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Objetivo: analisar os candidatos in silico aos genes de interesse SERK, BBM e psbA e sua possível ocorrência em espécies do cerrado. Materiais e Métodos: foram testados três diferentes genes como forma de expansão dos estudos e para que fosse possível enquadrar qual gene continha mais sequências relacionadas às frutíferas do cerrado. Resultados: as sequências de interesse das frutíferas do cerrado encontradas e analisadas foram: Barbatimão (Stryphnodendron Mart.), Buriti (Mauritia flexuosa L.f.), Cagaita (Eugenia dysenterica [Mart.] DC.), Cajuzinho (Brysonima intermedia A. Juss.), Guaçatonga (Casearia syestris Sw.), Jenipapo (Genipa americana L.), Joá-bravo (Solanum viarum Dunal), Pau-terra (Qualea grandiflora Mart.), Pequi (Caryocar brasiliense Cambess.), todas identificadas com seus respectivos descritores botânicos. Conclusão: tal análise possibilitou a discussão e enfoque desta pesquisa subsidiando o desenvolvimento futuro de marcadores fisiológicos, histo-anatômicos e moleculares estádios-específicos, como estratégia para o estudo dos processos da embriogênese zigótica e somática, assim como organogênicos para espécies agronômicas e nativas.

The objective of this study was to identify in Angus and Brangus breed animals with extreme temperament, measured as exit velocity, genomic regions and candidate genes associated with bovine temperament. The population was genotyped with the Genomic Profiler HD 150K chip and after the genome-wide association analysis, the SNPs rs133956611 (P=2.65 E-06) and rs81144933 (P=9.58 E-06) were associated with temperament. The mapping analysis of the regions close to the SNP rs81144933 identified the SNCA (alpha-synuclein) and MMRN1 (multimerin-1) genes at 222.8 and 435.9 Kb downstream respectively, while for the rs133956611 loci the gene GPRIN3 (GPRIN family-member-3) was identified at 245.7 Kb upstream, all three genes are located on the BTA6 chromosome. The analysis of SNCA protein-protein interactions allowed the identification of the genes APP (β-amyloid precursor protein), PARK7 (parkinsonism-associated-deglycase), UCHL1 (ubiquitin-C-terminal-hydrolase-L1), PARK2 (parkin-RBR- E3-ubiquitin-protein-ligase), and genes of the SLC family as candidates to be associated with bovine temperament. All these candidate genes and their interacting were resequenced, which allowed the discovery of new SNPs in the SNCA and APP genes. Of these, the SNPs located in introns 5, 8 and 11 of the APP gene affect splicing site motifs. These results indicate that SNCA and its interacting genes are candidates to be related to bovine temperament.

[ES] La berenjena (Solanum melongena L.), perteneciente a la familia de las solanáceas, está entre las hortalizas de mayor relevancia económica del mundo. A pesar de los avances en la mejora genética de este cultivo, todavía son muchos los aspectos a mejorar y potenciar. La presencia de espinas en algunas variedades comerciales de berenjena es un carácter indeseable que dificulta el manejo del cultivo, la cosecha y el transporte y conlleva pérdidas de la calidad y de la cosecha al provocar daños en los frutos, además de herir a los operarios. En materiales de una población de líneas de introgresión (ILs) entre la berenjena común y su ancestro silvestre S. insanum, se han identificado tres genes candidatos relacionados con la presencia de espinas en berenjena. En este trabajo se pretende knockear por separado estos tres genes a fin de conocer cuál de ellos es el responsable del carácter. Para esta validación funcional se aplicará la herramienta CRISPR/Cas9 a través de la transformación mediada por Agrobacterium tumefaciens a fin de obtener plantas editadas sin espinas como resultado del knock-out del gen responsable del carácter. El diseño de los vectores para la inserción eficiente de los sgRNAs se realizará mediante el sistema de clonaje GoldenBraid. Para la transformación con Agrobacterium se probarán varios protocolos, tratando de optimizar los distintos parámetros del proceso, a fin de conseguir un procedimiento eficiente para la edición genética de berenjena., [EN] Eggplant (Solanum melongena L.), belonging to the solanaceous family, is one of the most economically relevant vegetables in the world. Despite all the advances in plant breeding of this crop, there are still many aspects to improve and enhance. The presence of prickles in some commercial varieties of eggplant is an undesirable trait that makes it difficult to manage the harvest and the transportation of this crop and it leads to quality and harvest losses by causing damage to the fruit, as well as injuries to workers. In materials from a population of introgression lines (ILs) between the common eggplant and its wild ancestor S. insanum, three candidate genes for the presence of prickles on eggplant have been identified. In this work, we aim at knocking out separately these three genes in order to find out which of them is causative of the character. For this functional validation, the CRISPR/Cas9 tool will be used coupled with Agrobacterium tumefaciens mediated transformation to obtain edited plants without prickles after having knocked out the responsible gene for the trait. The design of the vectors for the efficient insertion of the sgRNAs will be performed using the GoldenBraid cloning system. For the Agrobacterium-mediated transformation, several protocols will be tested to optimize different parameters of the process to achieve a single efficient protocol for the gene edition of eggplant.

El complejo mancha de asfalto (CMA) en maíz (Zea mays L.), causado por los hongos Phyllachora maydis Maubl. y Monographella maydis Müller & Samuels, es una enfermedad de importancia económica en Guatemala, causando pérdida en el rendimiento entre 30 a 50%, inclusive del 100% si las condiciones son favorables. El objetivo de esta investigación fue identificar marcadores de un solo nucleótido o SNP (Single Nucleotide Polymorphism, por sus siglas en inglés) y genes candidatos asociados a la tolerancia genética al CMA. Para ello se analizaron 463 poblaciones nativas y 329,692 SNP, y se compararon dos modelos genómicos, single marker y BayesB, para la identificación de regiones asociadas a la tolerancia genética al CMA. Se identificaron 40 marcadores SNP asociados significativamente a la tolerancia genética al CMA con ambos modelos. La proporción de variación fenotípica total explicada (PVE) por los 40 SNPs fue de 56%, atribuida a efectos genéticos aditivos. Múltiples genes de resistencia fueron identificados en las regiones señaladas por los marcadores SNP, siendo sus principales funciones receptores y transductores de señal, factores de transcripción que regulan positivamente la expresión de genes de resistencia y genes de la familia kinasa, por lo que potencialmente están involucrados en el mecanismo de defensa al CMA.

