A via de sinalização da GTPase RhoA atua em diversos processos celulares. Para avaliar o comportamento de RhoA, após estresse causado por radiação ultravioleta, foram gerados clones mutantes que expressam RhoA em seu estado constitutivamente ativo e dominante negativo. Após exposição das linhagens à radiação ultravioleta, observou-se uma maior sensibilidade e um maior tempo de recuperação das linhagens quando a atividade de RhoA é reduzida. Estes prejuízos no reparo prejudicaram a proliferação e sobrevivência celular quando da deficiência na atividade de RhoA. Em linhagens deficientes na via de NER, percebemos que estas linhagens possuem uma capacidade ainda mais reduzida de reparo quando a atividade de RhoA é inibida. / The RhoA GTPase signaling pathway acts on many cellular processes. To evaluate this possible RhoA function after stress caused by ultraviolet radiation, mutant clones expressing RhoA in its constitutively active or dominant negative forms were generated. After exposure of the cells to ultraviolet radiation, cell lines showed a higher sensitivity and a delayed recovery capacity when the RhoA activity is reduced. The impaired repair reduced the cells proliferation and survival under RhoA deficiency. In cell lines deficient in NER pathway, we notice that these cell lines, have a further reduced ability to repair damaged DNA under RhoA inhibition.

A engenharia de tecido pulpar tem como objetivo substituir a polpa dentária inflamada ou necrosada por um tecido saudável e funcional, capaz de formar nova dentina para reparar a estrutura dentária perdida. Assim, os objetivos deste trabalho foram: avaliar a habilidade de diferenciação de célulastronco de dentes decíduos exfoliados humanos (SHED) em odontoblastos funcionais, demonstrando a formação de tecido mineralizado in vivo; e estudar o efeito de VEGF em SHED com relação à estimulação de vias de sinalização celular (STAT3, AKT e ERK), proliferação, migração, formação de estruturas tubulares e diferenciação em células endoteliais. O início do processo de mineralização de SHED tratadas com dexametasona, ácido ascórbico \'beta\' - glicerofosfato pôde ser detectado por meio da produção da enzima fosfatase alcalina a partir da segunda semana de cultura, mas a expressão de RNAm para DSPP só foi observada após 28 dias de indução. Utilizando-se o modelo de fatias de dentes e matrizes condutivas implantadas no dorso de camundongos imunodeprimidos, demonstrou-se a diferenciação de SHED em células semelhantes a odontoblastos, as quais tiveram imunomarcação positiva com o anticorpo DMP-1. A deposição de dentina, seguindo um ritmo centrípeto de crescimento, numa taxa de 14,1 µm por dia também foi demonstrada por meio da marcação com tetraciclina. O tratamento das SHED com VEGF estimulou a fosforilação de ERK e AKT e a diminuiu a fosforilação de STAT3 em um período de uma hora, provavelmente por meio de sua ligação com os receptores VEGFR-1 e NP-1 presentes nestas células. Além disso, VEGF intensificou a organização das SHED em estruturas tubulares, havendo diferença estatisticamente significativa entre os grupos tratado e não tratado a partir do 5o dia de tratamento. Entretanto, VEGF não estimulou a proliferação nem a migração destas células. Os resultados de RT-PCR mostraram que SHED cultivadas em fatias de dentes e matrizes condutivas expressaram VEGFR-2 já após o primeiro dia de estímulo com VEGF. Ademais, os quatro marcadores de células endoteliais (VEGFR-1, VEGFR-2, CD31 e Caderina-VE) foram observados após 21 dias sob estímulo de VEGF, resultado ainda mais evidente aos 28 dias. In vivo, observou-se que SHED transfectadas com o gene LacZ foram capazes de formar estruturas semelhantes a vasos sangüíneos quando implantadas em camundongos, mas a presença de sangue no seu interior não pôde ser observada após 21 dias de implante. Portanto, SHED podem ser estimuladas a se diferenciar em odontoblastos funcionais, capazes de produzir estrutura mineralizada semelhante à dentina. Ademais, VEGF interfere nas vias de sinalização STAT3, ERK e AKT e estimula a formação de estruturas tubulares e a diferenciação de SHED em células endoteliais, mas não a proliferação e migração de SHED. Acreditamos que tecnologia igual ou semelhante à empregada neste estudo poderá eventualmente fornecer ferramentas clínicas para tratamentos endodônticos que visem à regeneração de um tecido pulpar completo e formação de tecido dentinário num futuro não muito distante. / Dental pulp