Orientador: Marcelo Carnier Dornelas / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T10:11:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_NataliaMoraes_M.pdf: 14412553 bytes, checksum: 83a1ebe6dc3d2e46bf9a80d37d909bf9 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A família TCP de fatores de transcrição é específica de plantas; os genes dessa família são caracterizados pela presença do domínio TCP, responsável pela ligação ao DNA, e são divididos em duas classes (Classe I e Classe II) com atuação presumidamente antagônica no controle da proliferação celular. TCP20 é um gene da classe I, que pode atuar conjuntamente com TCP8 e TCP9 no controle do ciclo celular e no crescimento da planta. O presente trabalho teve como objetivo caracterizar fenotipicamente o desenvolvimento reprodutivo dos mutantes simples e duplos para esses genes e determinar o padrão de expressão de TCP20 durante o desenvolvimento floral em Arabidopsis thaliana. Com experimentos de RT-PCR foi possível detectar a presença de transcritos de TCP8, TCP9 e TCP20 em raiz, folhas, inflorescências, flores e frutos de A. thaliana. A análise temporal e espacial da expressão do gene TCP20, mostrou a presença desses transcritos de forma concentrada nos meristemas florais e domos dos primórdios de órgãos florais. A expressão tornou-se mais apical em sépalas e pétalas ao longo do desenvolvimento, e nos órgãos férteis tornou-se mais concentrada na região de formação dos grãos de pólen e óvulos, e na papila estigmática. Foram feitos experimentos de hibridização in situ com os genes TCP8 e TCP9, e estes apresentaram padrão de expressão temporal parecido com TCP20, desligando-se quase completamente ao final da maturação floral. TCP8 apresentou expressão concentrada em algumas células e ausente em outras da mesma região, indicando um padrão de expressão `salt-and-pepper¿ principalmente no início do desenvolvimento dos órgãos florais. A análise de morfometria geométrica indicou algumas variações nas flores de indivíduos mutantes, que incluem principalmente modificações no eixo radial e em porções apicais de sépalas, pétalas e pistilos. A análise de morfometria linear apontou que as sépalas do duplo mutante tcp9tcp20 foram estatisticamente menores que as do genótipo selvagem (p<0,05). O gineceu dos mutantes simples para os três genes, mostraram ovários menores do que os de genótipo selvagem (p<0,05). As análises de áreas celulares da epiderme das pétalas mostraram que não existem modificações nas áreas dessas células nos indivíduos mutantes. A análise das giant cells em sépalas mostrou que não existem diferenças entre as áreas médias dessas células em sépalas de indivíduos mutantes, porém os mutantes tcp8 e duplo tcp8tcp20 mostraram área de cobertura total dessas células menor do que em sépalas de flores selvagens. Os resultados obtidos indicam que esses genes atuam em conjunto controlando os processos responsáveis pela formação e desenvolvimento dos órgãos florais, através do controle dos ciclos de divisão e endoreduplicação / Abstract: The TCP transcription factor family is plant-specific. Genes of this family are characterized by the TCP domain, responsible for the interaction with DNA, and are divided in two classes (Class I and Class II) with antagonist activity in the control of cell proliferation. TCP20 is a class I gene, and act as a complex with TCP8 and TCP9 in controlling cell cycle and plant growth. The main goal of this work was to characterize the phenotype of single and double mutants of these genes during reproductive development and to determine the expression pattern of TCP20 during flower development in Arabdopsis thaliana. Using RT-PCR it was possible to detect transcription of TCP8, TCP9 and TCP20 in roots, leaves, inflorescences, flowers and fruits of A. thaliana. Spatial and temporal analysis of expression, using in situ hybridization, showed a concentration of TCP20 transcripts in floral meristems and in floral organ primordia. The expression became more apical in sepals and petals later in development and in fertile organs it accumulated in pollen, ovules and in the stigmatic papillae. In situ hybridization experiments were also performed with TCP8 and TCP9 genes. These genes showed expression patterns very similar to those of TCP20, and were down-regulated at the end of the maturation process. TCP8 expression accumulated in some cells and was absent in other close cells from the same tissue region, indicating a `salt-and-pepper¿ expression pattern, especially at the beginning of floral organ development. Geometric morphometry analysis indicated some variations in the phenotype of mutant flowers, which were mainly modifications on the radial axis and at the apical portions of sepals, petals and pistil. Linear morphometry analysis pointed out that tcp9tcp20 double mutant sepals were statistically smaller than those of the wild type (p<0.05). The gynoecium of single mutants had smaller ovaries than those of the wild type (p<0.05). The analysis of the epidermic cells showed no modifications in the area of these cells among mutant individuals. The analysis of giant cells in sepals showed that the mean giant cell areas of mutated plants were statistically equal to the wild type. However analysis of total area coverage showed that tcp8 single mutant and tcp8tcp20 double mutant had a smaller area covered by giant cells, indicating a role of these genes in endorreduplication processes. Together, these results indicate that these genes act in complexes controlling processes responsible for flower organ formation and development, through the control of the cycles of cell division and endoreduplication / Mestrado / Biologia Vegetal / Mestra em Biologia Vegetal

Orientador: Lucia Elvira Alvares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T08:30:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mantovani_CarolinaStefano_M.pdf: 7530088 bytes, checksum: 5c8cf5e001032d6962337caaccfcbcd8 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A Miostatina (MSTN) é uma proteína que regula negativamente a formação de musculatura esquelética, e sua estrutura e função são conservadas em diversas espécies, incluindo humanos. O nocaute de seu gene causa hiperplasia e hipertrofia das fibras musculares, o que despertou grande interesse médico e agropecuário desde a descoberta deste gene. Trabalhos anteriores descrevem a função da proteína, mas ainda faltam dados sobre a regulação da sua expressão gênica. Recentemente, o promotor do gene da Mstn foi identificado e caracterizado pelo nosso grupo de pesquisa, a partir de uma abordagem filogenética. Entretanto, além do promotor, também existem outros elementos cis-reguladores que podem atuar como estimuladores ou silenciadores do processo de transcrição gênica. Em conjunto com o promotor gênico, esses elementos controlam a taxa de transcrição e conferem especificidade espacial e temporal para sua expressão. Sendo