[ES] El nitrógeno (N) es un macronutriente esencial para el crecimiento y desarrollo vegetal. El nitrato (NO3-) y el amonio (NH4+) son las dos formas principales de N absorbidas por las plantas. Sin embargo, ambas formas son escasas en los ecosistemas agrícolas. Para lograr los suficientes niveles de producción y satisfacer la demanda mundial de alimentos, más de 100 millones de toneladas de fertilizantes químicos nitrogenados son aplicados anualmente a los cultivos en todo el mundo. Sin embargo, menos de la mitad de este N aportado es absorbido por las plantas, perdiéndose el resto en el medio ambiente. Esta pérdida de N produce no solo problemas económicos, sino también graves problemas medioambientales como la acidificación del suelo, la eutrofización de las aguas o la contaminación del aire. Por lo tanto, para mantener un alto rendimiento de los cultivos y minimizar el aporte de N, un manejo eficiente de fertilizantes y la identificación de genotipos de alta eficiencia en el uso de N (NUE) son esenciales. Sin embargo, la segunda estrategia es considerada la más desafiante. NUE es un rasgo complejo, difícil de evaluar, y regulado por muchos factores genéticos y ambientales que interactúan. En este marco, el proyecto europeo SOLNUE (¿Tomato and eggplant N utilization efficiency in Mediterranean environments¿) tiene como objetivo generar conocimiento sobre la genética de la respuesta al estrés por N y desarrollar genotipos de tomate y berenjena con una NUE elevada. Este trabajo, como parte del proyecto SOLNUE, busca la identificación de loci de rasgos cuantitativos (QTLs) implicados en la respuesta al estrés por N en una población de generación avanzada por entrecruzamiento multiparental (MAGIC) de tomate previamente creada, compuesta por alrededor de 300 líneas, y ya genotipada con 1350 marcadores SNP. Esta población derivó del cruce de ocho líneas parentales de tomate cultivado con una amplia diversidad genética. a demostró su potencial para descifrar la base genética de la respuesta del tomate a diferentes estreses abióticos. Un ensayo en invernadero se está ya llevando a cabo, y dos concentraciones diferenciales de NO3- se están aplicando a las plantas: 2 mM (estrés por N) y 10 mM (control). Como NUE es un rasgo muy difícil de evaluar en un número tan grande de líneas, distintos rasgos secundarios relacionados se utilizarán para los estudios de mapeo de QTLs. Rasgos relacionados con la fenología, el vigor de la planta, la calidad de la fruta, y el contenido en N serán evaluados, y diferentes análisis estadísticos serán establecidos para la detección de QTLs involucrados en la respuesta al estrés por N (QTL por condición y para la respuesta relativa al estrés). Además, la disponibilidad de la secuencia del genoma de todos los progenitores permitirá la identificación de genes candidatos dentro de los QTL identificados. 40 QTLs con un intervalo de confianza menor a 2 Mpb fueron mapeados, 8 de ellos siendo QTLs interactivos (QTLxE). Dentro de estos QTLs interactivos, se encontraron algunos genes candidatos descritos previamente en otros cultivos como objetivos potenciales para mejorar la respuesta al estrés por bajas concentraciones de N. Los resultados aquí presentados abrirán perspectivas interesantes para el desarrollo de variedades de tomate adaptadas a un bajo suministro de N., [EN] Nitrogen (N) is an essential macronutrient for plant growth and development. Nitrate (NO3-) and ammonium (NH4+) are the two major forms of N that are absorbed by plants. Nevertheless, both forms are in short supply in agricultural ecosystems. To achieve enough crop production levels and satisfy the global food demand, more than 100 million tons of chemical N fertilizers are applied annually to crops worldwide. However, less than half of this is absorbed by plants and converted into harvested products, the rest being lost in the environment. This loss of N produces not only economic problems, but also serious environmental problems such as soil acidification, water eutrophication, or air pollution. Therefore, to sustain high crop yield and minimize N input, an efficient fertilizer management and the identification of high N-use efficient (NUE) genotypes are requested. However, the second strategy is considered as the most challenging one. NUE is a complex trait, difficult to assess, and regulated by many interacting genetic and environmental factors. In this framework, the European SOLNUE project (¿Tomato and eggplant N utilization efficiency in Mediterranean environments¿) aims to generate knowledge about the genetic control of N stress response and develop genotypes with a high NUE using tomato and eggplant as target species. This work, as part of the SOLNUE project, aims at identifying quantitative trait loci (QTLs) involved in the N stress response using a multi-parental advanced generation inter-cross (MAGIC) tomato population, composed of about 300 lines, previously created and already genotyped with 1350 SNP markers. This segregating population derived from the cross of eight cultivated tomato parental lines covering a wide range of genetic diversity. It has already demonstrated its potential to suitably decipher the genetic basis of tomato response to different abiotic stresses. A trial has been conducted in a greenhouse applying two contrasted NO3- concentrations to the plants: 2 mM (N stress) and 10 mM (control). As NUE is a very difficult trait to assess in such a large number of lines, correlated secondary traits were used for QTL mapping studies. Phenology, plant vigor, fruit quality, and N status-related traits were recorded, and different statistical analysis were performed for the detection of QTLs involved in the N stress response (QTL per condition and for the relative stress response). In addition, the availability of the genome sequence of all the parents allowed the identification of candidate genes under the identified QTLs. 38 QTLs with a confidence interval lower than 2 Mbp were mapped, eight of them being interactive QTLs (QTLxE). Under these interactive QTLs, some candidate genes previously reported in other crops to be potential targets to improve plant N response were found. The results here presented will open interesting perspectives for the development of tomato varieties adapted to low N supply.

El objetivo del estudio fue analizar las frecuencias alélicas de 28 Polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) localizados en genes candidatos para crecimiento en bovinos, así como determinar su efecto sobre rasgos de peso vivo en hatos de las razas Charolais y Simmental. Se tomaron muestras de pelo de 313 animales provenientes de cinco hatos ubicados en cuatro municipios de Tamaulipas y se genotipificaron con la tecnología de Sequenom Mass Array.Todos los marcadores resultaron ser polimórficos en las poblaciones evaluadas y sus frecuencias alélicas fueron significativamente diferentes entre razas (P

