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Orientadores: Maricilda Palandi de Mello, Celso Eduardo Benedetti, Fernanda Caroline Soardi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T21:27:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CunhaJunior_JoseLuizRosenberis_M.pdf: 3002580 bytes, checksum: 1980aba7f72fdfd74e758a924771c055 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A expressão do gene SRY (Sex Determining Region in chromosome Y) é responsável por desencadear a determinação testicular durante o desenvolvimento embrionário, a partir das gônadas ainda indiferenciadas. Mutações nesse gene são encontradas em muitos casos de anomalias do desenvolvimento gonadal. O projeto teve por objetivo principal a análise funcional do efeito de uma mutação na região promotora do gene SRY, sendo que essa mutação consiste em uma deleção de 3 pares de base em um dos sítios consenso de ligação do fator de transcrição Sp1 ao promotor do gene. O portador dessa mutação é um indivíduo com disgenesia gonadal pura 46,XY, sendo que outros membros da família apresentavam ambiguidade genital e o pai, também portador da mutação, possuía grave hipospadia ao nascimento. Para tentar esclarecer os efeitos desta mutação nos mecanismos moleculares de regulação da expressão do gene SRY, este trabalho primeiramente analisou a interação da proteína Sp1 com os sítios localizados na região promotora de SRY e o efeito da mutação nesta interação, através de ensaios de EMSA (Electrophoretic Mobility Shift Assay). Concluiu-se que os sítios Sp1A e Sp1B se ligam a duas moléculas de Sp1 e que a mutação no Sp1A praticamente abole esta ligação. Possivelmente a ausência dessa ligação impediu a formação de um complexo de transcrição, causando uma diminuição na expressão do gene SRY e levando à ausência de formação dos testículos e reversão sexual completa na paciente. Complementando, foi analisado o efeito dessa mutação na expressão através de ensaio de expressão com gene repórter, no qual o promotor normal se mostrou em média duas vezes mais eficiente na ativação da expressão da luciferase que o promotor mutante. Entretanto, mais experimentos de transfecção, inclusive com outras linhagens celulares, devem ser realizados para confirmação desse resultado. Além disso, foi analisado o efeito de uma nova mutação (localizada na região codificante do gene SRY) na ligação da proteína SRY com o DNA, através de ensaios de EMSA. Concluiu-se que a mutação E89K, associada com disgenesia gonadal pura 46,XY, reduziu em alto nível a atividade de ligação in vitro da proteína SRY mutante ao DNA, o que representa um forte indício de que atividade reduzida da proteína mutante não foi suficiente para desencadear o processo de determinação testicular. Paralelamente, foi feito o rastreamento de mutações no gene SRY e sua região promotora em novos casos de disgenesia gonadal, não tendo sido encontradas, porém, alterações nos pacientes analisados / Abstract: The SRY (Sex Determining Region in chromosome Y) gene expression is responsible for testicular determination during embrionary development. Mutations in SRY are found in many cases of anomalies of gonadal development. This project analyzed the functional effect of a mutation in SRY promoter region; the mutation is a 3-bp deletion in a consensus binding site for Sp1 transcription factor. The patient presented 46,XY pure gonadal dysgenesis, and a family history of relatives with different levels of genital ambiguity. Her father shares the same mutation in the SRY promoter region. In order to investigate the effects of the mutation upon the molecular mechanisms that regulate SRY gene expression, the interaction of the Sp1 transcription factor with normal and mutant binding sites was analyzed by EMSA (Electrophoretic Mobility Shift Assay). Each of Sp1A and Sp1B normal sites binds to a single Sp1 molecule, whereas the 3-bp deletion in Sp1A abolishs the binding to this site. Probably, the lack of Sp1 binding to the Sp1A site prevented the formation of a stable transcription complex, reducing the level of SRY expression and leading to the absence of testicles and complete sex reversal in the patient. Parallely, the effect of the mutation was analyzed by a reporter gene assay, indicating that the normal promoter is almost two times more efficient than the mutant promoter in the activation of luciferase gene expression using HeLa cells. However, further transfection experiments with other cell lineages must be performed to confirm this result. In addition, the effect of a new mutation (E89K, located in the SRY gene coding region) was analyzed by testing the ability of the SRY mutant protein to bind its DNA consensus sequence. EMSA assays revealed that the E89K mutation, which is associated with 46,XY pure gonadal dysgenesis, strongtly reduced the SRY protein binding activity in vitro. This result is a strong evidence that the reduced activity of SRY mutant protein was not sufficient to trigger the testicular determination in the patient, leading to the pure gonadal dysgenesis phenotype. Screening of mutations in the SRY gene coding and promoter regions was also performed in six diferent patients with 46,XY gonadal dysgenesis. However, other mutations have not been identified / Mestrado / Genetica Animal e Evolução / Mestre em Genética e Biologia Molecular

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A produção animal atualmente conta com diferentes biotecnologias para aumentar sua produtividade, incluindo técnicas aplicadas na reprodução. A inseminação artificial, por exemplo, vem sendo aplicada há muitos anos e de maneira extensiva. Esta tem como objetivo o aproveitamento de apenas um ejaculado em diversas prenhezes viabilizando a realização de testes de progênies e um grande aproveitamento de touros melhoradores. Atualmente essa técnica pode contar com um material ainda mais específico, o sêmen sexado que possui maior porcentagem (acima de 87%) de espermatozóides portadores de cromossomo X ou Y resultando numa progênie com o sexo predeterminado. A pré-seleção do sexo vem sendo estudada desde final dos anos 70, uma das linhas de pesquisa resultaram no desenvolvimento de um equipamento, o citômetro de fluxo, em que a célula espermática tem seu conteúdo de DNA estimado e, na seqüência é orientado para separação. Atualmente essa técnica é utilizada para produção de sêmen sexado comercialmente, anteriormente à comercialização do produto, a confirmação da taxa de separação dos cromossomos X e Y é realizada pelo próprio equipamento, o que acrescenta um custo operacional e pode introduzir um viés na confirmação da taxa de sexagem. Sendo assim o objetivo desse trabalho foi elaborar um protocolo de confirmação da taxa de sexagem mediante PCR em tempo real, utilizando sonda TaqMan® em regiões dos genes X-específico (PLP) e Y-específico (SRY). Foram analisadas duas sub-espécies de bovinos (Bos primigenius taurus e Bos primigenius indicus), sendo 21 doses de sêmen sexado X, 21 doses de sêmen sexado Y e 42 doses de sêmen não sexado (controle). A extração do DNA foi desenvolvida com a utilização de di-etiltreitol (DTT) e isotiocianato de guanidina. As amostras foram, em seguida, submetidas à técnica de PCR em tempo real aplicando sondas específicas. Foi possível amplificar os fragmentos específicos dos cromossomos X e Y separadamente e em conjunto e estimar a proporção relativa entre ambos. Todavia a repetibilidade do teste e sua acurácia não permitem recomendá-lo da maneira que se encontra para a aplicação na prática. / There are different biotechnologies to apply to increase the animal production nowadays, reproduction techniques are including. The artificial insemination (AI), for example, is a technique very used during many years ago and it is used at extensive production. The aim of this technique is to increase the numbers of pregnancies with just one ejaculation what will propose easier testing of offspring and better use of genetic selected bulls. At present the AI can associate a more specific material, the sexed semen, that contains a higher percentage (more than 87%) of X- or Y- bearing spermatozoa. Its application will result in a offspring with the desired sex. The sorting sex process has been studied since the 1970\'s, since then, some researchers have determined the cytometric sexing flow, a \"promising technique\" that allows the separation of the X-bearing chromosome sperm from the Y-bearing chromosome sperm based on the estimation of the DNA content in each measured cell. The cytometric flow is the unique commercial technique applied for mammalian species in many countries. Before the commercialization the bovine sexed semen has its percentage of the desired sex confirmed by using the same technique that sorted at the beginning of the process. This point can improve the cost and benefits the sorting technique. This way, the objective of this study was to determine a protocol of sex proportion confirmation by real time PCR using TaqMan® probe at X-specific gene (PLP) and Y-specific gene (SRY). Two subspecies of cattle semen were analyzed (Bos primigenius taurus and Bos primigenius indicus). Twenty-one sexed semen for female, other twenty-one sexed semen for male and forty-two non sexed semen were used in this research. The DNA extraction used DTT and guanidine isothiocyanate, and then the obtained samples were used to the real time PCR applying specific probes. This study allows the amplification in different reactions of specific products of X-chromosome bearing and Y-chromosome bearing. Putting the results together, it was possible to determine the relative proportion between the products. But the repeatability and accuracy of the test don\'t permit use this technique in this way of practice.

A produção animal atualmente conta com diferentes biotecnologias para aumentar sua produtividade, incluindo técnicas aplicadas na reprodução. A inseminação artificial, por exemplo, vem sendo aplicada há muitos anos e de maneira extensiva. Esta tem como objetivo o aproveitamento de apenas um ejaculado em diversas prenhezes viabilizando a realização de testes de progênies e um grande aproveitamento de touros melhoradores. Atualmente essa técnica pode contar com um material ainda mais específico, o sêmen sexado que possui maior porcentagem (acima de 87%) de espermatozóides portadores de cromossomo X ou Y resultando numa progênie com o sexo predeterminado. A pré-seleção do sexo vem sendo estudada desde final dos anos 70, uma das linhas de pesquisa resultaram no desenvolvimento de um equipamento, o citômetro de fluxo, em que a célula espermática tem seu conteúdo de DNA estimado e, na seqüência é orientado para separação. Atualmente essa técnica é utilizada para produção de sêmen sexado comercialmente, anteriormente à comercialização do produto, a confirmação da taxa de separação dos cromossomos X e Y é realizada pelo próprio equipamento, o que acrescenta um custo operacional e pode introduzir um viés na confirmação da taxa de sexagem. Sendo assim o objetivo desse trabalho foi elaborar um protocolo de confirmação da taxa de sexagem mediante PCR em tempo real, utilizando sonda TaqMan® em regiões dos genes X-específico (PLP) e Y-específico (SRY). Foram analisadas duas sub-espécies de bovinos (Bos primigenius taurus e Bos primigenius indicus), sendo 21 doses de sêmen sexado X, 21 doses de sêmen sexado Y e 42 doses de sêmen não sexado (controle). A extração do DNA foi desenvolvida com a utilização de di-etiltreitol (DTT) e isotiocianato de guanidina. As amostras foram, em seguida, submetidas à técnica de PCR em tempo real aplicando sondas específicas. Foi possível amplificar os fragmentos específicos dos cromossomos X e Y separadamente e em conjunto e estimar a proporção relativa entre ambos. Todavia a repetibilidade do teste e sua acurácia não permitem recomendá-lo da maneira que se encontra para a aplicação na prática. / There are different biotechnologies to apply to increase the animal production nowadays, reproduction techniques are including. The artificial insemination (AI), for example, is a technique very used during many years ago and it is used at extensive production. The aim of this technique is to increase the numbers of pregnancies with just one ejaculation what will propose easier testing of offspring and better use of genetic selected bulls. At present the AI can associate a more specific material, the sexed semen, that contains a higher percentage (more than 87%) of X- or Y- bearing spermatozoa. Its application will result in a offspring with the desired sex. The sorting sex process has been studied since the 1970\'s, since then, some researchers have determined the cytometric sexing flow, a \"promising technique\" that allows the separation of the X-bearing chromosome sperm from the Y-bearing chromosome sperm based on the estimation of the DNA content in each measured cell. The cytometric flow is the unique commercial technique applied for mammalian species in many countries. Before the commercialization the bovine sexed semen has its percentage of the desired sex confirmed by using the same technique that sorted at the beginning of the process. This point can improve the cost and benefits the sorting technique. This way, the objective of this study was to determine a protocol of sex proportion confirmation by real time PCR using TaqMan® probe at X-specific gene (PLP) and Y-specific gene (SRY). Two subspecies of cattle semen were analyzed (Bos primigenius taurus and Bos primigenius indicus). Twenty-one sexed semen for female, other twenty-one sexed semen for male and forty-two non sexed semen were used in this research. The DNA extraction used DTT and guanidine isothiocyanate, and then the obtained samples were used to the real time PCR applying specific probes. This study allows the amplification in different reactions of specific products of X-chromosome bearing and Y-chromosome bearing. Putting the results together, it was possible to determine the relative proportion between the products. But the repeatability and accuracy of the test don\'t permit use this technique in this way of practice.

Molecular techniques, particularly noninvasive genetic sampling (NGS) and nondestructive sampling (NDS), are increasingly being used as tools to study the ecology of free-ranging mammals. A specific application of these methods is the molecular sexing of species for which external sex differentiation is challenging. Star-nosed moles (Condylura cristata) are a little-studied species in which females possess a peniform clitoris making them externally indistinguishable from males. To my knowledge, no studies have employed NDS to study any aspect of their ecology. I therefore sequenced fragments of one X-chromosome (Zfx) and two Y-chromosome (Sry and Zfy) genes from known-sex specimens, and designed species-specific primers to co-amplify these loci from hair, claw and fecal samples of 16 star-nosed moles. I found all tissue types were highly (90-100%) reliable for sex determination. I envision that this NDS method will facilitate future capture-and-release studies on the natural history and social structure of this fascinating, semi-aquatic mammal.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-12-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

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