assim, a proposta deste trabalho foi identificar e caracterizar possíveis elementos cis-reguladores da Mstn a fim de ampliar o conhecimento sobre a sua regulação transcricional. Para tal, análises de genômica comparativa, semelhantes àquelas empregadas na identificação do promotor gênico da Mstn, foram realizadas para localizar regiões evolutivamente conservadas (ECRs) adjacentes ao lócus da Mstn de humano, camundongo e galinha, bem como para identificar potenciais sítios de ligação para fatores transcricionais conservados nessas regiões. Além disso, foi realizada uma análise da evolução desses possíveis elementos cis-reguladores, a fim de identificar polimorfismos que tenham o potencial de afetar a atividade transcricional da Mstn. Nossos resultados revelaram a existência de um arcabouço regulatório ancestral composto por sítios de ligação conservados em várias das ECRs analisadas, o qual tem sido mantido entre 310 e 430 milhões de anos. Além disto, foram identificados polimorfismos, bem como sítios de ligação grupo-específicos, os quais podem estar envolvidos na regulação diferencial da atividade da Mstn e, portanto, na geração de diferentes fenótipos musculares entre os animais. Dentre as oito ECRs estudadas, duas possuem maior potencial de estarem envolvidas na miogênese, uma vez que nelas foram identificados sítios de ligação para importantes fatores relacionados a este processo. Análises funcionais das ECRs 2 e 5/6 em células C2C12 em diferenciação confirmaram o potencial dessas ECRs de humano e camundongo de atuarem como elementos cis-reguladores, uma vez que mostraram que eles são capazes de modificar a expressão do gene repórter EGFP em comparação ao controle. As ECRs de galinha, por outro lado, não geraram resultados significativos, reforçando a hipótese de que as diferenças nos TFBS encontradas no grupo das aves geram alterações funcionais nas ECRs. O desenrolar de novos estudos a partir dos resultados obtidos neste trabalho permitirão estabelecer o papel específico das ECRs identificadas, bem como determinar a importância das variações de sequências destes elementos reguladores em diferentes animais. No longo prazo, nossas pesquisas poderão subsidiar o desenvolvimento de estratégias que possibilitem a modulação da atividade da Mstn em patologias humanas que afetam a musculatura esquelética / Abstract: The Myostatin protein (MSTN) is an important regulator of skeletal muscle deposition in vertebrates, and its structure and function are conserved in several species, including humans. The knockout of this gene causes hyperplasia and hypertrophy of muscle fibers, which has aroused great medical and agricultural interest since its discovery. Previous studies have described the function of this protein, but data on the regulation of Mstn gene expression are still scarce. Recently, the Mstn gene promoter has been identified and characterized by our research group from a phylogenetic approach. However, in addition to the promoter, there are also other cis-regulatory elements that can act as enhancers or silencers of gene transcription process. Along with the gene promoter, these elements control the transcription rate and provide spatial and temporal specificity for its expression. Thus, the purpose of this study was to identify and characterize potential Mstn cis-regulatory elements in order to increase knowledge of the transcriptional regulation of this gene. For this purpose, comparative genomic analysis similar to those employed in the identification of the Mstn promoter were performed to locate evolutionary conserved regions (ECRs) adjacent to the locus of the Mstn gene in human, mouse and chicken, as well as to identify potential transcription factors binding sites (TFBS) conserved in these regions. Furthermore, an evolutionary analysis of the putative cis-regulatory elements has been performed in order to identify polymorphisms that have the potential to affect the transcriptional activity of Mstn. Our results indicate the existence of an ancestral regulatory framework that comprises conserved TFBS in almost all of the ECRs analyzed, which has been maintained between 310 and 430 million years. Furthermore, polymorphisms were identified, as well as group-specific binding sites, which may be involved in the differential regulation of Mstn activity and, therefore, in the generation of different muscle phenotypes in animals. Among the eight ECRs studied, two of them have great potential to be involved in myogenesis, given that binding sites for important factors related to this processes were identified. Functional analyses of ECRs 2 and 5/6 in differentiating C2C12 cells confirmed the potential of the human and mouse ECRs as cis-regulatory elements, once they have shown that they are able to enhance the expression of the EGFP reporter gene, when compared to the control. The chicken ECRs, on the other hand, did not generate significant results, supporting the hypothesis that the differences found in the TFBS pattern in birds generate functional modifications in the ECRs. The development of new studies from the results obtained here may help to establish the specific role of the ECRs identified, as well as determine the importance of the variation in the sequence of these regulatory elements in different animals. In the long run, our research may lay the foundation to the development of strategies that allow the modulation of Mstn activity in human pathologies affecting skeletal muscle / Mestrado / Biologia Tecidual / Mestra em Biologia Celular e Estrutural

A função e a arquitetura dos genes está começando a ser elucidada a partir do estudo de genomas completos tanto de procariotos como de eucariotos. Diversos estudos foram ultimamente realizados a respeito de exon shuffling do ponto de vista evolutivo, fenômeno relacionado à origem de novos genes através de recombinações de DNA mediadas por introns. Apesar de eventos de exon shuffling serem responsáveis pelo aumento da modularidade gênica, outros processos foram desenvolvidos ao longo da evolução para que houvesse o aumento da diversidade do proteoma sem a conseqüente expansão dos genomas, sendo splicing alternativo um dos mais freqüentes. Apresentamos nesta dissertação duas extensivas análises: 1) a análise de uma base de dados de genes eucarióticos contendo pelo menos um intron que apresentou excesso de introns de fase 0 e exons simétricos, dados que suportam exon shuffling como um importante mecanismo de evolução gênica. Avaliamos também a confiabilidade de introns preditos por programas de computador através de alinhamento de ESTs; e 2) a análise do uso alternativo de exons (UAE), um tipo de splicing alternativo, em transcritos humanos detectando que cerca de 51% dos genes humanos possuem mais de uma variante de splicing e que este tipo de processamento pós-transcricional parece ser mais freqüentemente encontrado em tecidos tumorais. / Abstract not available.