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Introdução: A insuficiência ovariana primária (IOP) é uma condição heterogênea com múltiplas etiologias, que acomete um grande número de mulheres e com repercussões importantes na saúde geral e psicológica, especialmente pelo estigma da infertilidade em mulheres jovens. A presença de amenorréia, hipogonadismo hipergonadotrófico e hipoestrogenismo em mulheres com menos de 40 anos caracterizam a insuficiência ovariana primária. As causas da IOP envolvem processos infecciosos, doenças metabólicas e autoimunes, fatores ambientais e iatrogênicos além das causas genéticas. Nos últimos anos, o número de genes identificados, que desempenham um papel na etiologia da IOP em humanos e em modelos animais tem crescido exponencialmente, mas apesar disso, um grande número de mulheres continua sem um diagnóstico estabelecido. As técnicas de citogenômica, Comparative Genomic Hybridization Array (array-CGH) e Single Nucleotide Polymorphism Array (SNP-array), permitem avaliar todo o genoma na detecção de variação no número de cópias (copy number variants-CNVs) genômicas, baixos níveis de mosaicismos e perda de heterozigose com rapidez e acurácia, e tem contribuído no esclarecimento das causas da IOP. O objetivo deste estudo foi pesquisar a presença de deleções ou duplicações submicroscópicas raras em pacientes portadoras de IOP sem causa etiológica estabelecida e identificar novas regiões cromossômicas e/ou novos genes possivelmente relacionados à doença. Pacientes e Métodos: Setenta e cinco pacientes portadoras de IOP de causa não determinada foram selecionadas, 53 apresentavam amenorreia primária e 22 pacientes amenorreia secundária. Todas as pacientes apresentavam cariótipo 46,XX. As técnicas de array utilizadas no estudo foram array-CGH (plataforma 180K DNA microarray, Agilent Technologies) e SNP array (CytoScan HD array 750K, Affymetrix). As CNVs identificadas foram comparadas com CNVs relatadas em bancos de dados de indivíduos normais (Database of Genomic Variants - DGV) e de dados associados a anomalias e variações cromossômicas (Decipher). Uma ampla análise do conteúdo gênico das CNVs raras foi realizada utilizando-se diferentes ferramentas de bioinformática (OMIM, Pubmed, Ovarian Kaleidoscope Database e Mouse Genome Informatics). Resultados: Dezenove CNVs raras foram identificadas em 18 pacientes, sete deleções e doze duplicações, a maioria delas localizadas em autossomos. Cinco CNVs foram categorizadas como patogênicas, duas provavelmente patogênicas e doze variantes de significado clínico incerto (VUS). As CNVs patogênicas e provavelmente patogênicas e os genes candidatos contidos nessas regiões foram respectivamente: deleção (del) de 14,5 Mb em Xq27.2q28 (genes FMR1 e FMR2); duplicação (dup) de 41,4 Mb em Xq22.1q27.1 (genes XPNPEP2, COL4A6, NXF5 e PGRMCI); dup de 2,7 Mb em 20p13; del de 1,7 Mb em15q25.2 (genes CPEB1 e BNC1); del de 1,0 Mb em Xq13.2 (gene XIST), dup de 0,55 Mb em 2q37.3 (gene PER2) e dup de 0,33 Mb em 19q13.43 (gene NLRP5). As CNVs localizadas nas regiões Xq27.2q28, Xq22.1q27.1 e 15q25.2 foram regiões genômicas previamente descritas em pacientes com IOP. Em sete CNVs, a análise do conteúdo gênico indicou potenciais candidatos associados à disfunção ovariana: PTGFR (1p31.1), XDH e EHD3 (2p23.1), PER2 (2q37.3), KDM4C (9p24.1), NLRP5 (19q13.43), ZNRF3 (22q12.1) e XIST (Xq13.2). Conclusão: A análise de microarray desta coorte de mulheres portadoras de IOP permitiu o reconhecimento de 19 CNVs raras, das quais duas regiões no cromossomo X (Xq22.1q27.1 e Xq27.2q28), e uma em autossomo (15q25.2), consistem em desequilíbrios genômicos recorrentes, já descritos previamente em IOP. Novos genes e novas vias potencialmente envolvidas na patogênese ovariana foram sugeridas pelos achados, porém o real envolvimento destes genes na etiologia da IOP deverá ser elucidado por estudos complementares. Introduction: Primary ovarian insufficiency (POI) is a heterogeneous condition with multifactorial etiologies. It affects a large number of women and has important impacts on general physical and psychological health, especially due to the stigma associated with infertility in young women. Amenorrhea, hypergonadotropic hypogonadism, and hypoestrogenism in women under 40 years of age are features of POI. Causes of POI include infectious processes, metabolic and autoimmune diseases, environmental, iatrogenic, and genetic factors. In recent years, the number of genes identified as playing a role in the etiology of human and animal model POI has grown exponentially. Nevertheless, in many women with POI, the specific etiology is not established. Microarraybased cytogenomic techniques such as array comparative genomic hybridization (array-CGH) and single nucleotide polymorphism array (SNP array) promote a quick and accurate evaluation of the entire genome for the existence of copy number variants (CNVs), low-level mosaicism, and loss of heterozygosity, and have contributed to the elucidation of POI etiologies. The aims of the present study were to determine the presence of rare submicroscopic deletions (del) or duplications (dup) in POI patients with no established specific etiology and to identify novel chromosomal regions and/or genes potentially associated with disease risk. Patients and Methods: Seventy-five patients with POI of undetermined origin were selected (53 with primary amenorrhea and 22 with secondary amenorrhea). All patients had 46,XX karyotype. Array-CGH (180K DNA microarray platform, Agilent Technologies) and SNP-array (CytoScan HD Array 750K, Affymetrix) were employed to detect genetic variants. Identified CNVs were compared with those reported in databases containing data associated with both normal individuals (Database of Genomic Variants (DGV)) and anomalies or chromosomal variations (DECIPHER). A broad analysis of the gene content of rare CNVs was performed using various bioinformatic databases and tools (OMIM, PubMed, Ovarian Kaleidoscope Database, and Mouse Genome Informatics). Results: The study identified 19 rare CNVs (n = 18 patients), seven deletions, and 12 duplications, largely located within autosomes. Five CNVs were categorized as pathogenic, two as likely pathogenic, and 12 as variants of unknown significance (VUS). Candidate genes relevant to the seven pathogenic and likely pathogenic CNVs are as follows: FMR1 and FMR2 (14.5 Mb del in Xq27.2q28); XPNPEP2, COL4A6, NXF5, and PGRMCI (41.4 Mb dup in Xq22.1q27.1); none (2.7 Mb dup in 20p13); CPEB1 and BNC1 (1.7 Mb del in 15q25.2); XIST (1.0 Mb del in Xq13.2); PER2 (0.55 Mb dup in 2q37.3); and NLRP5 (0.33 Mb dup in 19q13.43). Those CNVs located in Xq27.2q28, Xq22.1q27.1, and 15q25.2 involve genomic regions previously implicated in POI. Analysis of gene content within the seven pathogenic and potentially pathogenic CNVs identified in this patient cohort indicate additional potential candidates associated with ovarian dysfunction: PTGFR (1p31.1), XDH and EHD3 (2p23.1), PER2 (2q37.3), KDM4C (9p24.1), NLRP5 (19q13.43), ZNRF3 (22q12.1), and XIST (Xq13.2). Conclusion: Microarray analysis of this cohort of POI patients detected 19 rare CNVs, of which: two involved the X chromosome (Xq22.1q27.1 and Xq27.2q28) and one autosomal (15q25.2) CNV had been previously described as recurrent in POI. Findings suggest novel genetic and functional pathways potentially involved in POI pathogenesis. Candidate gene involvement should be validated and elucidated by further studies.

