNA revelam que P. crispa agrupa com as outras espécies da classe Trebouxiphyceae. A análise de sintenia do cpDNA e mtDNA de P. crispa com a espécies de plantas verdes relacionadas evolutivamente demonstram que estes organismos apresentam poucos blocos gênicos sintênicos. Este trabalho pioneiro com a alga P. crispa, demonstra que os genomas acessórios suprem uma gama de dados moleculares que podem ser utilizados para estudos filogenômicos. Além disto, as informações geradas a partir do sequenciamento do cpDNA e mtDNA de P. crispa fornecem um aporte para estudos futuros mais aprofundados / Green algae from Trebouxiophyceae class are among the organisms in the Antarctic continent, where the most reported species is the green macroalga Prasiola crispa (Lightfoot) Kützing. This algae is considered an extremophile organism because develops successfully in the harsh Antarctic habitat, however studies reporting molecular data of this species are still lacking in the literature, which prevents an assessment of their correct taxonomy and phylogenetic position. With the advent of next generation sequencing technologies, it because easier to obtain molecular information as for example from organelle genomes making them a great tool for taxonomic studies because they provide a great number of, phylogenetic data, nucleotides, protein sequences, gene content and architecture information. In this study, we determined the sequence of the chloroplast (cpDNA) and mitochondrial (mtDNA) genome of P. crispa in order to infer the evolutionary relationships of the organisms with other species of green plants, as well as a structural analysis. Plastid and mitochondrial genome was sequenced by Macrogen Service (Illumina Solexa Hi-Seq 2500). The genome assembly, annotation, sequences alignment, phylogeny construction, and structural analyses were performed in silico with specific softwares. Plastid and Mitochondrial genomes have a total length of 196,502 bp and 89,819 bp, respectively. These genomes presented 21 putative photosynthesis related genes and 18 oxidative metabolism related genes, respectively. Phylogenetic analysis based on the cpDNA demonstrated that P. crispa grouped with Trebouxiophyceae algae Prasiolopsis sp. forming the Prasiola clade along with Stichococcus bacilaris. Our results for phylogenetic analysis grounded in mtDNA show that P. crispa groups with other species of Trebouxiphyceaen alga. Synteny analysis of P. crispa cpDNA and mtDNA with evolutionarily related species of green plants shows that these organisms have few syntenic gene blocks. This pioneering work with P. crispa provided the accessories genomes which suppled a range of molecular data that can be employed to taxonomic studies. In addition, the information generated from the sequencing of cpDNA and mtDNA of P. crispa provide a contribution for further studies.

Submitted by LIVIA MARIA GONÇALVES ROSSI null (liv.rossi@yahoo.com) on 2016-01-25T14:04:25Z No. of bitstreams: 1 TESE_HCV Multi-region_LIVIA ROSSI.pdf: 6853283 bytes, checksum: d2ce231bc1292f9fa0469f971cf0856b (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-01-25T17:23:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rossi_lmg_dr_sjrp.pdf: 6853283 bytes, checksum: d2ce231bc1292f9fa0469f971cf0856b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-25T17:23:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rossi_lmg_dr_sjrp.pdf: 6853283 bytes, checksum: d2ce231bc1292f9fa0469f971cf0856b (MD5) Previous issue date: 2016-01-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O vírus da Hepatite C (HCV) afeta cerca de 3% da população mundial. A cada ano, 3-4 milhões de novos casos são diagnosticados. A identificação de redes transmissão é complexa devido ao longo período de incubação, à falta de sintomas na fase aguda da doença e à heterogeneidade do HCV, que dificulta o estabelecimento de vínculos entre casos relacionados. Uma ampla caracterização das populações intra-hospedeiros pode ser realizada de forma eficiente através do sequenciamento de nova geração (NGS). Com base neste contexto, o sequenciamento de múltiplas regiões subgenômicas é uma solução às limitações impostas pela rápida evolução molecular do HCV. Variantes virais das regiões HVR1 e NS5A de 16 pacientes