O objetivo deste trabalho foi caracterizar uma nova família de retrotransposons Copia em cana-de-açúcar, e também compreender a diversidade de retrotransposons com LTR transcricionalmente ativos em cana, com base na análise filogenética de cDNAs provenientes do projeto SUCEST. Foi assim isolada uma nova família de retrotransposons de cana, denominada SURE (SUgarcane REtrotransposon). O genoma da cana apresentou grande colinearidade com os genomas de sorgo e arroz em segmentos contendo SURE. Foram também classificados filogeneticamente cDNAs e seqüências completas de retrotransposons com LTR de cana-de-açúcar. A maioria das linhagens evolutivas descritas apresenta ao menos um representante em cana. O grupo de retrotransposons com LTR mais representado no transcriptoma de cana foi reunido como um novo membro da superfamília Copia Garapa. Trata-se de um elemento com mais cópias e maior variabiliadade que SURE. Dessa forma, SURE e Garapa apresentam-se como duas linhagens de retrotransposons que apresentam padrões distintos de amplificação no genoma de cana. / The aim of this work was to characterize a sugarcane element belonging to a new Copia retrotransposon-family in sugarcane and also study the diversity of transcriptional active LTR-retrotransposons in sugarcane, based in a phylogenetic analysis of cDNAs from SUCEST. The new retrotransposon family identified in sugarcane was named SURE (Sugarcane REtrotransposon). BAC clones bearing one copy of SURE showed that sugarcane genome have a high sinteny with sorghum and rice genomes in coding regions. Other sugarcane sequences containing LTR-retroelements were characterized and compared to pre existent in the plant kingdom. Most of these lineages had at least one sugarcane element. The most representative group of these sequences was reunited as a new group of Copia superfamily in sugarcane and named Garapa. It comprises elements highly distributed in sugarcane chromosomes and with a higher variability when compared to SURE. Finally, SURE and Garapa represent two distinct lineages of Copia retrotransposons that had different amplification pattern in the sugarcane genome.

Aspergillus fumigatus é um fungo saprófita e um dos principais fungos patogênicos humanos. Os seus conídios são inalados e chegam ao pulmão, onde se tornam ativos e germinam, dando origem a uma doença conhecida como aspergilose. A aspergilose é um conjunto de formas clínicas que apresenta grande risco, principalmente, para indivíduos imunossuprimidos. A sinalização de cálcio desempenha importante papel na regulação de diversas respostas fisiológicas, já que o Ca2+ corresponde a um mensageiro secundário que participa de diferentes processos biológicos, como ciclo celular, diferenciação, ou homeostase. Além disso, as equinocandinas, como a caspofungina, são antifúngicos cujo alvo é a parede celular do fungo. Esses agentes reduzem a concentração total de 1,3-?-D-glucanos na parede da célula, através da inibição da atividade da 1,3-?-glucano sintase. A inibição da síntese de componentes da parede celular através de drogas antifúngicas pode ser um alvo importante contra infecções causadas por A. fumigatus. Através de um screening de fatores de transcrição, foram identificados genes pertinentes a esses processos. A deleção do gene nsdC resultou em maior sensibilidade ao CaCl2, EGTA, Congo Red, Nikkomycin Z, Calcoflúor White, Caspofungina (efeito paradoxical reduzido), 44oC, Menadiona e T-butil hidroperóxido. Além disso, o mutante nulo ?nsdC mostrou-se mais resistente ao Sorbitol e à Ciclosporina. O fator de transcrição NsdC parece estar envolvido na via de sinalização de cálcio, por ter sua expressão alterada na ausência do fator de transcrição CrzA. Além disso, NsdC mostrou-se importante em processos relacionados à parede celular, pois sua deleção leva à formação de hifas mais ramificadas e desorganizadas, e parede celular mais espessa. Esse fator de transcrição aparenta, ainda, ser repressor da reprodução assexual. Isso se deve ao fato de o mutante nulo ?nsdC apresentar conídios em meio líquido e aumento signficativo da expressão de brlA. Ademais, a proteína NsdC encontra-se majoritariamente presente no núcleo, após tratamento com CaCl2. Outros mutantes de fatores de transcrição, que apresentam sensibilidade à Caspofungina, foram identificados: ?cbfA, ?nctA, ?nctB e ?nctC. Algumas evidências apontam que NctA e NctB fazem parte de um mesmo complexo. Já NctC parece estar relacionado a estresses de temperatura e osmótico, sendo importante para a virulência em A. fumigatus. Portanto, mais estudos são necessários a fim de melhor compreender os papéis desses genes, podendo ser importantes para trazer maiores informações acerca de potenciais alvos terapêuticos no tratamento de aspergilose. / Aspergillus fumigatus is a saprophytic fungus and one of the main human pathogenic fungi. Their conidia are inhaled and reach the lungs, where they activate and germinate, and can trigger aspergillosis. Aspergillosis clinical forms presents great risk, mainly for the immunosuppressed patients. Calcium signaling has important role in physiological responses. Calcium corresponds to a secondary messenger that participates in different biological processes, such as cell cycle, differentiation, or homeostasis. In addition, echinocandins, such as caspofungin, are antifungal drugs that target the fungal cell wall. These agents reduce the total concentration of 1,3-?