Orientador: Edi Lúcia Sartorato Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A dislexia é definida como um distúrbio, ou transtorno de aprendizagem na área da leitura, escrita e soletração, que ocorre apesar de uma adequada inteligência e oportunidade sociocultural. A etiologia desse distúrbio se deve, em parte, a um importante componente genético. Ao todo, nove loci no genoma foram identificados por meio de estudos de ligação, e sete genes proeminentes foram propostos como candidatos à dislexia: DYX1C1, KIAA0319, DCDC2, ROBO1, MRPL19, C2ORF3 e KIAA0319L, mas nenhuma mutação funcional nesses genes foi efetivamente relacionada com a causa do distúrbio até o momento. O objetivo deste estudo foi verificar a relação de dados moleculares com a manifestação do distúrbio em 49 famílias de escolares brasileiros com diagnóstico de dislexia. Para isso, foi investigada a presença de grandes deleções e duplicações em algumas regiões dos genes candidatos DCDC2, KIAA0319 e ROBO1 pela técnica de Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA), utilizando o kit SALSA MLPA P150 (MRC-Holland, Amsterdam, The Netherlands). E além disso, foi realizado um estudo de associação utilizando 4 SNPs (Single Nucleotyde polymorphisms) presentes no gene DYX1C1, que já haviam sido relacionados com o fenótipo na literatura. A técnica de MLPA foi aplicada pela primeira vez na pesquisa de mutações em genes candidatos para a dislexia, este método foi reprodutível e o padrão de variação total por sonda foi baixo, porém a análise não revelou nenhuma deleção ou duplicação nas regiões de ligação das sondas nos genes estudados. Algumas modificações no kit de dislexia P150 foram sugeridas ao fabricante visando o aprimoramento para estudos futuros. Na etapa seguinte, a genotipagem dos SNPs foi realizada por PCR em tempo real, e a estratégia utilizada no estudo de associação foi o Teste de Transmissão de Desequilíbrio de Ligação (TDT). Nenhuma associação foi obtida para os marcadores estudados. As aparentes discrepâncias de nossos resultados com estudos anteriores podem ser explicados pelas diferenças na definição do fenótipo, a ancestralidade da amostra, o desenho do estudo, e as interações com efeitos ambientais que diferem entre populações. Esse resultado não descarta a participação do gene DYX1C1 na etiologia da dislexia, o aumento do número da amostra e de marcadores para estudos posteriores é fundamental para que se possa fazer uma análise mais completa do envolvimento desse gene no fenótipo, o que poderá fornecer importantes informações para o entendimento da dislexia e para futuros protocolos de diagnósticos e de conduta para os indivíduos afetados Abstract: Dyslexia or reading disability is a learning disorder associated with difficulty in learning to read, writing and spelling, despite adequate intelligence and educational opportunities, with a significant heritable trait. At least nine loci in the genome were related through linkage studies, and seven prominent genes were associated with dyslexia: DYX1C1, KIAA0319, DCDC2, ROBO1, MRPL19, C2ORF3 and KIAA0319L but no functional mutation in these genes was indeed related with the disorder cause so far. The intent of this study was access the contribution of these genes in the learning disorder molecular etiology, in a sample 49 families of dyslexic Brazilian individuals. Large deletions and duplications in the candidate genes DCDC2, KIAA0319 and ROBO1 were investigated by Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA) technique, using the SALSA MLPA P150 kit (MRC-Holland, Amsterdam, The Netherlands). In addition, an association study was performed using 4 SNPs (Single Nucleotyde polymorphisms) in DYX1C1 gene, which had already related to the phenotype in the literature. The MLPA technique was applied for the first time in the search for candidate genes mutations in dyslexia, this method was reproducible and the overall standard variation per probe was low, but the analysis revealed no deletion or duplication in probes binding regions in the studied genes. Some modifications in the SALSA MLPA P150 kit have been suggested to the manufacturer attempting to improve it for future studies. In the next stage, SNPs genotyping was performed by real time PCR, and the strategy used in the association study was the Transmission Disequilibrium Test (TDT). No association was obtained for the markers. The apparent discrepancies of our results with previous studies can be explained by phenotype definition differences, the sample ancestry, study design, and interactions with environmental effects that differ between populations. This result does not rule out the involvement of DYX1C1 gene in the dyslexia etiology, the increase of the sample and markers numbers for future studies is essential to make a more complete analysis of this gene involvement in phenotype, which may provide important information to the dyslexia understanding and future diagnostic protocols and conduct for affected individuals Mestrado Genética Animal e Evolução Mestre em Genética e Biologia Molecular