cronicamente infectados com o HCV, genótipos 1a e 1b, foram sequenciadas com a técnica de NGS. Os pacientes 1-7 compartilhavam fatores de risco, pertencendo ao mesmo grupo de usuários de drogas injetáveis, porém o parentesco genético desses casos não pode ser estabelecido com base apenas no sequenciamento da HVR1 (distância nucleotídica mínima entre 16-23). A amplificação de um fragmento maior (~450 pb), correspondente a um segmento da região NS5A, aprimorou a relação epidemiológica entre os pacientes 1-5, onde as distancias genéticas mínimas foram consideravelmente menores (9-13). Os pacientes 6 e 7 não compartilharam sequências com os outros cinco pacientes dessa rede, apresentando populações virais mais homogêneas. Adicionalmente, Median Joining Networks foram construídas para melhor analisar a variabilidade genética intra-hospedeiro. Em geral, observou-se que as sequências derivadas da NS5A formaram comunidades mais homogêneas e menos divergentes geneticamente. Assim, a tecnologia NGS e o sequenciamento das regiões subgenômicas HVR1 e NS5A podem ajudar a restaurar elos perdidos quando somente a região HVR1 é analisada, aprimorando portanto, a resolução de estudos de associação genética entre populações de HCV. / The hepatitis C virus (HCV) affects approximately 3% of the world's population. Each year 3-4 million new cases are diagnosed. The identification of transmission networks is complicated due to the characteristic long incubation period, the lack of symptoms during the acute phase of the disease and the heterogeneity of HCV, making it challenging to link related cases to a common source of infection. Extensive characterization of intra-host populations can be reliably archived using next generation sequencing (NGS) approaches. Sequencing of multiple and longer subgenomic regions has been proposed as an alternative to overcome the limitations imposed by the rapid molecular evolution of the HCV HVR1. Thus, the NS5A and HVR1 regions of 16 chronically infected individuals, genotypes 1a and 1b, were sequenced using a NGS platform. Patients 1-7 shared risk factors and belonged to the same injection drug users network. However, genetic relatedness could not be established based on the HVR1 sequences (minimal nucleotide distance ranging from 16-23). Amplification and sequencing of a larger PCR fragment (~450 bp) targeting the NS5A region reestablished lost epidemiological links between patients 1-5. The minimum genetic distances in those patients were considerable smaller than the HVR1 counterparts (9-13). Patients 6 and 7 displayed a rather homogeneous viral population and were clearly not sharing any sequences with all other five patients in this network. Additionally, Median Joining Networks analysis was carried out to further analyze the intrahost genetic variability of all seven patients. Overall, NS5A sequences were significantly less diverse than their HVR1 equivalents. Thus, NGS technology and use of both HVR1 and NS5A sequences might help restored otherwise lost links when the HVR1 region alone is analyzed, improving the resolution of HCV genetic relatedness studies. / CAPES: 33004153079P9

Submitted by TATIANE CRISTINA SELEGUIM CHUD null (tatischud@gmail.com) on 2018-03-13T20:36:16Z No. of bitstreams: 1 Tese_Tatiane_Cristina_Seleguim_Chud.pdf: 4849443 bytes, checksum: b950a6891cf2829637cfa58f2ae8367a (MD5) / Approved for entry into archive by Neli Silvia Pereira null (nelisps@fcav.unesp.br) on 2018-03-16T18:20:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 chud_tcs_dr_jabo.pdf: 4849443 bytes, checksum: b950a6891cf2829637cfa58f2ae8367a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-16T18:20:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 chud_tcs_dr_jabo.pdf: 4849443 bytes, checksum: b950a6891cf2829637cfa58f2ae8367a (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Com o avanço das tecnologias genômicas, permitiu-se detectar no genoma de humanos e animais domésticos elevado número de variações estruturais cromossômicas, como variação no número de cópias (CNV). No melhoramento genético de animais domésticos, CNVs podem auxiliar no entendimento da variabilidade genética de características de importância econômica, pois a maioria dessas regiões influenciam a expressão de genes