Made available in DSpace on 2015-11-11T12:12:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 luis_ponce_ioc_dout_2014.pdf: 1486134 bytes, checksum: 9dd0c29de095c29028394b797fd2d769 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015-06-10 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A análise de grandes quantidades de dados aproveitando o poder computacional de ferramentas \2015open source\2016 que estão disponíveis na internet é o que veio a conhecer-se como quarto paradigma da investigação científica. Em muitas áreas do conhecimento como a Astronomia, a Física e Geologia, a experimentação, o desenvolvimento teórico e o poder computacional (os três primeiros paradigmas) têm dado lugar à análise rotineira de grandes quantidades de dados e o desenvolvimento de novos métodos, conceitos e teorias que permitam interpretar a informação gerada por novas tecnologias. No campo da biologia, esta mudança nos paradigmas da investigação científica supõe um desafio na hora de encarar uma questão biológica; mas, em contrapartida, ela oferece a oportunidade de validar teorias clássicas e/ou testar hipóteses novas. Precisamente neste contexto, a presente tese aborda duas questões pertinentes ao campo da biologia evolutiva: Quais são os fatores que determinam a evolução de uma proteína? e Qual é a natureza da seleção cinética traducional?. Estas perguntas são, em principio, relevantes no âmbito teórico; por outro lado, sua compreensão, implicações e perspectivas têm também espaço importante na área experimental A tese está estruturada da seguinte forma: No Capitulo um se descreve uma combinação de análise de texto com outras técnicas de mineração de dados para identificar, classificar, integrar e modelar associações existentes entre caracteres genômicos que favorecem ou impedem a acumulação de substituções nucleotídicas ao nível das regiões codificadoras. Nossa metodologia permitiu identificar características genômicas como a eficiência traduçional, a instabilidade estrutural e as regiões de baixa complexidade que em principio poderiam constituir determinantes da evolução das proteínas. Construtos latentes como esquema de integração de dados biológicos mostraram que, em vez de considerar o nível de mRNA como o maior determinante da evolução das proteínas, outras variáveis relacionadas com a expressão de um gene podem ser igualmente importantes Finalmente, graças a um modelo de fatores Bayesiano, foi possível estimar os componentes de um sistema de tradução de proteínas identificado com a eficiência e adaptação da maquinaria celular. No Capitulo dois, o controle cinético exercido pelos códons raros durante a tradução das proteínas é abordado com a ajuda de uma análise de custo-benefício que tenta identificar a natureza do que veio a denominar-se como seleção cinética traducional. Diferenças entre proteínas estáveis e instáveis apóiam permitiram identificar a ação da regulação cinética traducional sobre determinado grupos de genes. Os padrões de substituções sinônimas encontrados nas proteínas instáveis permitiram estender nossa discussão apontando à existência de combinações de códons num espaço genotípico determinado que assegure a conservação da estrutura terciária de uma proteína, mas, ao mesmo tempo procure a otimização da cinética da sua tradução / In scientific discovery, three acknowledged paradigms are experimental, theoretical and computational. In the last ten years however, scientists have been over whelmed with large amounts of data coming from high - throughput technologies that are analyzed tak ing advantage of computational power, the internet and open source data - analysis tools. Late researcher of Microsoft, Dr. James Gray (1944 - 2012 in absentia ) ca lled this ―the fourth paradigm of scientific research‖ and urged the need to acknowledge that making sense of data will turn routine in most areas of science. For biologists and others involved in life sciences, this paradigm shift may address daunting cha llenges, however; in return, it offers the oppo rtunity to examine old theories and test new hypothesis. It is within this context that the thesis presented here tackles two fundamental problems of evolutionary biology: What are the constraints of protein e volution? and what is the underlying nature of the kinetic - translational selection?. Although at first glance these questions might appear exclusively relevant for the theoretical field of evolutionary biology, we consider their implications for other area s such as biotechnology and clinical applications. The thesis is organized as following: In Chapter one , we present a combination of text analysis with other data mining techniques to identify, classify, integrate and model existing associations between g enomic c haracters that favor o r hinder the rate at which proteins evolve Our methodology allowed us to identify genomic features such as translational efficiency, structural instability and low - complexity regions that appear to constitute constraints of p rotein evolution. Latent constructs were used as an alternative to integrate biological data and they showed that instead of using mRNA levels as primary determinants of protein evolution, other expression - related factors should be considered. We devised a Bayesian factor model to estimate the components of a protein translation system identified with the efficiency and adaptation of the cellular machinery. In Chapter two , we aboard the fine - tuning kinetic control of rare codons during protein translation i n the context of a cost - benefit analysis devised to identify the action o f recently proposed ki netic translational selective force. The pattern of synonymous substitutions found in proteins classified as structurally unstable led us to extend our discussio n to the existence of a determined genotypic space in which combinations of codons are ―tested‖ in order to optimize the protein synthesis kinetics maintaining the tridimensional structure.