O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior ? Brasil (CAPES) - C?digo de Financiamento 001. Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2022-04-01T15:24:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) cassiane_gomes_santos.pdf: 1656132 bytes, checksum: 5da7a2192d37832e9613615f7cd27106 (MD5) Approved for entry into archive by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2022-04-01T17:32:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) cassiane_gomes_santos.pdf: 1656132 bytes, checksum: 5da7a2192d37832e9613615f7cd27106 (MD5) Made available in DSpace on 2022-04-01T17:32:41Z (GMT). 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A identifica??o dos genes candidatos foi realizada por meio de uma revis?o sistem?tica entre dois avaliadores independentes que utilizaram o mecanismo de busca da web ?Google Acad?mico?. As consultas de pesquisa utilizaram combina??es de palavras-chave seguindo os crit?rios: termo relacionado ? caracter?stica (?tick resistance?, ?tick?, ?inflammatory response?); tipo de teste de associa??o (?gwas?, ?genome wide association?); e esp?cie/ra?a (?Holstein?, ?Gir?, ?Girolando?, ?cattle?). Para a identifica??o de variantes alvo, primeiro foi utilizado o banco de dados p?blico do Ensembl contendo as variantes estruturais de bovinos e em seguida, as variantes foram classificadas de acordo com a potencial fun??o e concatenadas com os resultados de estudos de GWAS. Foram selecionados os genes candidatos obtidos na an?lise sistem?tica de GWAS para resist?ncia a carrapatos, que possu?ssem variantes na regi?o 5?UTR e/ou codificante. Genes contendo tais variantes foram utilizados para a constru??o de redes g?nicas de processos biol?gicos-genes e Gene-Fatores de Transcri??o. Da revis?o sistem?tica, um total de quatro artigos foram selecionados e definidos como grupos, sendo identificados um total de 1353 genes candidatos. Ap?s concatenar esta lista com a de genes associados ?s variantes estruturais identificadas pelo Variant Effect Predictor (VEP), restaram 626 genes dos quais 92 genes candidatos apresentaram potenciais variantes estruturais. A partir desses, com a rede de processos biol?gicos-genes foram identificados processos biol?gicos enriquecidos (ex.; regula??o da quimiotaxia dos eosin?filos, regula??o positiva da via de sinaliza??o RIG-I, regula??o da diferencia??o de mon?citos) com fun??o no sistema imune e genes candidatos promissores (ex.; DAPK2, PUM1, ACIN1, INPP5D) associados ? resist?ncia a carrapatos em bovinos. Com as redes Gene-Fatores de Transcri??o identificamos os principais TFs (FOXO3, PPARG, STAT3, NFKB1, GATA3 e ARNT) e os genes candidatos promissores associados ? resist?ncia a carrapatos em bovinos (ex.; OR4L1, PNP, LRRIQ1, GIMAP8, MYO6, MEP1A e o LRFN2). Assim, a partir dos genes candidatos promissores, identificamos potenciais variantes estruturais com poss?vel papel funcional na express?o de genes associados a resist?ncia a carrapatos em bovinos. Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Zootecnia, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2021. Rhipicephalus microplus is a bovine ectoparasite responsible for causing great losses in the meat, milk, leather and animal health. Since there is genetic variability for resistance to ticks within and between bovine breeds, studies of genome wide association combined with functional annotations of variants related to candidate genes may be presented as a good alternative in understanding its genetic architecture. Thus, the objective of this study was the identification and functional annotation of variants associated with candidate genes for resistance to ticks in cattle. The identification of candidate genes was carried out by a systematic review from two independent evaluators who used the web search tool ?Google Scholar?. The search queries used combinations of keywords following the criteria: term related to the trait (?tick resistance?, ?tick?, ?inflammatory response?); type of association test (?gwas?, ?genome wide association?); and names related to species / breed (?Holstein?, ?Gir?, ?Girolando?, ?cattle?). For the identification of target variants, first the public Ensembl database containing the structural variants of cattle was used, and then the variants were classified according to their potential function and concatenated with the results of GWAS studies. Candidate genes obtained in the systematic analysis of GWAS for tick resistance, which had variants in the 5'UTR and / or coding region, were selected. Genes containing such variants were used to build gene networks of biological processes-genes and Gene-Transcription Factors. From the systematic review a total of four articles were selected and placed as groups. We identified a total of 1353 candidate genes. From that, after merging with genes associated with variants obtained from Variant Effect Predictor (VEP) tool, we obtained a total of 626 genes, from which 92 candidate genes containing potential structural variants were identified. From these, enriched biological processes (e.g. regulation of eosinophil chemotaxis, positive regulation of the RIG-I signaling pathway, regulation of monocyte differentiation) with function on immune system and promising candidate genes (e.g. DAPK2, PUM1, ACIN1, INPP5D) associated with tick resistance in cattle were observed. From the Gene-Transcription Factors networks, we identified the main TFs (FOXO3, PPARG, STAT3, NFKB1, GATA3 and ARNT) and the promising candidate genes associated with tick resistance in cattle (e.g. OR4L1, PNP, LRRIQ1, GIMAP8, MYO6, MEP1A and LRFN2). Thus, from the promising candidate genes, we identified potential structural variants with a possible functional role in the expression of genes associated with tick resistance in cattle.

[ES] Las espinas son protuberancias en la epidermis de la planta que surgen de la modificación de los tricomas glandulares, siendo una de las características más indeseadas de la berenjena a nivel comercial ya que dificultan la recogida del fruto, el transporte y, por tanto, su comercialización. En trabajos previos, se mapeó el caracter de la espinosidad en una región de 150 kb en el cromosoma 6, donde se identificó una serie de genes candidatos. La meta de este proyecto fue estudiar la expresión de dichos genes con el objetivo de elucidar su papel biológico en el desarrollo de espinas en Solanum melongena L., para así aprovechar esta información para la mejora genética de la especie. Para ello, se emplearon plantas de Solanum melongena L. y Solanum insanum, sin espinas y con espinas respectivamente, cultivadas en invernadero a partir de semillas provenientes del banco de germoplasma del COMAV (Instituto de la Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana). Para cada una de las plantas se extrajo la fracción de RNA total y se retrotranscribió a cDNA, a través del cual cuantificó la expresión de cada uno de los genes candidatos mediante RT-qPCRs, haciendo uso del dispositivo LightCycler® 480. La expresión génica fue normalizada el gen de referencia TIP41, para determinar si existía o no sobreexpresión estadísticamente significativa de dos genes candidatos en las plantas con espinas, como fueron ARF18 y GATA11. No se hallaron diferencias significativas de expresión en dichos genes, aunque es recomendable seguir con las pruebas para confirmar categóricamente los resultados obtenidos. Asimismo, se ha estudiado la posibilidad de generar knockouts para analizar su impacto en la presencia de espinas y en ese caso, tratar de conseguir una variante genética mejorada, aunque se dejó para estudios posteriores por la falta de tiempo., [EN] The spines are protuberances in the epidermis of the plant that arise from the modification of glandular trichomes, being one of the most unwanted characteristics of eggplant on a commercial level since they hinder the collection of the fruit, transport and therefore, its marketing. In previous work, the spiny character was mapped in a 150 kb region on chromosome 6, where several candidate genes were identified. The goal of this project was to study the expression of these genes to elucidate their biological role in the development of spines in Solanum melongena L. to take advantage of this information for the genetic improvement of the species. To do this, plants of Solanum melongena L. and Solanum insanum were used, without prickles and with prickles, respectively, were harvested in a greenhouse from seeds from the COMAV (Instituto de la Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana) germplasm bank. For each of the plants, the fraction of total RNA was extracted and retrotranscribed to cDNA, through which the expression of each of the candidate genes was quantified by RT-qPCRs, using a LightCycler® 480 device. Gene expression was standardized by the reference gene TIP41, to determine whether there was statistically significant overexpression of two candidate genes in plants with spines, such as ARF18 and GATA11. No significant differences in expression were found in these genes, although it is advisable to continue with the tests to confirm categorically the obtained results. In addition, the possibility of generating knockouts to analyze their impact on the presence of spines has been studied and if so, to obtain an improved genetic variant, although it was left for later studies due to the lack of time.