com funções biológicas específicas. Com a finalidade de verificar possíveis relações de CNVs com características de sanidade, reprodutivas e produtivas em rebanhos leiteiros, o objetivo deste trabalho foi detectar e caracterizar CNVs em bovinos da raça composta Girolando (Gir X Holandês), identificar CNVs específicas em animais Girolando oriundas de animais da raça Gir e Holandês e investigar a diferenciação populacional entre as três raças por meio da variação no número de cópias nas regiões próximas aos genes anotados no genoma bovino. Para detecção das CNVs por meio dos dados de painel de polimorfismo de nucleotídeo único (SNP), no capítulo 2, foram utilizados registros de 1.607 vacas genotipadas com painel de SNP de média densidade (50K SNP) e de 280 touros genotipados com painel de alta densidade (HD SNP). A detecção foi realizada por meio do modelo oculto de Markov implementado pelo programa PennCNV. Foram utilizados dois touros ressequenciados para identificação das CNVs pelo método “read -depth” por meio dos dados de sequenciamento de nova-geração (NGS). Um total de 203 e 213 regiões candidatas de CNVs foram selecionadas pelos painéis de 50K e HD, respectivamente. Deleções e duplicações relacionadas a resistência a parasitas, susceptibilidade à doenças e reprodução, foram encontradas principalmente nos cromossomos BTA 5 e BTA 17. A detecção e caracterização das CNVs realizadas em bovinos de leite de raça composta demonstrou melhor entendimento das características de adaptabilidade ao clima tropical, como resistência à doenças e eficiência reprodutiva. No capítulo 3, foram utilizados cinco animais da raça Holandês, 14 animais da raça Gir e dois animais da raça Girolando. Após o alinhamento do genoma foi realizada a detecção das CNVs pela metodologia baseada em “read-depth”. A estatística VST.foi calculada pela média do número de cópias nas regiões próximas aos genes anotados no genoma bovina. Genes relacionados com fertilidade (MEPCE, ASB3) e susceptibilidade às doenças (HLX, MIR-455) foram anotados nas regiões específicas compartilhadas entre Girolando e as raças formadoras (Gir e Holandês). Os valores de VST variaram de -0,37 a 0,98. Os genes AOX1, SLBP, TACC3 e PRAME, apresentaram elevado VST, indicando diferenciação populacional pelo número de cópias, possivelmente originárias durante os processos de domesticação das subespécies. Regiões especificas de CNVS foram identificadas nos animais Girolando provenientes do Gir e do Holandês. O estudo de diferenciação populacional evidenciou seleção positiva no genoma de animais da raça Gir e Girolando para características relacionadas à adaptação desses animais aos ambientes de clima tropical, possivelmente originadas do processo de domesticação. / The advances of the genomic technologies has enabled to identify a high number of chromosomal structural variations in human and domestic animal genomes, such as copy number variation (CNV). In animal breeding, CNVs may assist to understand genetic variability of the economic important traits due most of the CNVs influence gene expression with specific biological functions. To identify possible CNVs linked to health, reproductive and productive traits in dairy cattle, the objective of this work was to detect and to describe CNVs in Girolando cattle (Gir x Holstein), to identify breed-specific CNV regions in Girolando from Gir and Holstein, and to investigate the population differentiation among the breeds using the copy number located on regions within annotated genes. In chapter 2, the CNV detection using single-nucleotidepolymorphism (SNP) panel was carried out on 1.607 females genotyped with the medium-density SNP panel (50K SNP) and 280 bulls genotyped with high-density panel (HD SNP) using Hidden Markov model implemented by PennCNV software. CNV calling also was perform using read-depth method applied on next-generation sequencing (NGS) data from two bulls resenquenced. A total of 203 and 213 CNVs candidate’s regions were picked using 50K e HD panels, respectively. Deletions and duplications related to parasite resistance, to disease susceptibility, and to reproductive efficiency was observed mainly located on chromosome BTA 5 and BTA 17. The detection and characterization of the CNVs in composite