O estudo de venenos de artrópodes é de grande interesse para melhorar os tratamentos contra envenenamentos e oferece uma ótima ferramenta para melhor compreensão dos sistemas nervoso e imunológico, coagulação sanguínea e respostas inflamatórias. As abelhas são um dos animais venenosos mais estudados e a elucidação do seu proteoma é de interesse na elucidação de reações tóxicas e alérgicas a ferroadas. O número de acidentes envolvendo estes insetos é crescente, tendo ultrapassado 20.000 notificações entre 2001 e 2006 em todo o país e, apesar disso, não há um tratamento específico para estas vítimas, nem mesmo uma identificação completa dos antígenos presentes nesse veneno. O perfil protéico descrito até então apresenta cerca de 40 proteínas. O objetivo deste trabalho foi identificar o perfil protéico do veneno de abelhas utilizando a união da abordagem proteômica e da cromatografia de afinidade. Identificar também as proteínas alergênicas deste veneno e algumas modificações pós-traducionais como fosforilação e glicosilação. Além disso, um soro antiveneno específico foi produzido e sua ação neutralizadora testada. O veneno de abelhas foi separado por cromatografia de afinidade utilizando o soro antiveneno imobilizado em coluna de Sepharose 4B. Para identificação das proteínas foram utilizadas técnicas de 2D-SDS-PAGE, MALDI TOF/TOF e nanoESI-LC/MS-MS. Ensaios de Western Blotting foram realizados para identificar as proteínas alergênicas e fosforiladas. A utilização da cromatografia de afinidade permitiu a identificação 2 de proteínas pouco abundantes. Foram identificadas 54 proteínas, dentre as quais 9 nunca haviam sido descritas neste veneno, como MRJP-2, alfaglicosidase, transferinas, proteases, quinases e um inibidor de protease. Após a identificação destas proteínas foi possível propor um provável mecanismo de ação deste veneno. Dentre as proteínas identificadas como alergênicas, a MRJP-8 foi identificada pela primeira vez, juntamente com fatores relacionados ao PDGF e VEGF. Os resultados dos ensaios de neutralização de atividades citotóxicas, hemolíticas e miotóxicas mostraram a eficiência do soro antiveneno produzido. Chegou-se a um volume de 5,7 mL de soro antiveneno necessários para neutralizar a ação tóxica provocada por 100 ferroadas de abelhas. Este valor está na mesma faixa de eficiência dos melhores antivenenos (ofídicos, aracnídicos e escorpionídicos) produzidos no Brasil e no mundo. O lote de soro antiveneno produzido mostrou resultados satisfatórios para ser utilizado nos testes clínicos / The aim of this work was to identify the protein profile of honeybee venom, and detect allergenic proteins and post-translational modifications. Furthermore specific antivenom was produced and potency tests were performed in order to check its power of neutralization of toxic activities of venom. They were identified 54 proteins, 9 that have never been reported before in this venom. After identification of these proteins it was possible to outline a feasible mechanism of action of venom. For the first time MRJP-8, transferrin, PDGF and VEGF factors were identified as allergenic. Results of neutralization of citotoxic, hemolytic and myotoxic activities showed the efficacy of antivenom that had satisfactory results to be tested in clinical assay

Caenorhabditis elegans possui quatro genes de kpcs (kex2/subtilisin-like proprotein convertases): kpc-1, kpc-2/egl-3, kpc-3/aex-5, kpc-4/bli-4. Em C. elegans, dois dos quatro polipeptídeos de vitelogenina encontrados dentro dos ovócitos, YP115 e YP88, se originam a partir de um precursor polipeptídico (VIT-6) clivado pós-traducionalmente após o motivo RGKR. Nematóides transgênicos foram produzidos com construções repórteres transcricionais de GFP. Foi verificada expressão de kpc-1 tanto em neurônios quanto em células musculares e intestinais. Esses dados, aliados aos dados da literatura para os outros genes kpc de C. elegans, sugerem o envolvimento de KPC-1 no processamento de VIT-6, que é secretada por células intestinais. Ensaios de Western-blot compararam