Se investiga la relación entre la variabilidad genética y el riesgo a desarrollar cáncer de próstata siguiendo un estudio de casos y controles a partir de 291 individuos diagnosticados de PCa (casos) y 249 individuos aparentemente sanos (controles), pertenecientes a la población de Galicia. La diagnosis de los fenotipos moleculares se ha efectuado mediante estrategias de MALDI-TOF en plataformas de genotipado Sequenom, a partir de una batería de 19 SNPs, pertenecientes a genes candidatos estrechamente relacionados con la biología molecular de la carcinogénesis (BCL2, CASP9, CASP8, CASP3, CASP7, FAS, FASLG, BIRC5, TP53, MDM2, CDKN1A, CDKN1B). De los marcadores considerados, por primera vez se aborda el análisis, en cáncer de próstata, de un total de 7, correspondientes a los loci CASP3, CASP7, BIRC5, MDM2, CDKN1A y CDKN1B. Adicionalmente, se analizan dos marcadores inéditos en cáncer en el locus FAS (rs3740286, rs10509561). A partir de la distribución de frecuencias genotípicas, la relación con el PCa ha sido abordada desde una perspectiva global, y sobre todo, a partir de análisis de estratificación en los que se ha hecho especial hincapié en la identificación de los intervalos de impacto y la optimización de tales intervalos. De los resultados alcanzados, merece especial mención el impacto derivado de la variabilidad genética de los marcadores FAS (rs3740286), FASLG (rs763110), MDM2 (rs937283) o CASP7 (rs11196418), los cuales son de relevancia en la prognosis del PCa. 2022-04-23

El objetivo fue identificar y predecir la ubicación de polimorfismos de nucleótido simple (PNSs) en genes relacionados al crecimiento de la fibra. Se realizó el estudio con un total de 31 genes de queratina (KRT9, KRT12, KRT13, KRT14, KRT16, KRT18, KRT20, KRT25, KRT1, KRT3, KRT5, KRT6a, KRT6b, KRT6c, KRT7, KRT8, KRT71, KRT80, KRT31, KRT32, KIRT40, KRT81, KRT82, KRT10, KRT15, KRT17, KRT19, KRT2, KRT4, KRT79 y KRT83) asociados con las características de lana, fibra y pelo en ovinos, cabras y humanos respectivamente, cuyas secuencias fueron encontradas en la base de datos del National Center for Biotechnology Information (NCBI). Mediante el uso de bases de datos y herramientas bioinformáticas como el Conserved Domains Database, Spling, y MegaBlast se logró ubicar secuencias únicas para cada gen. Estas secuencias fueron comparadas con los genomas de referencia Vicugna_pacos-2.0.2 y Vi_pacos_V1.0. Se identificaron 48 PNSs ubicados en las regiones intrónicas y exónicas de 22 genes. No se localizaron PNSs en o alrededor de los genes KRT10, KRT15, KRT17, KRT19, KRT2, KRT4, KRT6b, KRT6c y KRT79. El análisis comparativo entre las cuatro especies estudiadas permitió observar que los genes KRT81, KRT6b y KRT6c no están presentes en los genomas de referencia de alpaca, los genes KRT31, KRT14, KRT81, KRT83, KRT6b y KRT6c no están presentes en el genoma de referencia de ovino y los genes KRT31, KRT13, KRT81, KRT83, KRT6b y KRT6c no están presentes en el genoma de referencia de cabra. The objective was to identify and predict the location of single nucleotide polymorphisms (SNPs) in genes related to fiber growth. The study was carried out with 31 keratin genes (KRT9, KRT12, KRT13, KRT14, KRT16, KRT18, KRT20, KRT25, KRT1, KRT3, KRT5, KRT6a, KRT6b, KRT6c, KRT7, KRT8, KRT71, KRT80, KRT31, KRT32, KIRT40, KRT81, KRT82, KRT10, KRT15, KRT17, KRT19, KRT2, KRT4, KRT79 y KRT83) associated with wool, fiber and hair characteristics in sheep, goat and human, respectively. These gene sequences were retrieved from the National Center for Biotechnology Information (NCBI) database. Using databases and bioinformatics tools such as the Conserved Domains database, Spling and Megablast, unique sequences for each gene were identified. These sequences were compared to the reference genomes: Vicugna_pacos-2.0.2 and Vi_pacos_V1.0 to identify single nucleotide polymorphisms (SNPs). In this manner, 48 SNPs were identified and localized in both intronic and exonic regions of 22 genes. We did not identify SNPs for KRT10, KRT15, KRT17, KRT19, KRT2, KRT4, KRT6b, KRT6c and KRT79. Comparative analysis among the four species studied allow to identify that sequences for KRT81, KRT6b and KRT6c genes are not present in the alpaca reference genomes. Similarly, genes KRT31, KRT14, KRT81, KRT83, KRT6b and KRT6c are not present in the ovine reference genome and, genes KRT31, KRT13, KRT81, KRT83, KRT6b and KRT6c are not present in the goat reference genome.

Objetivo. Caracterizar dos polimorfismos genéticos tipo SNP en los genes GLI1 (rs411868094) y IL20RA (rs419463995) candidatos a la resistencia contra parásitos gastrointestinales en dos biotipos de ovinos de pelo colombiano. Materiales y métodos. Del banco de ADN del laboratorio de Genética Animal de la Universidad de Sucre, se analizaron 167 muestras de ovino de pelo colombiano (OPC), pertenecientes a los biotipos Etíope (n=94) y Sudán (n=73), mediante PCR y secuenciamiento bidireccional dos SNPs en los genes GLI1 (T>G) y IL20RA (G>A). Se calcularon las frecuencias alélicas y genotípicas, la heterocigocidad observada (Ho) y esperada (He), el índice F y las desviaciones del equilibrio de Hardy-Weinberg (EHW) con el programa GENALEX versión 6.5. Resultados. Para el gen GLI1 para todo el OPC las frecuencias genotípicas promedio fueron 0.155±0.07, 0.370±0.07 y 0.475±0.07 para GG, GT y TT, respectivamente. En el biotipo Etíope, se encontraron las frecuencias más altas del genotipo GG. Para el gen IL20RA en todo el OPC, los genotipos AA y AG tuvieron similar frecuencia (0.465±0.03) y el genotipo GG mostró la frecuencia más baja (0.110±0.01). Conclusiones. Las variantes genéticas analizadas fueron polimórficas. Según los reportes de literatura, los alelos de interés por su mejor desempeño contra los parásitos gastrointestinales, tuvieron baja frecuencia en el gen GLI1, pero alta frecuencia en el IL20RA.