- D-glucans on the cell wall, by inhibiting the activity of 1,3-?-glucan synthase. Inhibition of the synthesis of cell wall components through antifungal drugs may be an important target against infections caused by A. fumigatus. Screening of transcription factors genes have been identified. The deletion of the nsdC gene results from increased sensitivity to CaCl2, EGTA, Congo Red, Nikkomycin Z, Calcofluor White, Caspofungin (reduced paradoxical effect), 44C, Menadione and Tbutyl hydroperoxide. In addition, the ?nsdC null mutant is more resistant to Sorbitol and Cyclosporin. The transcription factor NsdC seems to be involved in the signaling of calcium, and its expression is altered in the absence of the CrzA transcription factor. In addition, NsdC has been shown to be important in processes related to the cell wall, since its deletion leads to the formation of more branched and disorganized hyphae and thicker cell wall. This transcription factor also appears to be a repressor of asexual reproduction. This is due to the fact that the null mutant ?nsdC produces conidia in liquid medium and leads to a significant increase in the expression of brlA. In addition, the NsdC protein is mostly present in the nucleus, after treatment with CaCl2. Other mutants of transcription factors sensitivity to Caspofungin have been identified: ?cbfA, ?nctA, ?nctB and ?nctC. Some evidence indicates that NctA and NctB are part of the same complex. Besides that, NctC seems to be related to temperature and osmotic stresses, being important for virulence in A. fumigatus. Therefore, more studies are needed in order to better understand the roles of these genes and may be important in bringing greater information about potential therapeutic targets in the treatment of aspergillosis.

A genética molecular permite o entendimento dos mecanismos que regulam o desenvolvimento dos órgãos vegetais em resposta a fatores bióticos e abióticos. A regulação de vias gênicas é de fundamental importância no sucesso reprodutivo, evolutivo e econômico dos vegetais. Uma das modalidades de regulação é a pós transcricional através de microRNAs (miRNAs). Tratam-se de pequenos RNAs endógenos não codantes que possuem uma complementaridade quase perfeita em plantas. Em plantas, muitos genes-alvos de miRNA codificam-se para fatores de transcrição, como os genes SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPL/SBP). O microRNA156, conservado entre as Angiospermas, regula diversos fatores de transcrição da família SBP. O módulo miR156/SBP, denominado via da idade (AGE), atua ao longo do ciclo de vida dos vegetais regulando as transições de fase: juvenil-adulta e vegetativa-reprodutiva. O tomateiro, Solanum lycopersicum L., possui genes SlSBPs regulados pelo miR156 e com funcionalidade não esclarecida. Dentre aqueles, o gene SlSBP6c (Solyc12g038520) se destaca por possuir maior similaridade filogenética com SPL6s/SBP6s de solanáceas do que seus genes homólogos SlSBP6a e SlSBP6b o que sugere a hipótese de um possível ganho de função. Com o intuito de testar essa hipótese, o presente trabalho objetivou caracterizar funcionalmente o gene SlSBP6c. Para tanto, utilizou-se o genótipo 35S::rSlSBP6c, planta transformada de tomateiro cultivar Micro-Tom (MT) que super-expressa a versão resistente ao miR156 do gene SlSBP6, fusionada ao promotor viral 35S. Este material vegetal foi gerado pelo laboratório de Genética Molecular do Desenvolvimento Vegetal e cedido para execução desta pesquisa. O trabalho se desenvolveu em duas etapas: caracterização molecular e morfo-fisiológica. Primeiramente, os genes SlSBP6a, SlSBP6b e SlSBP6c de tomateiro foram analizados quanto a sua expressão ao longo do desenvolvimento em folhas e inflorescência. E, posteriormente, foram analisados a complexidade foliar, o tempo de florescimento, a transição do meristema vegetativo para o reprodutivo, o teor relativo de clorofila e a fotossíntese líquida. Os resultados obtidos demonstram que os genes SlSBP6a e SlSBP6c são semelhantes no padrão de expressão gênica na homologia das protéinas que o codificam, indicando similaridade funcional. A de-regulação do gene SlSBP6c leva ao aumento a complexidade foliar, o teor relativo de clorofila e a fotossíntese líquida. O atraso na transição do meristema vegetativo para o reprodutivo se evidencia por um florescimento tardio nas plantas que super-expressam o gene SlSBP6c. Os resultados demonstram que o gene SlSBP6c exerce funcionalidade no tomateiro atuando na transição de fase vegetativo-reprodutivo. / Molecular genetics allows the understanding of the mechanisms that regulate the development of plant organs in response to biotic and abiotic factors. The regulation of gene pathways is of fundamental importance in the reproductive, evolutionary and economic success of the plants. Research has been increasing the knowledge about post-transcriptional regulation through microRNAs (miRNAs). The miRNAs are small non-coding endogenous RNAs that have almost perfect complementarity in plants. Many miRNA target genes in plants are encoded by transcription factors, such as the SQUAMOSA PROMOTER-BINDING PROTEIN-LIKE (SPL / SBP) genes. MicroRNA156 is conserved among Angiosperms and regulates several transcription factors of the SBP family. The miR156 / SBP module, called the age pathway (AGE), acts throughout the life cycle of plants regulating phase transitions juvenile-adult and vegetative-reproductive. The tomato, Solanum lycopersicum L., has newly described and unintelligently regulated miR156 regulated SlSBPs. Among these, the gene SlSBP6c (Solyc12g038520) stands out for having greater phylogenetic similarity with solanaceous SBP6s than its homologous genes SlSBP6a and SlSBP6b, indicating a possible gain of function related to characteristics of this family of plants as fleshy fruits and composite leaves. In order to test this hypothesis the work aimed to characterize the SlSBP6c gene functionally. Using as a tool the 35S::rSlSBP6c genotype, transformed tomato plant micro-Tom (MT) that over-expresses the miR156 resistant version of the SlSBP6 gene, fused to the 35S viral promoter. The Laboratory of Molecular Genetics of Plant Development generated this plant material. The work was developed in two stages: molecular and morpho-physiological characterization. In the first the genes SlSBP6a, SlSBP6b and SlSBP6c of tomato were analyzed for their expression throughout the development in leaves and inflorescence. In the second, the leaf complexity, the flowering time, the transition from vegetative to the reproductive meristem, the relative chlorophyll content and the net photosynthesis were evaluated. The results obtained demonstrate that the SlSBP6a and SlSBP6c genes are very similar in the pattern of gene expression in the homology of the coding proteins, indicating a functional similarity. The SlSBP6c gene acts to increase leaf complexity, relative chlorophyll content and liquid photosynthesis. A late flowering in plants that overexpress the SlSBP6c gene evidences the delay in the transition from the vegetative to the reproductive meristem. The data set demonstrates that the SlSBP6c gene has important functionality in tomatoes acting on vegetative-reproductive phase transition.

A luz ultravioleta (UV) bloqueia a replicação e transcrição devido à formação de lesões que distorcem o DNA. Descobrimos que a depleção da quinase ATR promove a indução precoce de apoptose após irradiação com luz UVB em fibroblastos humanos imortalizados com SV40 e que mesmo células proficientes em reparo de DNA e síntese translesão foram incapazes de alcançar a mitose após depleção de ATR. Essa quinase também representa um alvo promissor para sensibilizar tumores com mutações em p53 ao quimioterápico cisplatina e ao indutor de estresse oxidativo cloroquina. Além do bloqueio da replicação, danos no DNA bloqueiam a síntese de RNA. Utilizamos sequenciamento para mapear RNA nascentes e analisar a recuperação da transcrição em escala genômica. Genes mais longos são mais inibidos por luz UV, mas o nível de expressão gênica não contribui para a recuperação da transcrição. Além disso, o reparo de DNA é similar entre genes com recuperação da transcrição distinta e outras regulações, além da remoção de lesões no DNA, devem existir para que a síntese de RNA recomece. / Ultraviolet (UV) light stalls replication and transcription due to the formation of lesions that distort DNA. We found that ATR silencing promotes early induction of apoptosis after UVB light in human fibroblasts immortalized with SV40 and even cells proficient in DNA repair and translesion synthesis were unable to reach mitosis after ATR depletion. This kinase is also a promising target for sensitizing tumors with p53 mutations to chemotherapeutic that block replication, such as cisplatin, and the oxidative stress inducer chloroquine. In addition to blocking the replication, DNA damage arrest the synthesis of RNA. We used next-generation sequencing to map and analyze the nascent RNA transcription recovery genome-wide. We confirmed that longer genes are more inhibited following UV light, however, the level of gene expression does not contribute to the recovery of transcription. Moreover, DNA repair is similar among genes with different recovery of transcription and further regulation, besides DNA damage removal, must exist to promote resumption of RNA synthesis.

Teak tree (Tectona grandis L.f.) has a high value in the timber trade for fabrication of woody products due to its extraordinary qualities of color, density and durability. Despite the importance of this species, genetic and molecular studies available are limited. Also, the lack of molecular information about secondary xylem and tree maturation has hindered genetic exploration of teak. Therefore, gene expression studies and transcriptomic profiling are essential to explore wood formation and lignin biosynthesis through the development and aging of vascular plants. Aiming the gene expression studies, it was essential to identify and clone reference genes for teak. Eight genes were tested, commonly used in qRT-PCR, including TgRP60S, TgCAC, TgACT, TgHIS3, TgSAND, TgTUB, TgUBQ and TgEF1a. Expression profiles of these genes were evaluated by qRT-PCR in six tissue and organ samples (leaf, flower, seedling, root, stem and branch secondary xylem). Stability validation by NormFinder, BestKeeper, geNorm and Delta Ct programs showed that TgUBQ and TgEF1a are the most stable genes to use as qRT-PCR reference genes in teak in the conditions tested. Due to the availability of 12- and 60-year-old teak trees, RNA-seq was performed in diferent organs (seedlings, leaves, flowers, root, stem and branch secondary xylem). A total of 462,260 transcripts were obtained by assembling with \"Trinity\" software. Also, 1,502 and 931 genes differentially expressed were identified for stem and branch secondary xylem, respectively, using DESeq program, and MYB transcription factors, which were characterized. TgMYB1 amino acid sequence displayed a predicted coiled-coil (CC) motif while TgMYB2, TgMYB3 and TgMYB4 showed R2R3-MYB domain. All of them were phylogenetically grouped with several gymnosperms and flowering plants. High expression of TgMYB1 and TgMYB4 in lignified tissues of 60-year-old trees was observed. In this work, the Cinnamyl Alcohol Dehydrogenase (CAD) gene family was also studied. One complete (TgCAD1) and three partial (TgCAD2 to TgCAD4) members were characterized. The four enzymes presented residues for catalytic and structural zinc action, NADPH binding and substrate specificity, consistent with the mechanism of alcohol dehydrogenases. TgCAD3 and TgCAD4 were highly expressed in young and mature sapwood and seem to be duplicated and highly related with lignin biosynthesis. Tree genetic improvement, marker-assisted selection and plant transformation seem to be promising lines of research for the data obtained from this research. This is the first study addressing gene characterization and expression, phylogeny and transcriptomic profiling in teak. / A árvore de teca (Tectona grandis L.f.) tem alto valor no comércio de madeira para a fabricação de produtos lenhosos, devido às suas qualidades extraordinárias de cor, densidade e durabilidade. Apesar da importância desta espécie, são poucos os estudos genéticos e moleculares disponíveis. Também, a falta de informação molecular sobre xilema secundário e maturação da árvore tem dificultado a exploração genética de teca. Assim, estudos de expressão gênica e perfis transcricionais são relevantes para explorar a formação da madeira e a biossíntese de lignina durante o desenvolvimento e envelhecimento das plantas vasculares. Visando os estudos de expressão gênica, foi essencial identificar e clonar genes de referencia para a teca. Foram testados oito genes comumente usados em qRT-PCR, TgRP60S, TgCAC, TgACT, TgHIS3, TgSAND, TgTUB, TgUBQ e TgEF1a. Perfis de expressão destes genes foram avaliados por qRT-PCR em seis amostras de tecidos e órgãos (folhas, flores, plântulas, raiz, xilema secundário de caule e ramo). A validação da estabilidade pelos programas NormFinder, BestKeeper, geNorm e Delta CT mostrou que TgUBQ e TgEF1a são os genes mais estáveis para usar como genes de referência em teca nas condições testadas. Em virtude da disponibilidade de árvores de teca de diferentes idades, entre 12 e 60 anos, foi realizado o RNAseq de diferentes órgãos (plântulas, folhas, flores, raiz, ramos e caules de árvores de 12 e 60 anos). Obteve-se um total de 462.260 transcritos pela montagem com o software \"Trinity\". Foram identificados 1.502 e 931 genes diferencialmente expressos para xilema secundário de caule e ramo, respectivamente, utilizando o programa DESeq e fatores de transcrição MYB, que foram posteriormente caracterizados. A sequência de aminoácidos do TgMYB1 exibiu um motivo \"coiled-coil\" (CC), enquanto TgMYB2, TgMYB3 e TgMYB4 mostraram domínio R2R3-MYB. Todos eles foram filogeneticamente agrupados com várias gimnospermas e angiospermas. Observou-se alta expressão do TgMYB1 e TgMYB4 em tecidos lignificados de árvores de 60 anos de idade. Neste trabalho também foi estudada a família gênica Cinamil álcool desidrogenase (CAD). Foi caracterizado um membro completo (TgCAD1) e três parciais (TgCAD2 a TgCAD4). As quatro enzimas apresentaram resíduos de ação catalítica e estrutural de zinco, de ligação ao NADPH e de especificidade de substrato, em conformidade com o mecanismo conservado de álcool desidrogenases. TgCAD3 e TgCAD4 foram altamente expressos no alburno jovem e maduro e parecem estar duplicados e relacionados com a biossíntese de lignina. O melhoramento genético de árvores, a seleção assistida utilizando marcadores moleculares e a transformação de plantas parecem ser linhas promissoras de pesquisa, a partir dos dados obtidos nesta pesquisa. Este é o primeiro estudo sobre caracterização e expressão gênica, filogenia e perfis transcricionais em teca.

INTRODUÇÃO: O meduloblastoma, tumor maligno do Sistema Nervoso Central mais comum em crianças, foi inicialmente descrito de forma uniforme em 1925 por Bailey e Harvey Cushing. A despeito do avanço diagnóstico e terapêutico, os índices de morbimortalidade persistem altos. Grupos epidemiologicamente semelhantes podem ter desfechos diferentes, e evoluções desfavoráveis ocorrem em pacientes com marcadores de bom prognóstico. Os avanços nas pesquisas em biologia molecular procuram explicar os diferentes comportamentos da doença, e de forma sistemática, buscam identificar genes que sirvam como alvos terapêuticos, já que o tratamento disponível atualmente ainda é bastante insatisfatório e com muitos efeitos colaterais. Simeone e colaboradores identificaram os genes OTX1 e OTX2, presentes em humanos, e cuja função é organizar, compartimentalizar e hierarquizar a formação do sistema nervoso central, especialmente o cerebelo. Os genes OTX1 e OTX2 são expressos no tecido cerebelar em humanos até a nona semana de vida extra-uterina, exclusivamente. Os mesmos autores também identificaram que os mesmos genes são alvo terapêutico do ácido transretinóico, que inibe a expressão gênica. Estudos prévios demonstraram a expressão dos genes OTX1 e OTX2 em meduloblastomas, o que torna o ácido uma potencial terapêutica para estes tumores, assim como os genes OTX1 e OTX2 potenciais alvos para desenvolvimento de novas drogas terapêuticas. OBJETIVOS: Estudar a prevalência dos genes OTX1 e OTX2 em uma amostra de 60 pacientes, e estabelecer correlações entre a expressão gênica e aspectos clínicos, patológicos e de evolução. CASUÍSTICA E MÉTODO: Realizada análise retrospectiva de 60 pacientes com diagnóstico meduloblastoma, operados no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, e no Hospital do Câncer de Barretos. Organizado um banco de dados de 60 pacientes contendo dados da expressão gênica dos genes OTX1 e OTX2 (obtida através da técnica de PCR em tempo real) e dados clínico-epidemiológicos. Realizados testes estatísticos para se estabelecer correlação entre dados clínico-patológicos e de expressão gênica. RESULTADOS: O gene OTX1 foi expresso em 52% da população estudada, e tal expressão variou com a idade (sendo maior em adultos), localização (preferência por hemisfério) e tipo histológico (desmoplásico). O gene OTX2 foi expresso em 62% da população estudada, e tal expressão variou com a idade (sendo maior quanto menor a faixa etária), localização (preferência por vérmis) e tipo histológico (clássico). Houve correlação estatística entre a expressão do gene OTX2 e o desenvolvimento de metástases leptomeníngeas. CONCLUSÕES: Na população estudada, a expressão dos genes OTX1 e OTX2 corrobora a impressão de seu papel importante na patogênese dos meduloblastomas, e é dependente da idade do paciente, da localização tumoral e do tipo histológico. Dada a sensibilidade do gene ao ácido transretinóico, a identificação deste perfil populacional pode significar no futuro novas perspectivas de tratamento. / INTRODUCTION: Medulloblastoma, the most common malignant tumor of the central nervous system in children, was first uniformly described in 1925 by Bailey and Harvey Cushing. Despite the diagnostic and therapeutic advances, the morbidity and mortality rates remain high. Epidemiologically similar groups may have different outcomes, and adverse developments occur in patients with markers of good prognosis. Advances in molecular biology research seeks to explain the different behaviors of the disease, and consistently seek to identify genes that serve as drug targets, since the treatment currently available is still unsatisfactory and with many side effects. Simeone and colleagues identified genes OTX1 and OTX2 in humans, and whose function is to organize, prioritize and compartmentalize the formation of the central nervous system, especially the cerebellum. OTX1 and OTX2 genes are expressed in cerebellar tissue in humans until the ninth week of extra uterine life, exclusively. The same authors also found that the same genes are therapeutic target of trans-retinoic acid, which inhibits gene expression. Previous studies have demonstrated the expression of OTX1 and OTX2 genes in medulloblastomas, which makes the acid a potential therapy for these tumors, as well as the genes OTX2 and OTX1 potential targets for developing new therapeutic drugs. OBJECTIVES: To study the prevalence of OTX1 and OTX2 genes in a sample of 60 patients, and to establish correlations between gene expression and clinical, pathological and follow up aspects. CASUISTICS AND METHODS: A retrospective analysis of 60 patients diagnosed with medulloblastoma, assisted at Hospital of the Faculty of Medicine, University of São Paulo, and the Cancer Hospital of Barretos. Organized a database of 60 patients which contains the gene expression of OTX1 and OTX2 genes (obtained through the technique of real-time PCR) and clinical and epidemiological data. Performed statistical tests to establish a correlation between clinical-pathological and gene expression. RESULTS: The OTX1 gene was expressed in 52% of the population studied, and such expression varied with age (being higher in adults), location (preferably by hemisphere) and histology (desmoplastic). The OTX2 gene was expressed in 62% of the studied population, and such expression varied with age (being higher the younger the age group), location (preferably vermis) and histological type (classical). A statistical correlation between the expression of OTX2 gene and development of leptomeningeal metastases was observed. CONCLUSIONS: In the studied population, the expression of OTX1 and OTX2 genes corroborates the impression of his role in the pathogenesis of medulloblastomas, and is dependent on patient age, tumor location and histological type. Given the sensitivity of the gene-trans retinoic acid, the identification of the population profile in the future will represent new opportunities for treatment.

de tumorigênese em melanomas, ainda não há tratamento eficaz para melanomas metastáticos. Esta ineficácia terapêutica pode estar relacionada com a adaptação e seleção de células de melanoma à indução de estresse de RE. Ultrapassar os níveis sustentados de estresse de RE, interferindo nas vias de adaptação a este estresse, foi o alvo deste estudo na tentativa de propor uma nova estratégia terapêutica para sensibilizar células de melanoma a morte induzida por cisplatina. Mostramos que GADD153, um dos componentes da via de UPR (Unfolded Protein Response) responsável por induzir apoptose em reposta ao estresse de RE, está excluída do núcleo em melanomas primários, metástases ganglionares e viscerais. Este dado sugere que a localização citoplasmática do fator de transcrição GADD153 possa estar envolvida na resposta adaptativa de melanomas ao estresse de RE, uma vez que se sabe que GADD153 se acumula no núcleo em resposta a este estresse. Investigamos se a indução de estresse de RE seria capaz de induzir a translocação de GADD153 para o núcleo e resultar na sensibilização de células de melanoma a morte induzida por cisplatina (CDDP). Realizamos o tratamento de células de melanoma (SbCl2, Mel85, SK-MEL- 29, SK-MEL-28 e SK-MEL-147) com tunicamicina (Tuni), indutor clássico de estresse de RE, previamente ao tratamento com CDDP. Demonstramos que em todas as linhagens exceto em SK-MEL-29, houve um aumento na porcentagem de células hipodiploides (>50%) no tratamento combinado (Tuni>CDDP) comparado ao tratamento com CDDP. As células SK-MEL-147 se mostraram mais sensíveis à indução de estresse de RE e as células SK-MEL-29 mais resistentes. Algumas diferenças entre estas linhagens como a expressão de GRP78 de superfície e presença de oligossacarídeos ?1-6 ligados de superfície podem estar relacionadas com esta resposta diferencial ao estresse de RE. Em todas as linhagens verificamos a acúmulo dos marcadores de UPR, GRP78 e GADD153, após o tratamento com tunicamicina. Além disso, GADD153 foi direcionada para o núcleo em reposta ao tratamento com tunicamicina. O acúmulo de vacúolos acídicos, da proteína autofágica LC3-II e de ROS após o tratamento com Tuni>CDDP, sugerem que tanto a autofagia quanto o estresse oxidativo parecem estar envolvidos na resposta de sensibilização. A inibição de autofagia com cloroquina aumentou a morte induzida por Tuni>CDDP, sugerindo que autofagia desempenha função protetora neste esquema terapêutico. Testamos um segundo agente genotóxico, temozolomida (TMZ), uma droga equivalente à dacarbazina, e a mesma capacidade de sensibilização foi observada pelo prévio tratamento com tunicamicina. A validação deste conceito in vivo foi dificultada pela acentuada toxicidade apresentada por tunicamicina. Avaliamos alguns candidatos a agentes estressores do RE que poderiam apresentar menor toxicidade celular, como swainsonina, atorvastatina, metformina e o composto de cobre [Cu2(apyhist)2(dpam)](ClO4)4. No entanto, não obtivemos resultados promissores com nenhum destes candidatos. Estes resultados mostram que as células tumorais podem ser pré-condicionadas à morte celular se expostas a um prévio estressor de RE, como Tuni, o que leva ao comprometimento da resposta adaptativa a indutores de morte celular como CDDP e TMZ. No entanto, ainda é necessário o estudo de agentes indutores de estresse de RE pouco tóxicos para que esta estratégia terapêutica possa ser utilizada em pacientes com melanoma / Melanoma is among the most aggressive malignancies with increasing worldwide incidence and there is no effective treatment for the metastatic disease. The absence of an effective therapy may be due to adaptation and selection of melanoma cells to endoplasmic reticulum (ER) stress. We showed that GADD153, one of the components of the ER stress-mediated apoptosis pathway, was mostly excluded from the nucleus of primary and metastatic melanoma cells compared to nevus cells. These data suggest that the unexpected GADD153 cellular localization could be involved in melanoma cell adaption to ER stress, since GADD153 accumulates in the nucleus during ER stress. Unfolded protein response (UPR) signaling induced in response to ER stress, is a dual process that induces a protective response to restore ER homeostasis or cell death if ER stress is severe or persistent. We investigated if induction of ER stress was a potential strategy to chemosensitize melanoma cells to a second insult by surpassing the adaptive levels to ER stress. We first treated human melanoma cells (SbCl2, SK-MEL-28, Mel85, SK-MEL-29 and SK-MEL-147) with tunicamycin (Tuni), an ER stress inducer, before cisplatin (CDDP) treatment. CDDP is a low cost chemotherapeutic drug currently used in Brazil as a second line for melanoma treatment, especially in youngsters. All cell lines, except SK-MEL-29, demonstrated an >50% increase in the percentage of hypodiploid cells with Tuni>CDDP treatment when compared to CDDP only. The same results were obtained with temozolomide (TMZ), equivalent drug to the active form of dacarbazine, the first line of cytotoxic treatment of melanomas. UPR markers, GRP78 and nuclear translocation of GADD153 were induced by Tuni. Differences between SK-MEL-29 and SK-MEL-147 as cell surface GRP78 and ?1-6 oligossacharides can be related with the differential ER stress sensitization observed in these cells. One of the cellular mechanisms that are regulated by ER stress is autophagy. Accordingly, we observed an increase in the acidic vesicular organelles and accumulation of LC3II in response to Tuni>CDDP treatment. Autophagy inhibition with chloroquine increased Tuni>CDDP induced-cell death, suggesting that autophagy plays a protective role in this response. Oxidative stress can be involved in this scenario since we demonstrated an accumulation of reactive oxygen species in response to Tuni>CDDP. Tunicamycin was cytotoxic in vivo and we investigated alternatives to this antibiotic as swainsonine, atorvastatin, metformin and [Cu2(apyhist)2(dpam)](ClO4)4 but we did not observed ER stress induction. These results indicate that tumor cells could be preconditioned to cell death if exposed to a first ER stressor, such as Tuni, which would compromise an effective adaptive response to a cell death inducer, as CDDP and TMZ. This combined approach may be a promising strategy for melanoma therapy but further studies are necessary to find noncytotoxic alternatives to tunicamycin