o processamento de VIT-6 em nematóides selvagens, mutantes e knock-down por RNAi para os diferentes genes kpc. A análise de nematóides mutantes e knock-down por RNAi combinado para os outros três genes de convertase de C. elegans confirmou a redundância da atividade dessas enzimas no processamento de VIT-6. / Four kpc genes are found in the Caenorhabditis elegans genome: (kex2/subtilisin-like proprotein convertases): kpc-1, kpc-2/egl-3, kpc-3/aex-5, kpc-4/bli-4. Two of the four vitellogenin polypeptides, YP115 and YP88, originate from a precursor, VIT-6. VIT-6 is cleaved post-translationally after the RGKR motif. Transgenic worms carrying GFP transcription reporter constructs were produced. Expression of kpc-1 has been localized to neurons as well as muscular and intestinal cells. These data, together with the ones available from the literature for the other kpc genes, suggest the involvement of KPC-1 in the processing of VIT-6, which is secreted from intestinal cells. Western-blot analysis compared the pattern of VIT-6 processing in wild-type, mutants and RNAi-treated worms for the other kpcs. Analysis of worms treated by combined RNAi confirmed the redundancy of KPCs in VIT-6 processing.

A família PUF é um conjunto de proteínas que se ligam a mRNA regulando sua estabilidade e tradução em processos chave do desenvolvimento. Entre as 25 proteínas de Arabidopsis contendo as repetições PUF, três delas, APUM-I, APUM-2 e APUM-3, apresentam ~90% de identidade e colocalizam temporal e espacialmente nos meristemas apical e axilares de caule, zona de elongação da raiz e no periciclo durante a formação de calos e de raízes laterais, além de estames e polens. Ensaios de RT-PCR mostraram que a relação de expressão entre eles é a mesma em todos os órgãos analisados. Além disso, plantas nocautes apum-1- e apum-2- não apresentam fenótipo alterado, sugerindo redundância funcional. Plantas com a expressão dessas proteínas afetadas por RNA antisense apresentaram folhas cloróticas e reduzidas, raízes mais curtas e menos ramificadas e baixa fertilidade, fenótipo semelhante ao de plantas que superexpressam KRP-2, um inibidor de CDK. O transcrito KRP-2 apresenta um elemento de ligação AraPum no 3\'-UTR sugerindo ser um possível alvo para APUM. Em adição, plantas antisense têm aumento de transcritos KRP-2 em relação a selvagens. Assim, foi proposto que essas proteínas agem coordenando a formação de folhas e raízes pela influência na tradução de KRP-2. A função ancestral das proteínas PUF de manter o ciclo celular em detrimento da diferenciação, parece ser conservada em plantas. / The PUF family is a group of conserved proteins that bind to rnRNAs regulating its stability and translation in key developrnental processes. Among the twenty five Arabidopsis proteins with PUF repeats, we found that three highly similar members, APUM-I, APUM-2 and APUM-3 (~90% identity) and co-localize spatially and temporally in the shoot apical and axillaries meristems, root elongation zone and pericycle during callus and lateral root formation, as well as stamens and pollens. RTPCR assays showed that these proteins have similar expression profiles in ali organs analyzed. Moreover, plant apum-1 and apum-2 knockouts have no detectably altered phenotype, suggesting a functional redundancy between them. Plants in which APUM-I, APUM-2 and APUM-3 expression were reduced through antisense RNA, showed chlorotic and reduced leaves, shorter and less ramificated roots and low fertility. This phenotype is similar to that of plants over-expressing the KRP-2 gene, a CDK inhibitor. An AraPum binding element at 3\'-UTR of the KRP-2 transcript suggests that it may be a possible target for APUM. In addition, in comparison to wild-type plants, antisense plants have increased KRP-2 transcripts levels. We proposed that APUM proteins act by coordinating leaf and root formation by way of influencing KRP-2 transiation. The ancestral function of PUF proteins in the maintenance of the cell cycle, to detriment of differentiation, seems to be conserved in plants.