Universidad Nacional Agraria La Molina. Escuela de Posgrado. Doctorado en Ciencias e Ingeniería Biológicas Con el objetivo de identificar genes candidatos para resistencia a Phytophthora infestans, en papas nativas locales (PNL) de tres poblaciones de Ayacucho (Anco, Chungi y Ticllas), se evaluo la diversidad genetica de 144 PNL. Con 10 marcadores SSR se distinguieron 67 alelos polimorficos, 14 genotipos y 18 alelos unicos. El AMOVA mostro que el 27.92 % de la diversidad alelica esta distribuida entre las poblaciones, y el 72.08 % esta distribuido dentro de las poblaciones, con FST promedio de 0.279. Se encontro alta diversidad intra e inter poblacional, y cada una constituyen poblaciones geneticamente cerradas. Se fenotiparon 20 accesiones de papa nativa expuesta a P. infestans POX-67. Se seleccionaron las accesiones Wira Pasna (CIP 704270) y Sumaq Perqa (CIP 703777) de la especie Solanum goniocalix, como resistente y susceptible, respectivamente. Las dos accesiones seleccionadas fueron inoculadas con P. infestans POX-67, se extrajo ARN de muestras foliares a 0 y 48 hpi. En el transcriptoma (Solanum goniocalix) se cuantifico 40,336 transcritos en las librerias ARNseq, cada libreria con una profundidad promedio de 28.02 millones de lecturas (secuenciamiento Illumina). Las lecturas se alinearon al genoma de referencia con una eficiencia de mapeo de 92.01%. Se reportan 19,666 genes alineados que no distorsionan el modelamiento en todas las repeticiones y al menos en un tratamiento. En la accesion resistente CIP-704270 (Wira Pasna) se identificaron 303 genes relacionados con la resistencia a P. infestans. Considerando la direccion de su expresion diferencial, se contabilizo 136 genes sobre-expresados y 167 genes sub-expresados, relacionados a resistencia en S. goniocalix a P. infestans (Log2FC . 2 y FDR . 0.001). Del analisis de enriquecimiento GO (Gene Ontology) y de rutas metabolicas KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) se identificaron 20 genes candidatos relacionados a resistencia contra P. infestans POX-67 a 48 hpi. With the aim of identifying resistance genes candidates against Phytophthora infestans, in native potatoes landrace (NPL) of three populations of Ayacucho (Anco, Chungi and Ticllas). The genetic diversity of 144 NPL was evaluated. A total 10 SSR markers were screened and produced 67 polymorphic alleles, 14 genotypes and 18 unique alleles were distinguished. The AMOVA test showed that 27.92% of allelic diversity was distributed among populations, and 72.08% within populations, with an average FST of 0.279. High intra and inter populational diversity was found, and each constitute genetically closed populations. Twenty native potato accessions were phenotyped after being exposed to P. infestans POX-67. Accessions Wira Pasna (CIP 704270) and Sumaq Perqa (CIP 703777) of the Solanum goniocalix species were selected as resistant and susceptible samples, respectively. The two selected accessions were inoculated with P. infestans POX-67. RNA was extracted from samples at 0 and 48 hpi. In the transcriptome (Solanum goniocalix), 40,336 transcripts within the RNAseq libraries, each library with an average depth of 28.02 million readings (Illumina sequencing). Reads were aligned at reference genome with a mapping efficiency of 92.01%. In total 19,666 aligned genes were kept for downstream analysis that had more than 10 reads per library in at least three biological replicates. In the resistant accession CIP-704270 (Wira Pasna) 303 resistance-related genes to P. infestans were identified. Considering the direction of its differential expression, 136 up-expressed genes and 167 down-expressed genes as resistance S. goniocalix to P. infestans (Log2FC . 2 and FDR . 0.001). From the GO (Gene Ontology) enrichment analysis and KEGG metabolic pathways (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes), 20 candidate resistance-related genes against P. infestans POX-67 were identified at 48 hpi.

Orientadores: Fernando Ferreira Costa, Anderson Ferreira da Cunha Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Os mecanismos moleculares envolvidos no perfil de expressão durante a eritropoese tem sido objeto de numerosas investigações como, por exemplo, o estudo da regulação gênica em células de linhagem eritroide. Esses estudos permitem a identificação de novos genes com potencial participação nesse processo e, adicionalmente, possibilitam um melhor entendimento dos genes já identificados na maturação das células eritroides e que possam estar envolvidos na produção de hemoglobinas. Nosso grupo de pesquisa identificou os diversos genes diferencialmente expressos durante a eritropoese. Dentre eles, os fatores de transcrição, EYA3 e HES6 e a latexina, LX, apresentaram maior expressão na fase final da eritropoese in vitro. Nossos dados sugerem participação dos genes EYA3 e LX, nas fases intermediaria e final da diferenciação eritroide, na expressão dos genes das globinas alfa e gama e na produção de HbF in vitro. Adicionalmente, no modelo in vivo zebrafish, os genes eya1, eya2, eya3, eya4, hes6 e hes13 apresentaram padrão de expressão ubíquo, enquanto que o gene lxn apresentou expressão especifica na ICM, tornando-o o candidato mais promissor para ser silenciado. O silenciamento desse gene em zebrafish apresentou fenótipo anêmico em embriões 72hpf, mas não em 48hpf, sugerindo que a anemia e decorrente de um processo no final da diferenciação eritroide, corroborando os dados encontrados em cultura in vitro. Estudos adicionais são necessários para compreensão dos mecanismos e vias envolvidos na participação do gene LX, durante o processo de diferenciação eritroide. Outros genes com potencial participação no processo de eritropoese são CLPX, TRAK2 E GFI. O gene CLPX codifica a caseinolytic peptidase X, uma proteína xvii altamente conservada durante a evolução e que apresenta função de chaperona dependente de ATP. Os dados deste trabalho mostram que o silenciamento do gene clpx1 reduziu significativamente os níveis de hemoglobinizacao e produção de eritrócitos em zebrafish. Contudo, estudos adicionais para o gene clpx2 precisam ser realizados para melhor compreender a possível função desses genes na produção de Heme. O gene TRAK2, por sua vez, e uma Trafficking Protein, Kinesin-Binding 2, envolvida no movimento da mitocôndria ao longo dos microtubulos. Os resultados obtidos em colaboração com o pesquisador Jeffrey Miller, M.D. (NIH/NIDDK) mostraram envolvimento desse gene na eritropoese em modelo in vitro de cultura primaria. No presente estudo, dentre os ortologos para o gene TRAK2 humano avaliados, apenas o trak1.1 parece ter sua função conservada nos teleósteos. O silenciamento desse gene gerou fenótipo anêmico nos embriões avaliados, corroborando os dados obtidos originalmente em cultura de células primaria. Finalmente, os fatores de transcrição de zebrafish gfi1aa, gfi1ab e gfi1b, ortologos aos fatores de transcrição da família Grow Factor Independence (GFI) em humanos também tiveram seu papel avaliado na hematopoese. Nossos dados mostram participação de gf1aa fase inicial de hematopoese e de gf1b na hematopoese definitiva. Também foi determinada a relação epistática entre os fatores gfi e os fatores de transcrição chave hematopoiéticos, mostrando que gfi1aa e gfi1b, juntamente com lmo2, scl, runx-1 e c-myb atuam como reguladores de HSPC em teleósteos Abstract: Molecular mechanisms involved in expression profile during erythropoiesis have been the subject of numerous investigations such study of gene regulation in erythroid cell culture. These studies allow us to identify new genes potentially involved in erythroid differentiation and additionally to investigate genes already known as regulators of red blood cells and hemoglobin production. Our research group identified several genes differentially expressed during erythropoiesis. Among them, the transcription factors, EYA3 and HES6 and the latexin, LX, were found to have higher expression in the final phase of the in vitro erythropoiesis. Our data suggest that EYA3 and LX, are involved in the intermediate and final stages of erythropoiesis, expression pattern of alfa and gama globin and HbF production in vitro. Additionally in zebrafish model, eya1, eya2, eya3, eya4, hes6 and hes13 showed a ubiquitous expression pattern, while lxn showed specific expression in the ICM, making it the most promising candidate to be knockdowned. lxn knockdown in zebrafish showed anemic phenotype at 72hpf embryos, but not at 48hpf, suggesting that the anemia results is due to a process in the end of the erythroid differentiation, corroborating the results found for in vitro cultures. Additional studies are necessary to understand the mechanisms and pathways involved in the participation of the LX, gene during the process of erythroid differentiation. CLPX, TRAK2 and GFI transcription factors are also potentially candidates to be involved in erythropoiesis. CLPX gene codes for caseinolytic peptidase X, a protein highly conserved during evolution, which presents an ATP-dependent chaperone function. Data from this study showed that clpx1 knockdown reduced significantly hemoglobinization levels and erythroid production in zebrafish. However, future studies xv for the clpx2 gene is needed to better understand the function of these genes in the heme production. TRAK2 gene, in turn, is a Trafficking Protein, Kinesin-Binding 2, involved in mitochondrial movement along microtubules. Results obtained in collaboration with the researcher Jeffrey Miller, M.D. (NIH/NIDDK), showed the involvement of this gene in erythropoiesis in primary culture in vitro models. In this study, from the orthologs for the human TRAK2 gene analyzed, only trak1.1 appears to have its function conserved in teleosts. The silencing of this gene generated anemic phenotype in the embryos tested, corroborating the original results obtained in primary cell culture. Finally, gfi1aa, gfi1ab and gfi1b zebrafish transcription factors, orthologous to the Grow Factor Independence (GFI) family transcription factors in humans, also had their function evaluated in hematopoiesis. Our data suggest is involved in the initial phase of hematopoiesis while gf1b has a role in the definite hematopoiesis. The epistatic relation between the gfi and the hematopoietic key transcription factors was also determined, showing that gfi1aa and gfi1b, together with lmo2, scl, runx-1 and c-myb also act as regulators of HSPC in teleosts Doutorado Genética Vegetal e Melhoramento Doutora em Genética e Biologia Molecular