tissue engineering aims to replace the inflamed or necrotic pulp by a healthy and functionally competent tissue able to form new dentin in order to repair lost structure. The purposes of this work were: to evaluate the differentiation ability of stem cells from human exfoliated deciduous teeth (SHED) into functional odontoblasts, showing the formation of mineralized tissue in vivo; and to study the effect of VEGF on SHED with regards to the stimulation of cell signaling pathways (STAT3, AKT and ERK), the proliferation, migration, capillary sprouting, and the differentiation into endothelial cells. The beginning of the mineralization process of SHED treated with dexamethasone, ascorbic acid and beta-glycerophosphate could be detected through the production of alkaline phosphatase after the second week of culture, but the expression of DSPP mRNA was only observed after 28 days of induction. Using the tooth slice and scaffold model implanted in the dorsum of immunocompromised mice, the differentiation of SHED into odontoblast-like cells, which were immunostained with DMP-1 antibody, was demonstrated. Dentin deposition following a centripetal rhythm, in a rate of 14.1 µm per day, was also shown through the tetracycline labeling. VEGF treatment of SHED stimulated the ERK and AKT phosphorilation, and decreased the phosphorilation of STAT3 over 1 hour period, presumably due to its binding to VEGFR-1 and NP-1 receptors in these cells. In addition, VEGF enhanced SHED organization into tubular structures, with statistically significant difference between the treated group and the non-treated one after the 5th day of treatment. However, VEGF did not stimulate proliferation and migration of these cells. RT-PCR results demonstrated that SHED seeded in the tooth slices and scaffolds expressed VEGFR-2 after the first day of VEGF stimulation. Moreover, the four endothelial cell markers (VEGFR-1, VEGFR-2, CD31 and VE-Cadherin) were observed after 21 days of VEGF stimulation, and this result was even clearer after 28 days. In vivo, SHED transduced with LacZ gene were able to give rise to blood vessel-like structures when implanted in immunocompromised mice, but the presence of blood flow was not observed after 21 days of implantation. Therefore, SHED can be stimulated to differentiate into functional odontoblasts, which in turn are able to produce mineralized structure resembling dentin. Furthermore, VEGF interferes with the STAT3, ERK and AKT signaling pathways, and stimulates the formation of tubular structures and the differentiation of SHED into endothelial cells, but does not stimulate SHEDs proliferation and migration. We believe that the same technology employed in this study or a similar one can eventually provide clinical tools for the endodontic treatments aiming at regenerating a complete pulp tissue and forming a dentin tissue in a near future.

Orientador: Jorg Kobarg / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-18T17:04:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Meirelles_GabrielaVaz_D.pdf: 11269390 bytes, checksum: bfd22a079ffc68a78b96b3e50dd60b1c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A proteína NIMA foi identificada e caracterizada funcionalmente em Aspergillus nidulans como sendo uma serina/treonina cinase critica para a progressão do ciclo celular. As Neks (NIMA-related kinases) constituem uma família de cinases composta por 11 membros em mamíferos, que compartilham 40-45% de identidade com a proteína NIMA no domínio catalítico N-terminal. As Neks estão associadas a funções do ciclo celular e diversas patologias, o que as torna potenciais alvos quimioterápicos. Mutações no gene da Nek1 levam ao desenvolvimento da doença renal policistica e ao aparecimento de diversos efeitos pleiotrópicos, sugerindo sua participação em vias reguladoras de vários processos celulares. A Nek6, por sua vez, e ativada durante a mitose, e a super-expressão de mutantes inativos ou a sua depleção por RNAi produz células exibindo defeitos no fuso, anormalidades nucleares, parada na metáfase e apoptose. A Nek6 humana foi recentemente associada a carcinogênese, mas, assim como para a maioria das Neks, sua estrutura molecular, parceiros de interação e vias de sinalização permanecem ainda desconhecidos. Nesse trabalho, introduzimos a hNek6 como uma hub no interactoma humano. Uma extensa comparação de bancos de dados baseada em analises de conectividade mostrou que o quinoma humano e enriquecido em hubs. Nossas redes de interação incluem um amplo espectro de novos parceiros de interação para a hNek6 identificados em screenings de duplo - hibrido em levedura, classificados em 18 categorias funcionais. Alguns novos parceiros de interação da hNek6 são também possíveis substratos e, ainda, colocalizam com a hNek6 e ?-tubulina em células humanas, apontando para uma possível interação centrossomal. Os diversos parceiros de interação conectam a hNek6 a novas vias, como a sinalização de Notch e a regulação do citoesqueleto de actina, ou fornecem novas pistas de como a hNek6 poderia regular vias previamente propostas, como ciclo celular, reparo de DNA e sinalização do NF-?B. Alem disso, obtivemos o primeiro modelo estrutural de baixa resolução para a hNek6 a partir de SAXS. Analises estruturais revelaram que a hNek6 e um monômero em solução, apresentando uma conformação predominantemente globular, mas levemente alongada. Particularmente, a curta região N-terminal desordenada da hNek6 e importante para mediar as interações com seus parceiros. No caso da hNek1, observamos que ela interage com Fez1 e Clasp2 através de seus motivos coiled-coil, e colocaliza com essas proteínas em uma região candidata ao centrossomo / Abstract: NIMA was identified and functionally characterized in Aspergillus nidulans as a critical Ser/Thr kinase for cell cycle progression. The mammalian Neks (NIMA-related kinases) represent an evolutionarily conserved family of 11 serine/threonine kinases that share 40-45% identity with NIMA N-terminal domain. Neks are associated to cell cyclerelated functions and diverse pathologies, which highlight them as potential chemotherapeutic targets. Nek1 gene mutations lead to the development of polycystic kidney disease and the emergence of several pleiotropic effects, suggesting its involvement in pathways regulating various cellular processes. Nek6, in turn, is activated during mitosis, and overexpression of inactive mutants or its depletion by iRNA produces cells exhibiting mitotic spindle defects, nuclear abnormalities, metaphase arrest and apoptosis. Human Nek6 was recently found to be linked to carcinogenesis, but as for the majority of Neks, the molecular structure, interacting partners and signaling pathways remain elusive. Here we introduce hNek6 as a hub kinase in the human interactome. We performed a broad databank comparison based on degree distribution analysis and found that the human kinome is enriched in hubs. Our networks include a large set of novel hNek6 interactors identified in our yeast two-hybrid screens, classified into 18 functional categories. Some novel interactors are also putative substrates and colocalized with hNek6 and ?-tubulin in human cells, pointing to a possible centrosomal interaction. The interacting proteins link hNek6 to novel pathways, e.g. Notch signaling and actin cytoskeleton regulation, or give new insights on how hNek6 may regulate previously proposed pathways such as cell cycle, DNA repair and NF-?B signalings. Furthermore, we obtained the first low-resolution structural model of hNek6 by SAXS. Structural analysis revealed that hNek6 is a monomer in solution with a mostly globular, though slightly elongated conformation. Notably, we found that hNek6 unfolded short N-terminal region is important to mediate the interactions with its partners. In the case of hNek1, we found that it interacts with Fez1 and Clasp2 through coiled-coil motifs and colocalizes with these proteins in a candidate centrosomal region / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Kleber Gomes Franchini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T14:15:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Consonni_SilvioRoberto_D.pdf: 7954683 bytes, checksum: 766ce32e5bbb5a5c0b8cc78fd2735dc0 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Há um crescente avanço no desenvolvimento das tecnologias que permitam a localização de proteínas em células por microscopias de luz e eletrônica combinadas, com o uso das sondas moleculares miniSOG e Apex2, por exemplo. Adicionalmente busca-se compreender como proteínas são responsáveis pelas funções celulares e teciduais. A Quinase de Adesão Focal (FAK), proteína da cascata de sinalização das integrinas é considerada uma mediadora em potencial do estresse mecânico nos cardiomiócitos. Sabe-se que em cardiomiócitos submetidos a estímulos hipertróficos, ocorre rápida ativação da FAK e sua redistribuição subcelular, contudo são pouco conhecidos os mecanismos envolvidos nesses processos. Outra proteína de grande importância no coração é a Calsarcina-1 (CS1), regulador negativo da via de Calcineurina, crucial no desenvolvimento da hipertrofia cardíaca. Entretanto os mecanismos envolvidos nessa regulação negativa, assim como a distribuição subcelular de CS1 são pouco conhecidos. Visando à interação entre essas áreas para estudo da distribuição espaço-temporal dos componentes celulares e de proteínas, bem como a importância da FAK e CS1 no sarcômero e seu papel na sinalização hipertrófica sob estímulo mecânico, o objetivo geral desse trabalho foi explorar a capacidade das proteínas FAK e CS1 para incorporar geneticamente sondas moleculares que permitissem monitorar por meio de imagens o comportamento dessas moléculas-chave na biologia do disco Z em MVRNs submetida ao estiramento mecânico. Para isso, foram realizados ensaios de localização subcelular com uso de sondas moleculares aplicadas à microscopia correlativa, bem como ensaios bioquímicos, moleculares e de atividade enzimática. Os dados confirmaram a FAK associada às fibras de actina e adesões focais em células H9c2 e foi demonstrado à microscopia de luz que FAK wild-type (wt) translocou-se parcialmente para o compartimento nuclear após estimulação do agonista fenilefrina, enquanto que FAK Y397F (forma mutante inativa) não apresentou mesmo fenótipo. Por outro lado, apesar da padronização e expressão das construções com FAK e miniSOG ou Apex2 em células HEK 293T e H9c2, não foi conclusiva a localização subcelular da FAK, por meio do uso de microscopia eletrônica em MVRN. Provavelmente devido à distribuição difusa da maior parte das moléculas de FAK, não foi identificada uma região elétron-densa conclusiva à microscopia eletrônica de transmissão. No tocante à importância da CS1, observou-se que o estiramento cíclico não induziu o aumento na expressão proteica ou gênica relativa de CS1 e CnA, assim como não houve alteração na atividade fosfatase de CnA. No entanto houve redução da interação de CS1 e CnA, bem como alteração na localização de CS1 em MVRN sob estímulo mecânico. Dados de superexpressão e silenciamento de CS1 corroboram a regulação negativa de CS1 à CnA em MVRN sob estímulo mecânico. Baseando-se em dados estruturais, especulou-se que como o sítio de ligação de NFAT e CS1 à CnA são muito próximos e ao mesmo tempo distante do sítio ativo da fosfatase, é possível que o papel de CS1 na regulação negativa de CnA ocorra por impedimento espacial ao fator de transcrição NFAT. Portanto, esses resultados podem contribuir para uma possível inferência farmacológica, visto que a via de Calcineurina-NFAT é uma das principais mediadoras de hipertrofia em cardiomiócitos, mediante estímulos patológicos / Abstract: There is an increasing move towards the development of technologies that allow the localization of proteins in cells by combined electron and light microscopy, with the use of molecular probes such as miniSOG and APEX2. Additionally we seek to understand how proteins are responsible for the cellular and tissue functions. The Focal Adhesion Kinase (FAK) is protein of integrin signaling cascade considered as a potential mediator of mechanical stress in cardiomyocytes. It is known that in cardiomyocytes subjected to hypertrophic stimuli by rapid activation of FAK and its subcellular redistribution, however the mechanisms involved in these processes are poorly understood. Another very important protein in the heart is Calsarcin-1 (CS1), a negative regulator of the Calcineurin pathway which is crucial in the development of cardiac hypertrophy. However the mechanisms involved in the negative regulation as well as the subcellular distribution CS1 are poorly understood. Aiming at the interaction between these areas to study the spatial-temporal distribution of cellular and protein components, and the importance of FAK and CS1 in the sarcomere and its role in hypertrophic signaling under mechanical stimulation, the aim of this study was to explore the ability of FAK and CS1 to incorporate genetically molecular probes that allow monitoring through images the behavior of these key molecules in the Z disc biology in MVRNs subjected to mechanical stretch. To this end, we performed subcellular localization assays using molecular probes applied to the correlative microscopy, biochemical and molecular assays and enzymatic activity. These data confirm the FAK associated with actin and focal adhesions fibers in H9c2 cells and has been shown by light microscopy that FAK wild-type (wt) is partially translocated to the nuclear compartment after stimulation of the agonist phenylephrine, while FAK Y397F (inactive mutant form) did not show the same phenotype. Moreover, despite standardization and expression of FAK and miniSOG or APEX2 in HEK 293T cells and H9c2, it was inconclusive subcellular localization of FAK, through the use of electron microscopy, in MVRN. Probably due to the diffuse distribution of most FAK molecules, it has no conclusive electron-dense region in transmission electron microscopy. Regarding the importance of CS1, it was observed that the cyclic stretch did not induce an increase in protein expression or gene relative CS1 and CnA, as there was no change in the phosphatase activity of CnA. However there was less interaction CS1 and CnA and change in CS1 location in MVRN under mechanical stimulation. CS1 overexpression and silencing corroborate the negative regulation of the CS1 over CnA in MVRN under mechanical stimulation. Based on structural data, it has been speculated that as the NFAT and CS1 binding sites are very close in CnA and at the same time distant from the active site of the phosphatase, it is possible that the role of CS1 in the negative regulation of CnA occur by steric hindrance to the NFAT transcription factor. Therefore, these results may contribute to a possible pharmacological inference, whereas Calcineurin-NFAT pathway is a major mediator of hypertrophy in cardiac myocytes by pathologic stimuli / Doutorado / Biologia Tecidual / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

O principal controle do ciclo celular de mamíferos, que é dividido em G0/G1/S/G2/M, ocorre na transição G0→G1→S. Nesta tese mostramos que a proteína ciclina D1 desempenha um papel fundamental nos circuitos de transdução de sinais que regulam a transição G0→G1→S na linhagem Y-1 de células adrenocorticais de camundongo. Esta conclusão não é surpreendente, uma vez que, ao longo dos últimos anos, muitos laboratórios contribuíram para estabelecer a noção de que a atividade das diversas formas do complexo ciclina/CDK é essencial para a transição G0→G1→S, e também para outras etapas do ciclo celular. Em células Y-1, FGF-2 induz tardiamente (5-6h) a expressão do gene e da proteína ciclina D 1, através de um processo dependente de síntese de proteínas. Peptídeos hipofisários não identificados e vasopressina bloqueiam a indução de ciclina DI, antagonizando FGF-2. Por este mecanismo, vasopressina exerce um efeito anti-mitótico, bloqueando a transição G0→G1→S promovida por FGF-2. ACTH, que também exibe um forte efeito anti-mitótico sobre FGF-2 não afeta a indução de ciclina D1. A transfecção dupla de uma forma induzível de c-Myc (MycER) e constitutiva do cDNA de ciclina D1, em presença de ACTH mimetiza a ação mitogênica de FGF-2 em células Y-1 no estado G0. Estes resultados mostram que, em células adrenocorticais, c-Fos, c-Jun, c-Myc e ciclina D1 agem de forma independente e complementar, sendo necessários para a transição G0→G1→S do ciclo celular. / The main control of mammalian cell cycle, which is divided in G0/G1/S/G2/M, occurs in G0→G1→S transition. In this work we show that cyclin D1 protein plays a key role in signal transduction circuits underlying the G0→G1→S transition of mouse Y-1 adrenocortical cell line. This conclusion is not surprising, once in the last years, many laboratories have contributed to establish the notion that the activity of the distinct forms of cyclin/CDK complexes is essential for the G0→G1→S transition, and also for other phases transition of cell cycle. In Y-1 cells, FGF-2 causes a delayed (5-6h) induction of cyclin D1 gene and protein, through a process dependent on protein synthesis. Hypophisary peptides, not identified, as well as vasopressin, block cyclin D1 induction, antagonizing FGF-2. By this mechanism, vasopressin exert an antimitotic effect, blocking G0→G1→S transition promoted by FGF-2. ACTH, which also exhibit a strong anti-mitotic effect upon FGF-2, does not affect cyclin D1 induction. Double transfection of inducible c-Myc (MycER) and constitutive cyclin D1 cDNA, in the presence of ACTH, mimics the mitogenic action of FGF-2 in G0 Y-1 cells. Altogether, these results show that, in adrenocortical cells, c-Fos, c-Jun, c-Myc and cyclin D1 act in an independent and complementary manner, being necessary for the G0→G1→S transition of cell cycle.

Neste estudo foi verificado os efeito do α-tocoferol (AT) nas vias de sinalização celular, dependentes de proteína quinase C (PKC) e de tirosinas quinases (TK), associadas ao \"burst\" oxidativo de neutrófilos humanos. Foram realizados também estudos comparativos com o inibidor da PKC, estaurosporina, com o inibidor de tirosinas quinases, genisteína e, com o análogo solúvel da vitamina E, Trolox. Foi feita a incorporação de AT in vitro às células, e então, estas foram estimuladas ou não com acetato de forbol miristato (PMA) ou com zymosan opsonizado (Zy). AT (40 µM) inibiu a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) pelos neutróflos estimulados com PMA ou Zy. Estaurosporina (10 nM), genisteína (100 µM) e Trolox (40 µM) também tiveram efeitos inibitórios. A atividade da PKC foi inibida pelo AT e pela estaurosporina, entretanto, a atividade da enzima não foi afetada pela genisteína e pelo Trolox. PMA e Zy promoveram um aumento da fosforilação em resíduos de tirosina de proteínas de neutrófilos. AT e estaurosporina provocaram um aumento adicional na fosforilação PMA-dependente, enquanto a genisteína causou uma diminiução e, Trolox não produziu nenhum efeito. Por outro lado, os quatro compostos foram inibitórios na fosforilação Zy-dependente. A atividade de tirosina fosfatases (PTPs) foi medida em neutrófilos estimulados e não-estimulados. PMA e Zy causaram uma diminuição na atividade de PTPs. A pré-incubação com AT e Trolox causou uma reversão destes efeitos inibitórios. O inibidor de serina/treonina fosfatases, caliculina A, também foi utilizado. Nós mostramos que este composto foi capaz de reverter os efeitos inibitórios do AT na produção de ERO e na atividade de PKC dos neutrófilos. Os resultados deste trabalho mostram que AT modulam ambas as via de sinalização, PKC e TK-dependentes, associadas com o \"burst\" oxidativo de neutrófilos humanos e, que esta modulação pode ser devido a ativação de fosfatases pelo AT. / The effects of α-tocopherol succinate (TS) on the signaling pathways, dependent of protein kinase C (PKC) and tirosine kinases (TK), associated with the oxidative burst of human neutrophils were analysed. Comparative studies with the PKC inhibitor, staurosporine, the TK inhibitor, genistein and the soluble analogous of vitamin E, Trolox were also performed. TS was incorporated into neutrophils and cells were then, stimulated or not with phorbol myristate acetate (PMA) or with opsonized zymosan (OZ). TS (40 µmol/l) inhibited the production of reactive oxygen species (ROS) by PMA or OZ-stimulated neutrophils. Staurosporine (10 nmol/l), genistein (100 µmol/l) and Trolox (40 µmol/l) were also inhibitory. PKC activity was inhibited by TS and staurosporine, however, the enzyme activity was not affected by genistein and Trolox. PMA and OZ promoted tyrosine phosphorylation in neutrophil proteins. TS and staurosporine caused a further increase of tyrosine phosphorylation of proteins in PMA-stimulated neutrophils, whereas, genistein diminished the levels of phosphorylation, and Trolox did not alter them. On the other hand, the four compounds decreased the tyrosine phosphorylated proteins in OZ-stimulated neutrophils. Protein tyrosine phosphatases (PTP) activity was measured in both resting and stimulated cells. PMA and OZ-stimulated neutrophils showed a decrease on PTP activity. Pre-incubation with TS or with Trolox caused partial recovery of the basal activity of stimulated neutrophils. The serine/threonine phosphatase inhibitor, calyculin A, was also utilized, and we showed that this compound was capable of reversing the inhibitory effects of TS on ROS production and PKC activity by neutrophils. These results show that TS modulates both PKC- and TK-dependent signaling pathways associated with the oxidative burst in human neutrophils, and this modulation could be due the activation of phosphatases by TS.

O mecanismo pelo qual uma célula responde a algum dano no seu material genético é extremamente importante. Isto ocorre pela rápida ativação da maquinaria de reparo de danos no DNA, a qual é composta por uma rede intrincada de sinalização proteica, culminando no reparo do DNA; porém se o dano for irreparável ocorre ativação de mecanismos de morte celular. RhoA,e Rac1 pertencem a família das pequenas proteínas sinalizadoras Rho GTPases, as quais atuam como interruptores moleculares ciclando entre estado ativo (ligada a GTP) e inativo (ligada a GDP). Os componentes desta família estão relacionados ao controle dos mais diversos processos celulares como, por exemplo, remodelamento do citoesqueleto, migração, adesão, endocitose, progressão do ciclo celular e oncogênese. No entanto, apesar das proteínas Rho GTPases estarem envolvidas em um amplo espectro de atividades biológicas, há poucas informações sobre seu papel na manutenção da integridade genômica quando células são submetidas a algum agente genotóxico. Para investigar o envolvimento das GTPases RhoA e Rac1 nas respostas de células submetidas a radiação gama, foram gerados, a partir de células de carcinoma de cervix humano - HeLa, sublinhagens clonais mutantes de RhoA e Rac1 expressando exogenamente RhoA constitutivamente ativa (HeLa-RhoA V14), RhoA dominante negativa (HeLa-RhoA N19), Rac1 constitutivamente ativa (HeLa-Rac1 V12) e Rac1 dominante negativa (HeLa-Rac N17). Após estas linhagens celulares serem expostas a diferentes doses de radiação gama, observamos que ambas GTPases, RhoA e Rac1, são ativadas em resposta aos efeitos da radiação. Além disso, a modulação da atividade destas enzimas, através das mutações, levou a uma alteração das respostas celulares frente aos danos no DNA, como uma redução da capacidade de reparar quebras simples e duplas nas fitas do DNA. Por outro lado, a deficiência de RhoA ou Rac1 GTPase levou a uma redução da ativação de Chk1 e Chk2 ou da fosforilação da histona H2AX, respectivamente, prejudicando os mecanismos de detecção de danos no DNA e levando as células a permanecerem mais tempo nos pontos de checagem G1/S e/ou G2/M do ciclo celular. Esses fatores contribuíram de modo expressivo para a redução da proliferação e sobrevivência celular levando as células à morte. Por fim, ensaios celulares de reparo de danos de um DNA exógeno através de mecanismos de Recombinação Homóloga (HR) e Recombinação Não-Homóloga de extremidades (NHEJ), demonstraram que a inibição da atividade de RhoA reduz significativamente a eficiência de ambas vias de reparo. Desta maneira, este trabalho demonstra e reforça a existência de mais um viés de atuação das pequenas GTPases RhoA e Rac1, agora em células HeLa, nas respostas celulares aos danos induzidos por exposição a radiação gama, modulando a sobrevivência, proliferação e indiretamente modulando resposta ao reparo do DNA através da via de Recombinação Homóloga e Não-Homóloga / The mechanism by which a cell responds to DNA damage is extremely important. This occurs by a quick activation of the DNA damage repair machinery, which consists of an intricate protein signaling network culminating in DNA repair. But if the damages are irreparable occurs there is activation of cell death mechanisms. RhoA and Rac1 belong to family of small Rho GTPases, signaling proteins that act as molecular switches cycling between the active state (GTP-bound) and inactive state (GDP-bound). Members of this family are implicated in the control of diverse cellular process such as cytoskeletal remodeling, migration, adhesion, endocytosis, cell cycle progression, and oncogenesis. However, despite Rho proteins are involved in a broad spectrum of biological activities, there is just a few information about their roles in the maintenance of genomic integrity, that is, when the cells are subjected to some kinf of genotoxic agent. To investigate the involvement of the GTPases RhoA and Rac1 in cellular responses to gamma radiation, we generated from human cervix carcinoma cells - HeLa, clonal sublines of RhoA and Rac1 mutants, exogenous and stably expressing the constitutively active RhoA (HeLa-RhoA V14), the dominant negative RhoA (HeLa-RhoA N19), the constitutively active Rac1 (HeLa-Rac1 V12) and the dominant negative Rac1 (HeLa-Rac1 N17). After all these cell lines have been exposed to different doses of gamma radiation, we found that both GTPases, RhoA and Rac1, are activated in response to the radiation effects. Furthermore, the modulation of two enzymes activity, by using the mutant clones, led to a change in cellular responses to the DNA damage, as the reduction in the capacity of repairing DNA single and double strand breaksr. On the other hand, the deficiency of RhoA or Rac1 GTPase led to a reduction of Chk1 and Chk2 activation, or on the phosphorylation of histone H2AX, respectively, hindering the mechanisms of DNA damage detection and arresting cells in the G1/S and/or G2/M checkpoints of cell cycle. These factors significantly contributed to the reduction of cell proliferation and survival, leading cells to death. Finally, cellular assays of DNA damage repair of exogenous DNA by Homologous Recombination (HR) and Non-Homologous End Joining (NHEJ), demonstrated that RhoA inhibition significantly reduced the repair efficiency of both pathways. Thus, this work demonstrates and reinforces the existence of other biological functions of small GTPases RhoA and Rac1 in HeLa cells, by regulating cellular responses to DNA damage induced by exposure to gamma radiation, modulating the survival, proliferation and indirectly modulating the response to DNA damage repair pathway through the Homologous Recombination and Non-Homologous Recombination

Neste estudo, investigamos o envolvimento de galectina-3 na fisiologia e no câncer de tiróide usando vários modelos biológicos e metodologias. Observamos que o gene LGALS3 apresenta um SNP no códon 98, mas não observamos correlação entre os genótipos deste SNP e fenótipo de câncer de tiróide. Na linhagem de tiróide de rato PCCl3, mostramos que a indução da expressão do oncogene RET/PTC promove o aumento da expressão de galectina-3, no entanto, a expressão de galectina-3, por si só, não confere vantagem de proliferação à célula. Por outro lado, na linhagem de carcinoma papilífero de tiróide TPC-1, a galectina-3 contribui para a sobrevivência da célula tumoral e progressão do ciclo celular, aumentando a expressão de c-Myc, diminuindo a expressão de p21 e caspase-3, e favorecendo a ativação de importantes vias envolvidas no controle do ciclo celular. Além disto, em modelos in vivo e in vitro, a galectina-3 interferiu na função e diferenciação da célula folicular tiroidiana, exercendo um papel indireto na regulação da expressão da tireoglobulina e atividade de TTF-1. / In this study, we investigate the involvement of galectin-3 in thyroid physiology and cancer using several biological models and methodologies. We observed that LGALS3 gene presents a SNP in codon 98, but no correlation between the genotype and the phenotype of benign or malignant thyroid tumor was observed. In the rat thyroid cell line PCCl3, we showed that the conditional induction of RET/PTC oncogene expression promotes the increase of galectin-3 expression, however, galectin-3 expression itself did not confer a proliferative advantage to cell. On the other hand, in papillary thyroid carcinoma cell line TPC-1 the galectin-3 contributes to tumor cell survival and cell cycle progression, increasing c-Myc expression, decreasing p21 and caspase-3 expression and cooperating to activation of important signaling pathways which are involved in the cell cycle control. In addition, in vitro and in vivo models the galectin-3 interferes in the differentiation and function of thyroid follicular cell, playing an indirect role in the regulation of thyroglobulin expression and TTF-1 activity.

Pequenos peptídeos são importantes sinalizadores celulares e estão envolvidos na comunicação célula-a-célula em diversos aspectos do desenvolvimento da planta. Durante a reprodução sexual, moléculas sinalizadoras atuam na interação entre o gametófito feminino e o masculino, controlando processos como germinação do grão de pólen, alongamento do tubo polínico e liberação das células espermáticas, entre outros. RALF é um peptídeo de sinalização codificado por genes de expressão ubíqua ou tecido-especifica e que regulam negativamente a expansão celular. Em arabidopsis, peptídeos AtRALFs podem ser agrupados em uma família de 39 membros e, interessantemente, os maiores níveis de expressão gênica dessa família são encontrados nos AtRALFs expressos em tecidos reprodutivos. / Small peptides are important cell signaling involved in several aspects of plant development. During sexual reproduction, signaling molecules act in the interaction between female and male gametophyte, controlling processes such as pollen grains germination, pollen tube elongation and sperm cells release. RALF is a signaling peptide ubiquitous or tissuespecific that negatively regulates cell growth. In arabidopsis, AtRALFs peptides can be grouped into a family of 39 members and, interestingly, the highest levels of gene expression of this family are found in AtRALFs expressed in reproductive tissues.

Neste estudo, investigamos o envolvimento de galectina-3 na fisiologia e no câncer de tiróide usando vários modelos biológicos e metodologias. Observamos que o gene LGALS3 apresenta um SNP no códon 98, mas não observamos correlação entre os genótipos deste SNP e fenótipo de câncer de tiróide. Na linhagem de tiróide de rato PCCl3, mostramos que a indução da expressão do oncogene RET/PTC promove o aumento da expressão de galectina-3, no entanto, a expressão de galectina-3, por si só, não confere vantagem de proliferação à célula. Por outro lado, na linhagem de carcinoma papilífero de tiróide TPC-1, a galectina-3 contribui para a sobrevivência da célula tumoral e progressão do ciclo celular, aumentando a expressão de c-Myc, diminuindo a expressão de p21 e caspase-3, e favorecendo a ativação de importantes vias envolvidas no controle do ciclo celular. Além disto, em modelos in vivo e in vitro, a galectina-3 interferiu na função e diferenciação da célula folicular tiroidiana, exercendo um papel indireto na regulação da expressão da tireoglobulina e atividade de TTF-1. / In this study, we investigate the involvement of galectin-3 in thyroid physiology and cancer using several biological models and methodologies. We observed that LGALS3 gene presents a SNP in codon 98, but no correlation between the genotype and the phenotype of benign or malignant thyroid tumor was observed. In the rat thyroid cell line PCCl3, we showed that the conditional induction of RET/PTC oncogene expression promotes the increase of galectin-3 expression, however, galectin-3 expression itself did not confer a proliferative advantage to cell. On the other hand, in papillary thyroid carcinoma cell line TPC-1 the galectin-3 contributes to tumor cell survival and cell cycle progression, increasing c-Myc expression, decreasing p21 and caspase-3 expression and cooperating to activation of important signaling pathways which are involved in the cell cycle control. In addition, in vitro and in vivo models the galectin-3 interferes in the differentiation and function of thyroid follicular cell, playing an indirect role in the regulation of thyroglobulin expression and TTF-1 activity.