dairy cattle breed demonstrated better understanding of the traits, such disease resistance and reproductive efficiency. In chapter 3, the CNV calling was carried out on three Girolando bulls, 14 Gir bulls, and five Holstein bulls resequenced using the “readdepth” method implemented by CNVnator software. The VST statistic was calculated for the average of the copy number in regions located near annotated genes. Genes linked to fertility (MEPCE, ASB3) and disease susceptibility (HLX, MIR-455) were mapped on specific regions shared between Girolando and the pure-breeds (Gir ans Holstein). VST values ranged from -0.37 to 0.98. The genes AOX1, SLBP, TACC3 and PRAME, showed high VST, indicating high level of the population differentiation for the copy number located on the regions near of these genes. We found CNVR regions in Girolando specific from Gir and Holstein. The population differentiation study evidenced positive selection in genome of the Gir and Girolando animals for traits related to the adaptability of the breeds in tropical environmental may have originated from the domestication process. / FAPESP : 15/08939-0

Orientador: Paula Rahal / Resumo: O vírus da Hepatite C (HCV) afeta cerca de 3% da população mundial. A cada ano, 3-4 milhões de novos casos são diagnosticados. A identificação de redes transmissão é complexa devido ao longo período de incubação, à falta de sintomas na fase aguda da doença e à heterogeneidade do HCV, que dificulta o estabelecimento de vínculos entre casos relacionados. Uma ampla caracterização das populações intra-hospedeiros pode ser realizada de forma eficiente através do sequenciamento de nova geração (NGS). Com base neste contexto, o sequenciamento de múltiplas regiões subgenômicas é uma solução às limitações impostas pela rápida evolução molecular do HCV. Variantes virais das regiões HVR1 e NS5A de 16 pacientes cronicamente infectados com o HCV, genótipos 1a e 1b, foram sequenciadas com a técnica de NGS. Os pacientes 1-7 compartilhavam fatores de risco, pertencendo ao mesmo grupo de usuários de drogas injetáveis, porém o parentesco genético desses casos não pode ser estabelecido com base apenas no sequenciamento da HVR1 (distância nucleotídica mínima entre 16-23). A amplificação de um fragmento maior (~450 pb), correspondente a um segmento da região NS5A, aprimorou a relação epidemiológica entre os pacientes 1-5, onde as distancias genéticas mínimas foram consideravelmente menores (9-13). Os pacientes 6 e 7 não compartilharam sequências com os outros cinco pacientes dessa rede, apresentando populações virais mais homogêneas. Adicionalmente, Median Joining Networks foram construídas para ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The hepatitis C virus (HCV) affects approximately 3% of the world's population. Each year 3-4 million new cases are diagnosed. The identification of transmission networks is complicated due to the characteristic long incubation period, the lack of symptoms during the acute phase of the disease and the heterogeneity of HCV, making it challenging to link related cases to a common source of infection. Extensive characterization of intra-host populations can be reliably archived using next generation sequencing (NGS) approaches. Sequencing of multiple and longer subgenomic regions has been proposed as an alternative to overcome the limitations imposed by the rapid molecular evolution of the HCV HVR1. Thus, the NS5A and HVR1 regions of 16 chronically infected individuals, genotypes 1a and 1b, were sequenced using a NGS platform. Patients 1-7 shared risk factors and belonged to the same injection drug users network. However, genetic relatedness could not be established based on the HVR1 sequences (minimal nucleotide distance ranging from 16-23). Amplification and sequencing of a larger PCR fragment (~450 bp) targeting the NS5A region reestablished lost epidemiological links between patients 1-5. The minimum genetic distances in those patients were considerable smaller than the HVR1 counterparts (9-13). Patients 6 and 7 displayed a rather homogeneous viral population and were clearly not sharing any sequences with all other five patients in this network. Additionally, Median Joining... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor