Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-10-18T19:17:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao -Gilderlanio Santana de Araujo.pdf: 9533988 bytes, checksum: 951b1cf090729a87ebf3a8741ff00ad4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-18T19:17:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao -Gilderlanio Santana de Araujo.pdf: 9533988 bytes, checksum: 951b1cf090729a87ebf3a8741ff00ad4 (MD5) Previous issue date: 2013-03-07 / FACEPE / O desenvolvimento de técnicas de genotipagem de baixo custo (SNP arrays) e as anotações de milhares de polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) em bancos de dados públicos têm originado um crescente número de estudos de associação em escala genômica (do inglês, Genome-Wide Associations Studies - GWAS). Nesses estudos, um enorme número de SNPs (centenas de milhares) são avaliados com métodos estatísticos univariados de forma a encontrar SNPs associados a um determinado fenótipo. Testes univariados são incapazes de capturar relações de alta ordem entre os SNPs, algo comum em doenças genéticas complexas e são afetados pela alta correlação entre SNPs na mesma região genômica. Métodos de aprendizado de máquina, como o Random Forest (RF), têm sido aplicados em dados de GWAS para realizar a previsão de riscos de doenças e capturar os SNPs associados às mesmas. Apesar de RF ser um método com reconhecido desempenho em dados de alta dimensionalidade e na captura de relações não-lineares, o uso de todos os SNPs presentes em um estudo GWAS é computacionalmente inviável. Neste estudo propomos o uso de redes biológicas para a seleção inicial de SNPs candidatos a serem usados pela RF. A partir de um conjunto inicial de genes já relacionados à doença na literatura, usamos ferramentas de redes de interação gene-gene, para encontrar novos genes que possam estar associados a doença. Logo, é possível extrair um número reduzido de SNPs tornando a aplicação do método RF viável. Os experimentos realizados nesse estudo concentram-se em investigar quais polimorfismos podem influenciar na suscetibilidade à doença de Alzheimer (DA) e ao comprometimento cognitivo leve (MCI). O resultado final das análises é a delineação de uma metodologia para o uso de RF, para a análise de dados de GWAS, assim como a caracterização de potenciais fatores de riscos da DA. / The development of low cost genotyping techniques (SNP arrays) and annotations of thousands of single nucleotide polymorphisms (SNPs) in public databases has led to an increasing number of Genome-Wide Associations Studies (GWAS). In these studies, a large number of SNPs (hundreds of thousands) are evaluated with univariate statistical methods in order to find SNPs associated with a particular phenotype. Univariate tests are unable to capture high-order relationships among SNPs, which are common in complex genetic diseases, and are affected by the high correlation between SNPs at the same genomic region. Machine learning methods, such as the Random Forest (RF), have been applied to GWAS data to perform the prediction of the risk of diseases and capture a set of SNPs associated with them. Although, RF is a method with recognized performance in high dimensional data and capacity to capture non-linear relationships, the use of all SNPs present in GWAS data is computationally intractable. In this study we propose the use of biological networks for the initial selection of candidate SNPs to be used by RF. From an initial set of genes already related to a disease based on the literature, we use tools for construct gene-gene interaction networks, to find novel genes that might be associated with disease. Therefore, it is possible to extract a small number of SNPs making the method RF feasible. The experiments conducted in this study focus on investigating which polymorphisms may influence the susceptibility of Alzheimer’s disease (AD) and mild cognitive impairment (MCI). This work presents a delineation of a methodology on using RF for analysis of GWAS data, and characterization of potential risk factors for AD.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2016-06-06T12:33:44Z No. of bitstreams: 2 Tese - Leonardo Mariano Reis - 2016.pdf: 3509741 bytes, checksum: e1f5a9a506233e87a4136a0c0016ae8e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-06-06T15:32:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Leonardo Mariano Reis - 2016.pdf: 3509741 bytes, checksum: e1f5a9a506233e87a4136a0c0016ae8e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-06T15:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Leonardo Mariano Reis - 2016.pdf: 3509741 bytes, checksum: e1f5a9a506233e87a4136a0c0016ae8e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2016-02-23 / Keratoconus is a non-inflammatory ocular dysfunction characterized by thinning, protrusion and conical shape of the cornea. The progression of this dysfunction leads to significant decrease in visual acuity and occasionally, in more severe cases, to corneal transplantation. The etiology of keratoconus is complex and the genetic component is among the main factors associated with the development of this disease. The objective of this study was to evaluate the occurrence of mutation in candidate genetic loci and its relation with keratoconus in patients attended in Brazil compared to healthy volunteers, through analysis of single nucleotide polymorphism in the gene DOCK9. In this clinical study, 108 participants were evaluated: 46 keratoconus patients and 62 healthy volunteers (controls). DNA samples were extracted from collected blood from keratoconus patients and controls. The genotyping of the single nucleotide polymorphism rs7995432 in the gene DOCK9 was determined through realtime polymerase chain reaction (qPCR). Single nucleotide polymorphism mutations were observed in both patients and controls. There were no significant differences on the frequency and discrimination of the mutant and wild alleles between patients and controls. The frequency of the mutant allele (C) was 4.8% in patients and 7.6% in controls. For the wild allele (T), the frequencies were 95.2% in patients and 92.4% in controls. The heterozygous genotype was present in 9.5% of patients and 11% of controls, while the homozygous genotype for the wild allele (TT) was found in 90.5% and 87% for patients and controls, respectively. Thus, these results confirm no association of these mutations and the occurrence of keratoconus for this population. / O ceratocone é uma disfunção ocular não-inflamatória caracterizada por afinamento, protrusão e formato cônico da córnea. A progressão desta disfunção ocular induz a diminuição significativa da acuidade visual em pacientes e ocasionalmente, nos casos mais avançados, ao transplante de córnea. A etiologia do ceratocone é complexa e o componente genético está entre os principais fatores associados ao seu desenvolvimento. O objetivo deste estudo foi avaliar a ocorrência de mutação em loci gênicos candidatos e sua relação com ceratocone em pacientes atendidos no Brasil comparados a voluntários saudáveis, através da análise de polimorfismo de nucleotídeo único no gene DOCK9. Neste estudo clínico foram avaliados 108 indivíduos, sendo 46 pacientes com ceratocone e 62 voluntários saudáveis (controles). Amostras de DNA foram obtidas do sangue coletado de pacientes com ceratocone e controles para a realização de análise de genotipagem. O genótipo do polimorfismo de nucleotídeo único rs7995432 no gene DOCK9 foi determinado através de reação em cadeia da polimerase em tempo real (qPCR). As mutações de polimorfismos de nucleotídeo único foram observadas em pacientes e controles. Não foram observadas diferenças significativas na frequência e discriminação dos alelos mutante e selvagem entre os pacientes com ceratocone e os controles. A frequência do alelo mutante (C) foi de 4,8% para os pacientes e 7,6% para os controles. Para o alelo selvagem (T), as frequências foram de 95,2% para os pacientes e 92,4% para os controles. O genótipo heterozigótico esteve presente em 9,5% dos pacientes e 11% dos controles, enquanto o genótipo homozigótico para o alelo selvagem (TT) foi encontrado em 90,5% e 87% para os pacientes e controles, respectivamente. Assim, não foi possível fazer uma associação destas mutações com a ocorrência do ceratocone para esta população.

O objetivo dessa pesquisa foi avaliar os parâmetros genéticos e correlações das medidas de ingestão e eficiência alimentar com desempenho e características de carcaça, além de realizar o estudo de associação de amplo genoma (GWAS) para ingestão de matéria seca (IMS), consumo alimentar residual (CAR) e ganho de peso (GMD) em bovinos da raça Nelore (Bos indicus). Foram utilizados dados de 1.058 animais com fenótipo para IMS, taxa de conversão alimentar (CA), CAR, ganho de peso residual (GPR), consumo e ganho residuais (CGR), ganho de peso diário (GMD) e características de carcaça. Os parâmetros genéticos da IMS, CA, CAR, GPR e CGR e suas as correlações com GMD e características de carcaça foram estimados utilizando abordagem bayesiana. Quatro marcadores do tipo SNP (Single Nucleotide Polymorphism), localizados em genes relacionados ao controle de apetite (NPY e PDE3B) e transporte iônico (TRPM3 e ITPR1), foram associados com o desempenho, ingestão e medidas de eficiência alimentar. Adicionalmente, os animais foram genotipados em dois chips distintos (Illumina Bovine HD e Illumina BovineSNP50) e as informações genotípicas foram combinadas por meio de estudo de imputação. As centenas de milhares de SNPs foram utilizadas para o GWAS da IMS, CAR e GMD pelo teste de associação GRAMMAR-Gamma. A herdabilidade da IMS, CAR e CGR foi de 0,40, 0,38 e 0,54, respectivamente. Não foram encontradas associações nos SNPs localizados nos genes TRPM3, NPY e ITPR1, no entanto, o SNP no gene PDE3B foi associados significativamente (P≤0,05) com IMS, CAR e CGR. Os SNPs mais associados com a IMS e CAR, no GWAS, estão localizados nos cromossomos 4, 8, 14 e 21 em regiões genômicas relacionadas com transporte iônico e regulação da ingestão. O GWAS para o GMD apontou os cromossomos 3, 6 e 10 como os que continham os marcadores com maior associação. A ingestão e eficiência alimentar são passíveis de seleção genética, principalmente o CGR. O gene PDE3B deve ser melhor estudado pois, aparenta ter relação com esses fenótipos. Por fim, esse trabalho apontou regiões genômicas, por meio de associação de amplo genoma, relacionadas com a IMS, CAR e GMD, acredita-se ser o primeiro estudo desse tipo para esses fenótipos em animais da raça Nelore. / The aim of this study was to evaluate the genetic parameters and correlations of intake and feed efficiency with performance and carcass traits, and perform the genome-wide association study (GWAS) for dry matter intake (DMI), residual feed intake (RFI) and average daily gain (ADG) in Nelore cattle (Bos indicus). Data from 1,058 animals phenotyped for DMI, feed conversion ratio (FCR), RFI, residual body weight gain (RG), residual intake and body weight gain (RIG), average daily gain (ADG) and carcass traits were used. Genetic parameters of DMI, FCR, RFI, RG and RIG and their correlations with ADG and carcass traits were estimated using Bayesian approach. Four SNPs (Single Nucleotide Polymorphism), located in genes related to appetite control (NPY and PDE3B) and ion transport (TRPM3 and ITPR1), were associated with performance, intake and feed efficiency traits. Additionally, the animals were genotyped in two different chips (Illumina Bovine HD and Illumina BovineSNP50) and genotypic information were combined by imputation. The hundreds of thousands of SNPs were used for GWAS of DMI, RFI and ADG by GRAMMAR-Gamma association test. The heritability of DMI, RFI and RIG was 0.40, 0.38 and 0.54, respectively. No associations were found in SNPs in genes TRPM3, NPY and ITPR1, however, the SNP in PDE3B gene was significantly associated (P≤0.05) with DMI, RFI and RIG. The SNPs most associated with DMI and RFI, in GWAS, are located on chromosomes 4, 8, 14 and 21 in genomic regions associated with ion transport and appetite regulation. The GWAS pointed chromosomes 3, 6 and 10 as those containing more associated markers for ADG. Feed intake and feed efficiency are amenable to genetic selection, especially the RIG. The PDE3B gene should be further studied thus appears to be related to these phenotypes. Finally, this work shows genomic regions by genome-wide association, related to DMI, RFI and ADG, believed to be the first study of its kind for these phenotypes in Nellore cattle.

A associação não aleatória entre alelos de diferentes lócus caracteriza o que é chamado de desequilíbrio de ligação (DL) entre eles. A extensão do DL nas populações humanas pode ser influenciada por muitos fatores, tais como taxa de recombinação, características demográficas (idade, tamanho e taxa de crescimento) e fatores evolutivos (deriva genética, efeito fundador, gargalos populacionais, mutação, seleção e fluxo gênico). Portanto, o conhecimento dos padrões do DL fornecem dados que auxiliam na descrição dos eventos demográficos e evolutivos sofridos pelas populações. O objetivo deste estudo foi descrever os padrões de DL de quatro populações brasileiras e correlacioná-los com suas respectivas histórias demográficas, uma vez que estas populações experimentaram alguns dos eventos evolutivos que geram ou retardam o decréscimo do DL, como fundação por poucos indivíduos, miscigenação no momento da fundação e posterior isolamento. Foram analisadas amostras de três populações remanescentes de quilombos do Estado do Piauí, Gaucinha (GAU, n = 14), Mimbó (MIB, n = 15) e Sítio Velho (STV, n = 15) e da população urbana de Teresina, Piauí (TES, n = 15), além de sete amostras populacionais do projeto HapMap (CEU, CHB, JPT, ASW, LWK, MKK, YRI, todas com n = 15). Foram genotipados mais de 250 mil SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) utilizando-se o GeneChip® Human Mapping 250K Nsp I Array - Affymetrix® nas amostras das quatro populações brasileiras. Os dados brutos das populações do HapMap para este array foram obtidos na página do projeto. Os genótipos para todas as amostras foram determinados pelo algoritmo CRLMM após comparação com o algoritmo BRLMM, e as análises de DL e determinação dos blocos de haplótipos foram realizadas com o uso do programa Haploview. Considerando-se o número de blocos de haplótipos detectados em cada população estudada, padrão semelhante foi observado em todos os autossomos. Em geral, a população europeia (CEU) e as duas populações asiáticas (CHB e JPT) do HapMap apresentaram os maiores números de blocos, enquanto que os menores números foram observados nos quilombos GAU e MIB e na população TES. As populações africanas LWK, MKK e YRI e a população afro-americana ASW apresentaram os valores intermediários e a população afro-brasileira STV, apresentou um número de blocos apenas inferior a CEU, CHB e JPT. A grande contribuição africana nos quilombos GAU e MIB pode explicar o menor DL observado nestas comunidades. Por outro lado, o menor DL em TES se deve, provavelmente, à sua fundação, que envolveu um maior número de indivíduos e foi seguida por um rápido crescimento. A possível explicação para o maior DL observado em STV, em relação aos demais quilombos, consiste em sua peculiar história demográfica: esta comunidade experimentou uma miscigenação no momento de sua fundação, que foi seguida por um crescimento lento e pouca diferenciação. Assim, foi demonstrado como os eventos demográficos de cada população influenciam seus respectivos padrões de DL. / The non-random association between alleles of different loci characterizes what is called linkage disequilibrium (LD) between them. The LD extent in human populations can be influenced by many factors, such as recombination rate, demographic features (age, size and growth rate) and evolutionary events (genetic drift, founder effects, population bottlenecks, mutation, selection and gene flow). Therefore, knowledge of the LD patterns provides data that assists in describing the evolutionary and demographic events experienced by populations. The aim of this study was to describe the LD patterns of four Brazilian populations and correlate these patterns with their respective demographic histories, since these populations have experienced some of the evolutionary events that produce or retard the LD decrease, such as foundation by few individuals, admixture at the founding moment and subsequent isolation. Samples from three quilombo remnants populations of the Piauí State, Gaucinha (GAU, n = 14), Mimbó (MIB, n = 15) and Sítio Velho (STV, n = 15) and the urban population of Teresina, Piauí (TES, n = 15), and seven population samples from the HapMap Project (CEU, CHB, JPT, ASW, LWK, MKK, YRI, all with n = 15) were analyzed. More than 250 thousand SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) were genotyped using the GeneChip ® Human Mapping 250K Nsp Array I - Affymetrix ® in the samples of the four Brazilian populations. Raw data of the HapMap population samples for this array were obtained from the HapMap homepage. Genotypes for all samples were determined by CRLMM algorithm after comparison with the BRLMM algorithm. LD analyzes and determination of haplotype blocks were performed using the Haploview software. Considering the number of haplotype blocks detected in each population, a consistent pattern was observed for all autosomes. The European population (CEU) and the two Asian populations (CHB and JPT) of the HapMap showed the highest numbers of blocks, while the lowest numbers were observed in the GAU and MIB quilombos and in the TES population. The African populations, LWK, MKK and YRI, and the African-American ASW exhibited intermediate values and the African-Brazilian population STV, presented a number of blocks smaller than that observed for CEU, CHB and JPT. The great African contribution in the GAU and MIB quilombos may explain the lower LD observed in these communities. On the other hand, the lower LD in TES is probably due to its foundation that involved a larger number of individuals and was followed by a fast growth. A possible explanation for the higher LD observed in STV, compared to other quilombos, consists in its particular demographic history: this community experienced admixture at the time of its foundation, which was followed by slow growth and low differentiation. Thus, it was shown how the demographic events of each population influence their respective LD patterns.

Os programas de melhoramento genético objetivam a seleção de animais geneticamente e fenotipicamente superiores. Dentre as características selecionadas para aumentar o ganho genético do rebanho, o perímetro escrotal destaca-se por sua alta herdabilidade e correlação com precocidade sexual, peso do animal e morfologia espermática. A seleção fenotípica para perímetro escrotal pode ser auxiliada pela junção da DEP PE 365 (diferença esperada na progênie para perímetro escrotal aos 365 dias) com a biotecnologia reprodutiva PIVE (produção in vitro de embriões), e tecnologias moleculares como o uso de marcadores do tipo SNPs (Single Nucleotide Polymorphism) e marcadores bioquímicos (proteínas). Desta forma, o presente trabalho teve por objetivo: verificar se os SNPs presentes nos genes atuantes na maturação sexual B4GALT1 (Beta 1,4- galactosyltransferase), FSHR (Follicle-stimulating hormone), LHR (Luteinizing hormone receptor) e IGF2 (Insulin-like growth factor 2) podem estar associados a maiores valores de DEP PE 365 em touros da raça Nelore; fazer o estudo global de proteínas no sêmen de touros da raça Nelore que possam ser indicativas de maior DEP PE 365 e verificar se a DEP PE 365 interfere negativamente ou positivamente nos resultados da PIVE. Para as análises de SNP, 178 touros foram divididos em dois grupos, sendo um com 104 animais de DEP PE 365 negativa e outro com 74 animais com DEP positiva. O DNA foi extraído do sangue destes animais e a região genômica de interesse foi amplificada e analisada por RFLP (restriction fragment lengh polymorphism). No caso da proteômica, dois pools de sêmen foram comparados entre si quanto aos seus perfis protéicos por LCMS (Liquid chromatographymass spectrometry): um proveninete de três touros que produzem em média 17,6% de embriões/oócito in vitro e DEP PE 365 média de -0,3 (inferiores) e outro pool proveniente de três touros que produzem em média 34,25% de embriões/oócito, com DEP PE 365 média de 1,07 (superiores). Para verificar se a DEP PE 365 de touros utilizados na PIVE influencia na quantidade e cinética de embriões produzidos, 48 touros foram divididos em três grupos (superior, neutro e inferior) por meio da amplitude total de suas DEPs PE 365 e então utilizados na PIVE. Então, observou-se a quantidade e os tipos de blastocistos gerados por cada um dos grupos. Os resultados do presente trabalho mostraram: o genótipo CC no SNP analisado no gene LHR, e o genótipo TT no SNP analisado no gene IGF2 podem estar relacionados a animais de maiores DEP PE 365 (p 0.05); proteínas envolvidas em vias metabólicas foram predominantes no grupo dos touros superiores e portanto podem ser prováveis marcadores bioquímicos de reprodutores com maiores DEP PE 365; touros com maiores DEPs PE 365 resultam na maior PIV de embriões favoráveis para serem transferidos para vacas receptoras (Bl e Bx; blastocisto e blastocisto expandido; p 0.05). Tais resultados apresentam informações que podem auxiliar na seleção de animais com melhores dados fenotípicos de DEP PE 365 e, portanto, melhores reprodutores. / The breeding programs aim the selection of phenotypically and genetically superior animals . Among the selected characteristics to increase genetic gain in the herd, scrotal circumference stands out for its high heritability and correlation with sexual precocity, animal weight and morphology . Phenotypic selection for scrotal circumference may be aided by the addition of EPD SC 365 (expected progeny difference for scrotal circumference at 365 days ) to IVPE (in vitro production of embryos) reproductive biotechnology and molecular technologies such as the use of molecular markers like SNPs (Single Nucleotide Polymorphism ) and biochemical markers (proteins). Thus, this study aimed to: determine whether the SNPs present in genes B4GALT1 (Beta 1,4 - galactosyltransferase), FSHR (Follicle - stimulating hormone), LHR (Luteinizing hormone receptor) and IGF2 (Insulin- like growth factor 2) may be associated with higher values of EPD SC 365 in Nelore bulls; make global study of proteins in semen from Nelore bulls that may be indicative of greater EPD SC 365 and check if EPD SC 365 interferes negatively or positively on the results of IVPE. For the analysis of SNP, 178 bulls were divided into two groups, one with 104 animals of 365 negative EPD SC 365 and another with 74 animals with positive EPD SC 365. DNA was extracted from blood of these animals and genomic region of interest was amplified and analyzed by RFLP (restriction fragment polymorphism lengh). In the case of proteomics, two pools of semen were compared in respect to their protein profiles by LCMS (Liquid chromatography - mass spectrometry): One from three bulls that produce on average 17.6 % of in vitro embryo/oocyte and with EPD SC 365 average -0.3 (lower) and another pool from three bulls that produce on average 34.25% of in vitro embryo/oocyte with EPD SC 365 average of 1.07 (upper). To check if EPD SC 365 bulls used in IVPE influences the amount and kinetics of embryos, 48 bulls were divided into three groups (upper, lower and neutral ) through the full range of their EPDs SC 365 and then used in IVPE. Then, it was observed the amount and types of blastocysts generated by each group. The results of this study showed: the CC genotype at SNP analyzed in LHR gene, and the TT genotype at SNP analyzed in the IGF2 gene may be related to larger EPD SC 365 animals (p 0.05); proteins involved in metabolic pathways were predominant in group of senior bulls and can therefore be likely biochemical markers of breeding with larger EPD SC 365; bulls with larger EPD SC 365 used in IVPE result in greater favor of embryos to be transferred to recipient cows (Bl and Bx; blastocyst and expanded blastocyst, p 0:05). These results provide information that can assist in the selection of animals with improved phenotypic data EPS SC 365 and, therefore, the best breeders.

La polyarthrite rhumatoïde (PR) est le rhumatisme inflammatoire chronique le plus fréquent avec une prévalence mondiale qui varie selon les pays mais se situe aux alentours de 0,5% dans le monde. La PR est caractérisée par une atteinte articulaire souvent bilatérale et symétrique, évoluant par poussées inflammatoires, une production d'auto-anticorps, une destruction du cartilage et de l'os entrainant des déformations. La PR peut survenir à tous les âges mais apparaît le plus souvent entre 40 et 60 ans, avec une forte prédominance féminine (3 : 1). Il existe des variations géographiques au sein d'un même continent ou d'un même pays en raison de facteurs environnementaux, immunologiques mais aussi génétiques. Depuis bientôt 40 ans, l’implication du gène HLA-DRB1 est connue. Les études à grande échelle sur tout le génome ont permis d’identifier 110 nouveaux polymorphismes qui n’expliquent qu’une partie de la composante génétique de la PR. Ces études ont été principalement menées dans les populations d’Amérique du Nord, d’Asie ou d’Europe du Nord. L’objectif de ma thèse était donc d’étudier des facteurs génétiques de prédisposition à la PR 1) codant pour des microARNs ou mARNs, 2) dans deux populations jusqu’ici peu ou pas étudiées, et 3) portés par le chromosome X.Pour cela, j’ai travaillé sur deux ethnies différentes (Tunisienne et Française) afin d’effectuer une étude d’association « cas-contrôle » via une approche « gènes candidats». J’ai genotypé 3 polymorphismes (SNPs) sur le locus Xq28, et 2 SNPs sur le gène REL et quantifié le niveau d’expression de 13 micro-ARNs (miR-363, miR-106a, miR-20b, miR-188, miR-92a, miR-532, miR-652, miR-221, miR-222, miR-223, miR-98, let-7f miR-718 et miR-3202) situés sur le chromosome X. J’ai également évalué les composantes HLA et l’épitope partagé (EP) dans ces deux populations. J’ai effectué une analyse des haplotypes et du degré de déséquilibre de liaison (LD) pour chaque locus. Enfin j’ai validé mes résultats grâce à des méta-analyses.Mes résultats sur un échantillon cas/témoins de 995 individus montrent que les locus Xq28 et REL sont fortement associés à la PR chez les femmes Tunisiennes et Françaises, avec des différences entre ces deux populations. Les résultats des allèles du complexe HLA-DRB1 pourraient expliquer ces différences puisque ce ne sont pas les mêmes allèles HLA-DRB1 qui prédominent dans les deux populations. Parmi les 11 micro-ARNs étudiés, deux ne sont pas détectables (miR-718 et miR-3202) dans les PBMCs des patients atteints de PR, cinq (miR-221, miR-222, miR-223, miR-106a, miR-98) montrent une différence statistique d’expression entre les femmes contrôles et les femmes PR, et 6 (let-7f, miR-188, miR-652, miR-20b, miR-363, miR-92a) ne montrent aucune différences entre les deux groupes. Le cluster miR-221-222 montre une corrélation avec le génotype (AA+AG) de SNP rs3761548 et (AG+GG) versus (AA) et rs2223356 du gène FoxP3 chez les patients atteints de PR seulement avec une stratification en fonction du sexe.En conclusion, cette étude de 3 types de facteurs génétiques de prédisposition à la PR apporte un éclairage nouveau aux précédentes études Asiatiques ou d’Europe et d’Amérique du Nord, mettant en évidence des différences ethniques et géographiques. Des études de génomique fonctionnelle et sur de larges cohortes masculines seront nécessaires pour une meilleure compréhension de la physiopathologie de la PR et de l’importance du chromosome X dans cette maladie. Par ailleurs, le rôle des micro-ARNs en tant que facteurs génétiques de prédisposition de la PR reste peu étudié et mérite de futures explorations. / Rheumatoid arthritis (RA) is the most common chronic inflammatory joint disease with a worldwide prevalence that varies by country but is around 0.5% worldwide. RA is characterized by a bilateral and symmetrical joint disease, relapsing inflammation, production of auto-antibodies, cartilage destruction and bone causing deformations. RA can occur at any age, however, it appears most often between 40 and 60 years, with a strong female predominance (3: 1). There are geographical variations within the same continent or in the same country because of environmental factors, immunological but also genetical reasons. For nearly 40 years, the involvement of the HLA-DRB1 gene is known. Large-scale studies of the genome have identified 110 new polymorphisms (SNPs) that explain only a part of the genetic component of RA. These studies were mainly conducted in North American, Asian and North European populations. The aim of my thesis was to study genetic factors of susceptibility to RA 1) encoding microRNAs and mRNAs, 2) in two unstudied populations, and 3) with a specific focus on the X chromosome.For that, I worked on two different ethnicities (Tunisian and French) to conduct a "case-control" study of association via a "candidate gene" approach. I have genotyped 3 SNPs on the Xq28 locus (rs1059702, rs1059703, rs13397) and two SNPs on the REL gene , and quantified the expression level of 11 micro-RNAs (has_Mir-223, has_Mir-363, has_Mir-106a, 20b-has_Mir, has_Mir-188, has_Mir-92a, has_Mir-532, has_Mir-652, has_Mir-221, has_Mir -222, has_Mir-223, has_Mir-98 and let-7f) located within the X chromosome. I also assessed the HLA components and the shared epitope (SE) in these two populations. I performed a haplotype analysis and a linkage disequilibrium (LD) study for each locus. Finally I validated my results through a Meta-analysis.My results on a case/control sample of 995 individuals show that the Xq28 locus and REL locus are strongly associated with RA in both Tunisian and French women, with however differences between the two populations. The results of the HLA-DRB1 alleles might explain these differences since different HLA-DRB1 alleles predominate in each population. In overall our analysis showed that among the 11 studied X-linked miRNAs, two are not detectable (miR-718 and miR-3202) in PBMCs of RA patients, five (miR-221, miR-222, miR-223, miR-106a, miR-98) show a statistical difference between controls and RA women, and 6 (let-7f, miR-188, miR-652, miR-20b, miR-363, miR-92a) show no differences between controls and RA women. MiR-222 and miR-221 was statically correlation with (AA+AC) versus (CC) FoxP3 SNP rs3761548 and (AG+GG) versus (AA) FoxP3 SNP rs2223356 in RA patients only with gender stratification.In conclusion, this study focusing on three types of genetic predisposition to RA sheds new light on the previous studies from Asia, Northern Europe and America, highlighting ethnical and geographical differences. Functional genomic studies and large male cohorts will be needed for a better understanding of the pathophysiology of RA and to study the importance of the X chromosome in this disease. Moreover, the role of micro-RNAs as genetic factors of RA remains under-studied and needs further exploration.

Mutações no gene HFE têm sido apontadas como um dos principais fatores para o desenvolvimento de sobrecarga de ferro, especialmente os SNPs (single nucleotide polymorphism) clássicos C282Y e H63D. A sobrecarga de ferro pode ser primária, atribuída diretamente a mutações do gene HFE (hemocromatose hereditária - HH) ou adquirida em decorrência de fatores genéticos e de comorbidades, particularmente, infecção pelo vírus da hepatite C (HCV) e carcinoma hepatocelular (CHC). Desequilíbrio de ligação entre os SNPs principais do gene HFE com alelos dos genes HLA-A e HLA-B podem contribuir com alterações da função das células do sistema imunológico. Neste trabalho, sequenciamos a região codificadora do gene HFE (éxon 2, 3, 4 e 5) de pacientes que apresentam ou não sobrecarga de ferro primária ou adquirida. Assim, estudamos 130 pacientes com hepatite C, 60 pacientes com CHC, 14 pacientes com HH e 100 indivíduos saudáveis. Foram encontrados sete SNPs no gene HFE no sentido 5\' para 3\': i) H63D C>G no éxon 2 (rs1799945); ii) IVS2(+4)T>C no íntron 2 (rs2071303); iii) íntron 3 C>G (rs807209); iv) C282Y G>A no éxon 4 (rs1800562); v) íntron 4 G>A (rs2794717); vi) IVS4(-44) T>C (rs1800708); vii) no íntron 5 a deleção G>del, ainda não foi descrita na literatura. Foram realizadas as reconstruções de haplótipos da região codificadora e os haplótipos estendidos englobando o gene HFE e dez outros loci (HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DRB1, HLA-DQB1, TNFa, TNFb, TNFc, TNFd e HLA-G-14pb). Também, normatizamos a nomenclatura do gene de acordo com as regras do The International ImMunoGeneTics Information System - IMGT (http://www.imgt.org/). Diversas ferramentas foram utilizadas para avaliar a associação entre os sítios polimórficos do gene HFE com a sobrecarga de ferro, incluindo testes de associações avaliando alelos, genótipos, desequilíbrio de ligação, haplótipos e diplótipos, testes de diversidades e neutralidade. Finalmente, comparamos os SNPs do gene HFE encontrados na população saudável do presente trabalho com as diversas populações mundiais, disponíveis no sítio 1000genomes (http://www.1000genomes.org/). Os resultados demonstraram que a nossa a população estava mais próxima das populações europeias e americanas, sendo parcialmente próxima das populações africanas e distante das populações asiáticas. O alelo C282Y G, contido no haplótipo da região codificadora HFE*01:03, conferiu susceptibilidade a HH na população brasileira testada, concordando com os achados observados em outras populações mundiais. O diplótipo HFE*01:02:01:01/HFE*01:01:01:05 conferiu susceptibilidade para o desenvolvimento de sobrecarga de ferro em pacientes com CHC causado pelo HCV. Detectamos forte desequilíbrio entre os alelos H63D G e IVS2(+4) C no éxon 2 do gene HFE, e concomitantemente, desequilíbrio desses alelos com alelo HLA-B*44, aparentemente, sem associação com sobrecarga de ferro, mas com aparente origem histórica. Finalmente, o teste de diversidade encontrou diferenças apenas na amostra de HH e o teste de neutralidade não encontrou pressões seletivas na população controle do presente trabalho. Concluindo, este é o primeiro trabalho, avaliando grande segmento da região codificadora do gene HFE em diversas amostras de pacientes apresentando ou não sobrecarga de ferro e em indivíduos controle. / Mutations at the HFE gene have been identified as a major factor for the development of iron overload, especially the classical single nucleotide polymorphism (SNP) C282Y and H63D. Primary iron overload can be directly attributed to mutations in the HFE gene (hereditary hemochromatosis - HH), whereas secondary overload may be acquired due to genetic factors and comorbidities, particularly infection with hepatitis C virus (HCV) and hepatocellular carcinoma (HCC). Linkage disequilibrium between major SNPs at the HFE gene with HLA-A and HLA-B alleles may contribute to alterations in the function of immune cells. We sequenced the coding region of the HFE gene (exon 2, 3, 4 and 5) of patients exhibiting primary or secondary iron overload. Thus, we studied 130 patients with hepatitis C, 60 patients with HCC, 14 patients with HH and 100 healthy individuals. We observed seven SNPs in the HFE gene in 5 \'to 3\' sequence: i) H63D C>G at exon 2 (rs1799945); ii) IVS2(+4)T>C at intron 2 (rs2071303); iii) intron 3 C>G (rs807209); iv) C282Y G>A at exon 4 (rs1800562); v) intron 4 G>A (rs2794717); vi) IVS4(-44) T>C (rs1800708); vii) at intron 5 we detected a yet undescribed G>deletion. We performed haplotype reconstruction of the coding region and extended haplotypes comprising the HFE gene and ten other loci (HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DRB1, HLA-DQB1, TNFa, TNFb, TNFc, TNFd and HLA-G14bp). In addition, we normatized the nomenclature of the HFE gene, according to the rules of the International ImMunoGeneTics Information System - IMGT (http://www.imgt.org/). Several tools were used to evaluate the association between HFE polymorphic sites with iron overload, including tests assessing associations of alleles, genotypes, linkage disequilibrium, haplotype and diplotypes, diversity and neutrality tests. Finally, we compare the SNPs at the HFE gene observed in the healthy population with those observed in diverse worldwide populations available at the 1000genomes site (http://www.1000genomes.org/) the results showed that our population was closer to American and European populations, partially close the populations of African and distant of Asian populations. The C282Y allele G, contained in the coding region HFE * 01:03 haplotype, conferred susceptibility to HH in the Brazilian population tested, agreeing with the findings observed in other worldwide populations. The HFE*01:02:01:01/HFE* 01:01:01:05 dyplotype conferred susceptibility to the development of iron overload in patients with HCC caused by HCV. A strong linkage disequilibrium was detected between the H63D G and IVS2 (+4) C alleles in exon 2 of the HFE gene, and concomitantly, a linkage between these alleles with HLA-B*44, apparently not associated with iron overload, but with apparent historical origin. Finally, the test of diversity revealed differences only in the HH sample and the neutrality test detected no selective pressures on the control population of this study. In conclusion, this is the first study evaluating a large segment of the coding region of the HFE gene in several samples of patients exhibiting or not iron overload and in control subjects.

Mondialement, le carcinome hépatocellulaire (CHC) et le cancer du poumon (CP) constituent un problème majeur de santé publique. Plusieurs études d'association gène candidat ont montré que les SNPs de gènes candidats à la réparation d'ADN et au métabolisme des monocarbones (MMC) influencent le risque de CHC et CP. Toutefois, aucune étude n'a évalué, de façon exhaustive, l'influence des SNPs de la réparation d'ADN ou du MMC avec le risque de CP ou de CHC. Notre étude vise à identifier - à l'aide de deux SNP array de 384 SNPs - les polymorphismes génétiques de la réparation d'ADN et du MMC qui sont prédictifs du risque de CHC chez des Caucasiens cirrhotiques. Nous avons aussi recherché les déterminants génétiques de la réparation d'ADN associés au risque de CP. Nos résultats ont montré que six SNPs du gène BRIP1 (BRCA1interacting protein C?terminal helicase ; rs4986763, rs4986764, rs1557720, rs4986765, rs2191248, et rs11871785) étaient significativement associés au risque de CHC chez les patients porteurs d'une cirrhose d'étiologie virale selon le modèle génétique additif. Après correction de "False Discovery Rate", BRIP1 rs4986764 et rs1557720 étaient significativement associés au risque de CHC. Deux SNPs du MMC situés sur GGH (rs11545076 et rs11545077) étaient significativement associés au risque de CHC chez les patients porteurs d'une cirrhose d'étiologie non virale. Par ailleurs, seul le polymorphisme POLL rs3730477 était associé à un risque accru de CP dans le modèle génétique récessif. La dernière partie de notre étude était consacrée à l'analyse comparée d'hémogrammes et des dommages d'ADN chez des conducteurs de taxi-moto (CTM) de Cotonou - exposés à l?air pollué par le benzène et les HAPs -, et les témoins non exposés. Nos résultats ont montré une réduction significative du nombre des globules blancs, lymphocytes, neutrophiles et plaquettes, avec une misincorporation accrue d'uracile, de 8 oxodG et la présence d'un adduit majeur d'ADN chez les CTM par rapport aux témoins. En conclusion, nous avons identifié six variants sur BRIP1 et deux variants sur GGH associés au risque de CHC sur une cirrhose d'étiologie virale et non virale, respectivement. De plus, nous avons montré que POLL rs3730477 est un prédicteur significatif du risque de cancer du poumon. Une validation de ces résultats dans des cohortes indépendantes s'avère indispensable / Worldwide, hepatocellular carcinoma (HCC) and lung cancer (LC) represent a major public health problem. Previous studies reported associations between single nucleotide polymorphisms (SNPs) in DNA repair or monocarbon metabolism (MCM) genes and LC or HCC risk. However, influences of these SNPs on LC or HCC risk have not been comprehensively evaluated. Our study aimed to identify potential interesting DNA repair and MCM gene variants associated with HCC risk in cirrhotic Caucasians. To this end, we used the Illumina's GoldenGate® technology and performed a comprehensive investigation of 384 SNPs on 94 DNA repair genes and 384 SNPs on 77 MCM genes. This comprehensive SNP-array fine mapping approach was also used to identify potential interesting DNA repair gene variants associated with susceptibility to LC in Caucasians. Our results showed that six variants on BRIP1 gene (BRCA1 interacting protein C-terminal helicase: rs4986763, rs4986764, rs1557720, rs4986765, rs2191248, and rs11871785) were significantly associated with HCC risk in patients carrying hepatitis virus-associated cirrhosis under an additive genetic model. After false discovery rate (FDR) correction for multiple testing, BRIP1 rs4986764 and rs1557720 displayed statistically significant associations with HCC risk. Two SNPs on GGH gene were associated with HCC risk in patients carrying non viral cirrhosis. In our study, only POLL rs3730477 was associated with an increased LC risk under a recessive genetic model (OR=2.81, 95% CI 1.51?5.24). Lastly, we evaluated hematologic changes and levels of DNA adducts, 8-oxodG, dU, and m5dC in Cotonou's motorbike taxi drivers (MBTD) - exposed to air pollution by benzene and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) - compared to unexposed controls. Compared to controls, MBTD displayed a significant decrease in the number of white blood cells, lymphocytes, neutrophils and platelets, with the formation of an unknow DNA adduct, whereas uracil misincorporation and 8-oxodG levels in DNA were significantly increased. In conclusion, we identified six variants on BRIP1 gene and two variants on GGH gene that are associated with susceptibility to HCC. In addition, POLL rs3730477 variant was associated with susceptibility to LC. Replication of these findings in independent cohorts is warranted

Depuis le premier séquençage du génome humain au début des années 2000, de grandes initiatives se sont lancé le défi de construire la carte des variabilités génétiques inter-individuelles, ou bien encore celle des altérations de l'ADN tumoral. Ces projets ont posé les fondations nécessaires à l'émergence de la médecine de précision, dont le but est d'intégrer aux dossiers médicaux conventionnels les spécificités génétiques d'un individu, afin de mieux adapter les traitements et les stratégies de prévention. La traduction des variations et des altérations de l'ADN en prédictions phénotypiques constitue toutefois un problème difficile. Les séquenceurs ou puces à ADN mesurent plus de variables qu'il n'y a d'échantillons, posant ainsi des problèmes statistiques. Les données brutes sont aussi sujettes aux biais techniques et au bruit inhérent à ces technologies. Enfin, les vastes réseaux d'interactions à l'échelle des protéines obscurcissent l'impact des variations génétiques sur le comportement de la cellule, et incitent au développement de modèles prédictifs capables de capturer un certain degré de complexité.Cette thèse présente de nouvelles contributions méthodologiques pour répondre à ces défis.Tout d'abord, nous définissons une nouvelle représentation des profils de mutations tumorales, qui exploite leur position dans les réseaux d'interaction protéine-protéine. Pour certains cancers, cette représentation permet d'améliorer les prédictions de survie à partir des données de mutations, et de stratifier les cohortes de patients en sous-groupes informatifs. Nous présentons ensuite une nouvelle méthode d'apprentissage permettant de gérer conjointement la normalisation des données et l'estimation d'un modèle linéaire. Nos expériences montrent que cette méthode améliore les performances prédictives par rapport à une gestion séquentielle de la normalisation puis de l'estimation. Pour finir, nous accélérons l'estimation de modèles linéaires parcimonieux, prenant en compte des interactions deux à deux, grâce à un nouvel algorithme. L'accélération obtenue rend cette estimation possible et efficace sur des jeux de données comportant plusieurs centaines de milliers de variables originales, permettant ainsi d'étendre la portée de ces modèles aux données des études d'associations pangénomiques. / Since the first sequencing of the human genome in the early 2000s, large endeavours have set out to map the genetic variability among individuals, or DNA alterations in cancer cells. They have laid foundations for the emergence of precision medicine, which aims at integrating the genetic specificities of an individual with its conventional medical record to adapt treatment, or prevention strategies.Translating DNA variations and alterations into phenotypic predictions is however a difficult problem. DNA sequencers and microarrays measure more variables than there are samples, which poses statistical issues. The data is also subject to technical biases and noise inherent in these technologies. Finally, the vast and intricate networks of interactions among proteins obscure the impact of DNA variations on the cell behaviour, prompting the need for predictive models that are able to capture a certain degree of complexity. This thesis presents novel methodological contributions to address these challenges. First, we define a novel representation for tumour mutation profiles that exploits prior knowledge on protein-protein interaction networks. For certain cancers, this representation allows improving survival predictions from mutation data as well as stratifying patients into meaningful subgroups. Second, we present a new learning framework to jointly handle data normalisation with the estimation of a linear model. Our experiments show that it improves prediction performances compared to handling these tasks sequentially. Finally, we propose a new algorithm to scale up sparse linear models estimation with two-way interactions. The obtained speed-up makes this estimation possible and efficient for datasets with hundreds of thousands of main effects, thereby extending the scope of such models to the data from genome-wide association studies.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:38:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CELINA KASSUMI KUNIEDA SUZUKI.pdf: 2013145 bytes, checksum: c807ebe49c872194bb7af7cd6bb5d17f (MD5) Previous issue date: 2012-06-29 / The increased prevalence of childhood obesity in recent years suggests the existence of a genetic predisposition or susceptibility to conditioning factors for obesity which act on the environmental factors related to lifestyle involving diet and physical activity. Food education programs and physical activities have been developed in order to reverse this situation. The chewing is considered one of the early stages of the digestive process and therefore primordial important because performing correctly promotes natural hunger satiety as well as a healthy digestion. The aim of this study is to investigate the polymorphism of the TNF-α and DRD2 genes and the influence of masticatory profile in childhood obesity to enable the preparation of proposals for more effective interventions to control weight gain. For this purpose the study has been divided into two articles. ARTICLE 1: This study evaluated the profile of the obese child chewing through survey and evaluation of clinical history miofunctional from the protocols of MgBr and AMIOFE-A (attached) in 11 normal children representing the control population (Group I) and 16 obese children (Group B) participating in the CAIS Group of Obesity in Goiânia Municipal and School of Clinical Speech Therapy PUC Goiás aged between 6 and 13 years for both sexes. According to the findings obtained in the research, it is concluded that obese group (OB) presents an incision chewing food made with the central and lateral incisors with the majority labial sealing with or without excessive movement, unilateral pattern, with higher presence of altered behaviors in chewing and shorter chewing time. ARTICLE 2: This study evaluated the genetic polymorphism of TNF-α gene (G308A) and DRD2 (Taq1α - C32806T) in 27 patients with childhood obesity (16) and controls (11) using the method ARMS-PCR and PCR-RFLP, respectively, in peripheral blood samples. The results suggest that the genetic polymorphism of Taq1α (C32806T) in the DRD2 gene was associated with the increase of obesity in the childhood. Still genetic variants of the SNP G308A TNF-α gene is not possible to confirm it s influence on children s weight gain. Understanding how genetic variations affect the tendency to become or remain obese is an important step to comprehend the mechanisms that lead to obesity. / O aumento da prevalência da obesidade infantil nestes últimos anos sugere a existência de predisposição ou suscetibilidade genética como fatores condicionantes para a obesidade, sobre a qual atuam fatores ambientais relacionados ao estilo de vida, que envolvem hábitos alimentares e atividade física. Programas de educação alimentar e de atividades físicas foram desenvolvidos visando reverter este quadro. A mastigação é considerada uma das fases iniciais do processo digestório e de primordial importância, pois quando realizada de forma correta, promove a saciedade natural da fome, bem como uma digestão saudável. O objetivo deste estudo foi investigar o polimorfismo dos genes TNF-α e DRD2 e a influência da mastigação na obesidade infantil para possibilitar a elaboração de propostas de intervenções mais eficazes para o controle do ganho de peso Para esta finalidade, o estudo foi dividido em dois artigos. ARTIGO 1: Este estudo avaliou o perfil mastigatório da criança obesa, por meio de levantamento de histórico clínico e avaliação miofuncional orofacial a partir dos protocolos do MGBR e AMIOFE-A (anexos), em 11 crianças eutróficas representando a população controle (Grupo EU) e 16 crianças obesas (Grupo OB) participantes de Grupo de Obesidade dos CAIS Municipais da cidade de Goiânia e da Clínica- Escola de Fonoaudiologia da PUC Goiás, com idade entre 6 e 13 anos de ambos os sexos. Conforme os achados obtidos na pesquisa, conclui-se que o grupo obeso (OB) apresenta uma mastigação com incisão do alimento feito com os incisivos centrais e laterais, sendo a maioria com vedamento labial sem ou com movimentação excessiva, padrão unilateral, com maior presença de comportamentos alterados na mastigação e tempo de mastigação reduzido. ARTIGO 2: Este estudo avaliou o polimorfismo genético dos genes TNF-α (G308A) e DRD2 (Taq1α - C32806T) em 27 pacientes com obesidade infantil (16) e de controle (11), utilizando o método de ARMS-PCR e PCR-RFLP, respectivamente, em amostras do sangue periférico. Os resultados sugerem que o polimorfismo genético em Taq1α (C32806T) no gene DRD2 apresentou associação com o incremento na obesidade infantil. Por outro lado, as variantes genéticas do SNP G308A do gene TNF-α não permitiram confirmar sua participação no ganho de peso em crianças. Entender como variações genéticas afetam a obesidade consiste em um passo importante na compreensão dos mecanismos desencadeadores da obesidade.