Orientador: Jorg Kobarg / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-07T08:03:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Passos_DarioOliveirados_D.pdf: 4831709 bytes, checksum: 0aa3e031d4e82dc447636416b68401e8 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A proteína Ki-1/57 que é encontrada tanto no núcleo quanto no citoplasma está associada com atividade de proteína quinase serina/treonina e é fosforilada nestes resíduos após ativação celular. Neste trabalho verificamos que Ki-1/57 interage com a proteína Chromatin-Helicase-DNA-binding domain 3 (CHD3) e com a proteína adaptadora/sinalizadora RACK1 no núcleo. Pelo sistema do duplo híbrido de levedura (SDHL) a proteína arginina metiltransferase 1 (PRMT1) foi selecionada como outra proteína de interação. A PRMT1 integra uma família representada por nove enzimas humanas que catalisam reações de metilação em resíduos de arginina. Em seguida, usando agora a PRMT1 como isca - no SDHL - identificamos as proteínas Ki-1/57 e hnRNPQ, juntamente com outras 13. A maioria delas contêm motivos ¿RGG-box¿ em suas seqüências de aminoácidos, que são conhecidos alvos para metilação. Posteriormente verificamos que Ki-1/57 e seu provável parálogo CGI-55 conservam dois motivos ¿RGG/RXR-box¿ e que são substratos in vitro para a metilação de argininas pela PRMT1. Estudos de mapeamento mostraram que todos os fragmentos contendo o motivo ¿RGG/RXR-box¿ interagem com a PRMT1 e são alvos à metilação in vitro. Ki-1/57 endógena, imunoprecipitada de células L540, mostrou ser metilada in vivo, além de ser um alvo a metilação pela PRMT1 in vitro, somente quando as células são previamente tratadas com o inibidor da metilação Adox. Tratamento das células Hela com o inibidor da metilação (Adox) causa desaparecimento da imuno-marcação citoplasmática de Ki-1/57 e relativa redistribuição do parálogo CGI-55 para o citosol. Assim, pode ser especulado que a metilação destas proteínas deve ser um evento importante para suas localizações subcelulares e conseqüentemente para suas funções. Em resumo, nossos dados sugerem que o SDHL é um método efetivo na identificação de novos substratos celulares para a PRMT1 e poderia ser estendido para a identificação e caracterização de novos substratos para os outros integrantes da família das PRMTs humanas / Abstract: The protein Ki-1/57 that is found both in the cytoplasm and nucleus is associated with serine/threonine protein kinase activity and gets phosphorylated on serine and threonine residues upon cellular activation. We demonstrated that Ki-1/57 interacts with the Chromatin-Helicase-DNA-binding domain protein 3 (CHD3) and with the adaptor/signaling protein RACK1 in the nucleus. By utilizing the yeast two-hybrid system (YTHS), we were further able to find the protein arginine-methylatranseferase-1 (PRMT1) as another interacting protein. PRMT1 is a member of the family constituted by 9 human enzymes that catalyze methylation reactions on arginine residues. Afterwards, by using PRMT1 as bait in the YTHS we identified both Ki-1/57 and NSAP1 as interacting proteins, along with 13 other proteins. The majority of them present RGG-box clusters in their amino acid sequences, which are known to be targets for arginine methylation. We further found that Ki-1/57 and its putative paralogue CGI-55 have two RGG/RXR-box clusters conserved between them and that they are substrates for arginine-methylation by PRMT1 in vitro. In mapping studies, we observed that all Ki-1/57 protein fragments containing the RGG/RXRbox clusters interact with PRMT1 and are targets for methylation in vitro. Endogenous cellular Ki-1/57 seems to be methylated in vivo and is a target for methylation by PRMT1 in vitro, only when cells have been previously treated with the methylation inhibitor Adox. Treatment of Hela cells with the inhibitor of methylation (Adox) causes the disappearance of the immuno-staining of Ki-1/57 in the cytoplasm and a relative redistribution of the paralogue CGI-55 to the cytosol. It can therefore be speculated that the methylation of these proteins is important for their sub-cellular localization and in consequence for their function. In summary our data suggest that the YTHS is an effective method for the identification of novel cellular PRMT substrates and could be extended for the identification and characterization of novel substrates to the other components of the human PRMT1 family / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

O estudo de venenos de artrópodes é de grande interesse para melhorar os tratamentos contra envenenamentos e oferece uma ótima ferramenta para melhor compreensão dos sistemas nervoso e imunológico, coagulação sanguínea e respostas inflamatórias. As abelhas são um dos animais venenosos mais estudados e a elucidação do seu proteoma é de interesse na elucidação de reações tóxicas e alérgicas a ferroadas. O número de acidentes envolvendo estes insetos é crescente, tendo ultrapassado 20.000 notificações entre 2001 e 2006 em todo o país e, apesar disso, não há um tratamento específico para estas vítimas, nem mesmo uma identificação completa dos antígenos presentes nesse veneno. O perfil protéico descrito até então apresenta cerca de 40 proteínas. O objetivo deste trabalho foi identificar o perfil protéico do veneno de abelhas utilizando a união da abordagem proteômica e da cromatografia de afinidade. Identificar também as proteínas alergênicas deste veneno e algumas modificações pós-traducionais como fosforilação e glicosilação. Além disso, um soro antiveneno específico foi produzido e sua ação neutralizadora testada. O veneno de abelhas foi separado por cromatografia de afinidade utilizando o soro antiveneno imobilizado em coluna de Sepharose 4B. Para identificação das proteínas foram utilizadas técnicas de 2D-SDS-PAGE, MALDI TOF/TOF e nanoESI-LC/MS-MS. Ensaios de Western Blotting foram realizados para identificar as proteínas alergênicas e fosforiladas. A utilização da cromatografia de afinidade permitiu a identificação 2 de proteínas pouco abundantes. Foram identificadas 54 proteínas, dentre as quais 9 nunca haviam sido descritas neste veneno, como MRJP-2, alfaglicosidase, transferinas, proteases, quinases e um inibidor de protease. Após a identificação destas proteínas foi possível propor um provável mecanismo de ação deste veneno. Dentre as proteínas identificadas como alergênicas, a MRJP-8 foi identificada pela primeira vez, juntamente com fatores relacionados ao PDGF e VEGF. Os resultados dos ensaios de neutralização de atividades citotóxicas, hemolíticas e miotóxicas mostraram a eficiência do soro antiveneno produzido. Chegou-se a um volume de 5,7 mL de soro antiveneno necessários para neutralizar a ação tóxica provocada por 100 ferroadas de abelhas. Este valor está na mesma faixa de eficiência dos melhores antivenenos (ofídicos, aracnídicos e escorpionídicos) produzidos no Brasil e no mundo. O lote de soro antiveneno produzido mostrou resultados satisfatórios para ser utilizado nos testes clínicos / The aim of this work was to identify the protein profile of honeybee venom, and detect allergenic proteins and post-translational modifications. Furthermore specific antivenom was produced and potency tests were performed in order to check its power of neutralization of toxic activities of venom. They were identified 54 proteins, 9 that have never been reported before in this venom. After identification of these proteins it was possible to outline a feasible mechanism of action of venom. For the first time MRJP-8, transferrin, PDGF and VEGF factors were identified as allergenic. Results of neutralization of citotoxic, hemolytic and myotoxic activities showed the efficacy of antivenom that had satisfactory results to be tested in clinical assay

Caenorhabditis elegans possui quatro genes de kpcs (kex2/subtilisin-like proprotein convertases): kpc-1, kpc-2/egl-3, kpc-3/aex-5, kpc-4/bli-4. Em C. elegans, dois dos quatro polipeptídeos de vitelogenina encontrados dentro dos ovócitos, YP115 e YP88, se originam a partir de um precursor polipeptídico (VIT-6) clivado pós-traducionalmente após o motivo RGKR. Nematóides transgênicos foram produzidos com construções repórteres transcricionais de GFP. Foi verificada expressão de kpc-1 tanto em neurônios quanto em células musculares e intestinais. Esses dados, aliados aos dados da literatura para os outros genes kpc de C. elegans, sugerem o envolvimento de KPC-1 no processamento de VIT-6, que é secretada por células intestinais. Ensaios de Western-blot compararam o processamento de VIT-6 em nematóides selvagens, mutantes e knock-down por RNAi para os diferentes genes kpc. A análise de nematóides mutantes e knock-down por RNAi combinado para os outros três genes de convertase de C. elegans confirmou a redundância da atividade dessas enzimas no processamento de VIT-6. / Four kpc genes are found in the Caenorhabditis elegans genome: (kex2/subtilisin-like proprotein convertases): kpc-1, kpc-2/egl-3, kpc-3/aex-5, kpc-4/bli-4. Two of the four vitellogenin polypeptides, YP115 and YP88, originate from a precursor, VIT-6. VIT-6 is cleaved post-translationally after the RGKR motif. Transgenic worms carrying GFP transcription reporter constructs were produced. Expression of kpc-1 has been localized to neurons as well as muscular and intestinal cells. These data, together with the ones available from the literature for the other kpc genes, suggest the involvement of KPC-1 in the processing of VIT-6, which is secreted from intestinal cells. Western-blot analysis compared the pattern of VIT-6 processing in wild-type, mutants and RNAi-treated worms for the other kpcs. Analysis of worms treated by combined RNAi confirmed the redundancy of KPCs in VIT-6 processing.

A família PUF é um conjunto de proteínas que se ligam a mRNA regulando sua estabilidade e tradução em processos chave do desenvolvimento. Entre as 25 proteínas de Arabidopsis contendo as repetições PUF, três delas, APUM-I, APUM-2 e APUM-3, apresentam ~90% de identidade e colocalizam temporal e espacialmente nos meristemas apical e axilares de caule, zona de elongação da raiz e no periciclo durante a formação de calos e de raízes laterais, além de estames e polens. Ensaios de RT-PCR mostraram que a relação de expressão entre eles é a mesma em todos os órgãos analisados. Além disso, plantas nocautes apum-1- e apum-2- não apresentam fenótipo alterado, sugerindo redundância funcional. Plantas com a expressão dessas proteínas afetadas por RNA antisense apresentaram folhas cloróticas e reduzidas, raízes mais curtas e menos ramificadas e baixa fertilidade, fenótipo semelhante ao de plantas que superexpressam KRP-2, um inibidor de CDK. O transcrito KRP-2 apresenta um elemento de ligação AraPum no 3\'-UTR sugerindo ser um possível alvo para APUM. Em adição, plantas antisense têm aumento de transcritos KRP-2 em relação a selvagens. Assim, foi proposto que essas proteínas agem coordenando a formação de folhas e raízes pela influência na tradução de KRP-2. A função ancestral das proteínas PUF de manter o ciclo celular em detrimento da diferenciação, parece ser conservada em plantas. / The PUF family is a group of conserved proteins that bind to rnRNAs regulating its stability and translation in key developrnental processes. Among the twenty five Arabidopsis proteins with PUF repeats, we found that three highly similar members, APUM-I, APUM-2 and APUM-3 (~90% identity) and co-localize spatially and temporally in the shoot apical and axillaries meristems, root elongation zone and pericycle during callus and lateral root formation, as well as stamens and pollens. RTPCR assays showed that these proteins have similar expression profiles in ali organs analyzed. Moreover, plant apum-1 and apum-2 knockouts have no detectably altered phenotype, suggesting a functional redundancy between them. Plants in which APUM-I, APUM-2 and APUM-3 expression were reduced through antisense RNA, showed chlorotic and reduced leaves, shorter and less ramificated roots and low fertility. This phenotype is similar to that of plants over-expressing the KRP-2 gene, a CDK inhibitor. An AraPum binding element at 3\'-UTR of the KRP-2 transcript suggests that it may be a possible target for APUM. In addition, in comparison to wild-type plants, antisense plants have increased KRP-2 transcripts levels. We proposed that APUM proteins act by coordinating leaf and root formation by way of influencing KRP-2 transiation. The ancestral function of PUF proteins in the maintenance of the cell cycle, to detriment of differentiation, seems to be conserved in plants.

Proteínas PUF regulam a estabilidade e a tradução através da ligação a seqüências específicas nas regiões 3\' não traduzidas (3\' UTR) dos mensageiros. A ligação é mediada por um domínio de ligação conservado constituído por 8 repetições de aproximadamente 36 aminoácidos cada. Experimentos realizados no sistema triplo-híbrido de levedura mostraram que os homólogos PUF de Arabidopsis APUM-1, APUM-2 e APUM-3 são capazes de ligar especificamente à seqüência chamada de Elemento de Resposta a NANOS (NRE) reconhecida pelo homólogo PUF de Drosophila. A utilização de bibliotecas de expressão de RNA em ensaios no sistema triplo-híbrido permitiu a identificação de seqüências de ligação consenso para as três proteínas APUM. Análises computacionais identificaram elementos de ligação a APUM em regiões 3\' UTR de importantes transcritos relacionados ao controle do meristema do caule e à manutenção das células totipotentes. Nós mostramos que os homólogos APUM-l, APUM-2 e APUM-3 reconhecem elementos de ligação a APUM nas regiões 3\' UTR dos transcritos WUSCHEL, CLAVATA-1, ZWILLE e FASCIATA-2. Ensaios de RT-PCR e Western blot semiquantitativos mostraram que a quantidade dos transcritos WUSHEL e CLAVATA-1 é alterada em plantas antisenso induzíveis para APUM-l, APUM-2 e APUM-3. A relevância biológica dessas interações foi observada através de ensaios de coimunoprecipitação, confirmando, portanto, o primeiro caso de regulação traducional descrito para os mensageiros WUSCHEL e CLAVATA-1. Análises computacionais adicionais para a identificação de outros homólogos PUF em Arabidopsis encontraram vinte e cinco proteínas possuindo repetições PUF. Entre elas, os homólogos APUM-4, APUM-S e APUM-6 apresentam alta similaridade com as proteínas APUM-l, APUM-2 e APUM-3, sendo capazes de ligar especificamente à seqüência NRE e aos elementos de ligação a APUM presentes nas regiões 3\' UTR dos transcritos WUSCHEL, CLAVATA-1, ZWILLE e FASCIATA-ts resultados indicam que vários homólogos PUF podem agir como reguladores traducionais em Arabidopsis através de um mecanismo molecular conservado entre as espécies, podendo abrir uma nova área de investigação da regulação de mRNA em plantas. / PUF proteins regulate stability and translation through sequence-specific binding to 3\' untranslated regions (UTR) oftarget mRNA transcripts. Binding is mediated by a conserved PUF domain which contains 8 repeats of approximately 36 amino acids each. Through three-hybrid assays, we have found that APUM-1, APUM-2 and APUM-3 Arabidopsis PUF homologs can bind specifically to the NANOS Response Element sequence (NRE) recognized by Drosophila PUF homologo Using Arabidopsis RNA libraries in three-hybrid screenings, we were able to identify APUM binding consensus sequences. A computational analysis allowed us to identify the APUM binding element within the 3\' UTR in many Arabidopsis transcripts, even in important mRNAs related to shoot and stem cell maintenance. We show that APUM-1, APUM-2 and APUM-3 are able to bind specifically to APUM binding elements in the 3\' UTR of WUSCHEL, CLAVATA-1, ZWILLE and FASCIATA-2 transcripts. RT-PCR and Western blot semiquantitatives assays showed altered WUSHEL and CLAVATA-1 amounts in APUM-1, APUM-2 and APUM-3 antisense plants. The biologic relevance of these interactions was observed with co-immunoprecipitation assay, which confirmed the first example of translational regulation to WUSCHEL and CLA VATA-1 transcripts. Computational analysis to identify others PUF homologs in Arabidopsis found twenty five proteins presenting PUF repeats. Among them, we found that APUM-4, APUM-S and APUM-6 homologs are very similar to APUM-1, APUM2 and APUM-3 and also are able to bind specifically to the NRE sequence and to APUM binding elements in the 3\' UTR of WUSCHEL, CLAVATA-1, ZWILLE and FASCIATA-2 transcripts. Our results indicate that the APUM proteins may act as regulators in Arabidopsis through an evolutionarily conserved mechanism, which may open up a new approach to investigate mRNA regulation in plants.

Proteínas PUF regulam a estabilidade e a tradução através da ligação a seqüências específicas nas regiões 3\' não traduzidas (3\' UTR) dos mensageiros. A ligação é mediada por um domínio de ligação conservado constituído por 8 repetições de aproximadamente 36 aminoácidos cada. Experimentos realizados no sistema triplo-híbrido de levedura mostraram que os homólogos PUF de Arabidopsis APUM-1, APUM-2 e APUM-3 são capazes de ligar especificamente à seqüência chamada de Elemento de Resposta a NANOS (NRE) reconhecida pelo homólogo PUF de Drosophila. A utilização de bibliotecas de expressão de RNA em ensaios no sistema triplo-híbrido permitiu a identificação de seqüências de ligação consenso para as três proteínas APUM. Análises computacionais identificaram elementos de ligação a APUM em regiões 3\' UTR de importantes transcritos relacionados ao controle do meristema do caule e à manutenção das células totipotentes. Nós mostramos que os homólogos APUM-l, APUM-2 e APUM-3 reconhecem elementos de ligação a APUM nas regiões 3\' UTR dos transcritos WUSCHEL, CLAVATA-1, ZWILLE e FASCIATA-2. Ensaios de RT-PCR e Western blot semiquantitativos mostraram que a quantidade dos transcritos WUSHEL e CLAVATA-1 é alterada em plantas antisenso induzíveis para APUM-l, APUM-2 e APUM-3. A relevância biológica dessas interações foi observada através de ensaios de coimunoprecipitação, confirmando, portanto, o primeiro caso de regulação traducional descrito para os mensageiros WUSCHEL e CLAVATA-1. Análises computacionais adicionais para a identificação de outros homólogos PUF em Arabidopsis encontraram vinte e cinco proteínas possuindo repetições PUF. Entre elas, os homólogos APUM-4, APUM-S e APUM-6 apresentam alta similaridade com as proteínas APUM-l, APUM-2 e APUM-3, sendo capazes de ligar especificamente à seqüência NRE e aos elementos de ligação a APUM presentes nas regiões 3\' UTR dos transcritos WUSCHEL, CLAVATA-1, ZWILLE e FASCIATA-ts resultados indicam que vários homólogos PUF podem agir como reguladores traducionais em Arabidopsis através de um mecanismo molecular conservado entre as espécies, podendo abrir uma nova área de investigação da regulação de mRNA em plantas. / PUF proteins regulate stability and translation through sequence-specific binding to 3\' untranslated regions (UTR) oftarget mRNA transcripts. Binding is mediated by a conserved PUF domain which contains 8 repeats of approximately 36 amino acids each. Through three-hybrid assays, we have found that APUM-1, APUM-2 and APUM-3 Arabidopsis PUF homologs can bind specifically to the NANOS Response Element sequence (NRE) recognized by Drosophila PUF homologo Using Arabidopsis RNA libraries in three-hybrid screenings, we were able to identify APUM binding consensus sequences. A computational analysis allowed us to identify the APUM binding element within the 3\' UTR in many Arabidopsis transcripts, even in important mRNAs related to shoot and stem cell maintenance. We show that APUM-1, APUM-2 and APUM-3 are able to bind specifically to APUM binding elements in the 3\' UTR of WUSCHEL, CLAVATA-1, ZWILLE and FASCIATA-2 transcripts. RT-PCR and Western blot semiquantitatives assays showed altered WUSHEL and CLAVATA-1 amounts in APUM-1, APUM-2 and APUM-3 antisense plants. The biologic relevance of these interactions was observed with co-immunoprecipitation assay, which confirmed the first example of translational regulation to WUSCHEL and CLA VATA-1 transcripts. Computational analysis to identify others PUF homologs in Arabidopsis found twenty five proteins presenting PUF repeats. Among them, we found that APUM-4, APUM-S and APUM-6 homologs are very similar to APUM-1, APUM2 and APUM-3 and also are able to bind specifically to the NRE sequence and to APUM binding elements in the 3\' UTR of WUSCHEL, CLAVATA-1, ZWILLE and FASCIATA-2 transcripts. Our results indicate that the APUM proteins may act as regulators in Arabidopsis through an evolutionarily conserved mechanism, which may open up a new approach to investigate mRNA regulation in plants.