A rotina de exames para o diagnóstico de infertilidade masculina não sofreu alterações nos últimos vinte anos e os atuais testes genéticos disponíveis são capazes de determinar a etiologia de apenas 4% dos pacientes inférteis não selecionados, portanto, para criar novos testes diagnósticos é necessária a melhor compreensão dos mecanismos moleculares e genéticos da infertilidade masculina. Embora o sequenciamente de nova geração tenha permitido a análise simultânea de centenas de genes, poucos genes candidatos possuem evidência suficiente para serem definitivamente associados à infertilidade masculina. Esse trabalho teve como objetivo realizar o sequenciamento completo do exoma de 16 pacientes brasileiros portadores de azoospermia não obstrutiva e analisar um conjunto de genes previamente associados à infertilidade masculina, em busca de variantes causais. Foram selecionados 37 genes associados aos fenótipos apresentandos de azoospermia não obstrutiva, aplasia de células germinativas e parada de maturação de células germinativas. As variantes encontradas foram confirmadas pelo sequenciamento direto de Sanger e a sua patogenicidade foi prevista por programas de análise in silico. A seleção racional de genes permitiu a detecção de variantes raras e potencialmente patogênicas em seis pacientes. Duas variantes, c.671A> G em DMRT1 e c.91C> T no gene REC8, foram previamente descritas em pacientes azoospérmicos. Também encontramos novas variantes em genes com evidência moderada de associação a defeitos na espermatogênese (TEX15, KLHL10); em genes com evidência limitada (DNMT3B, TEX14) e em um gene ainda sem evidência de associação à infertilidade (SYCE1L). Adicionalmente este trabalho visou estabelecer um protocolo para realização do estudo funcional de variantes identificadas nos genes NR5A1 e DMRT1. Demonstramos que o ensaio da luciferase, tal como descrito para o gene NR5A1, pode ser aplicado para análise do gene DMRT1 humano, apesar de ainda não ser possível tirar conclusões sobre o efeito das variantes selecionados sobre a expressão dos genes analisados. Understanding molecular and genetic mechanisms of male infertility is urgent, in order to create new diagnostic assays, once the routine diagnostic work-up have not changed over the last twenty years and the current available genetic tests are able to determine the etiology of only 4% of unselected infertile patients. The aim of this study was to perform the whole exome sequencing of 16 Brazilian patients with non-obstructive azoospermia searching for causal variants in a set of genes previously associated with male infertility. We selected 37 genes associated with non-obstructive azoospermia, germ cell aplasia and maturation arrest of germ cells. The variants we found were confirmed by Sanger sequencing and their pathogenicity was predicted by in silico programs. The rational selection of genes allowed the detection of rare and potentially pathogenic variants is six patients. Two variants, c.671A> G in DMRT1 and c.91C> T in the REC8 gene, were previously described in azoospermic patients. We also found new variants in genes with moderate evidence of association with defects in spermatogenesis (TEX15, KLHL10); in genes with limited evidence (DNMT3B, TEX14) and in a gene without evidence so far (SYCE1L). In addition, this work aimed to establish a protocol to perform the functional study of variants identified in the NR5A1 and DMRT1 genes. We demonstrated that the luciferase assay, as it is described for the NR5A1 gene, can be applied for analysis of the human DMRT1 gene, although it was not possible to draw conclusions about the effect of the selected variants on the expression of the genes analysed.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico É desejável evitar a castração de leitões uma vez que ela pode afetar diretamente o bem-estar animal, a produção e a qualidade da carne. No entanto, a não castração pode resultar na ocorrência do cheiro de varrão, que pode ser definido como sabor e cheiro desagradáveis na carne suína, o qual prejudica a aceitação da carne pelo consumidor. O cheiro do varrão é detectado especialmente durante o cozimento, sendo causado pelo aumento do teor dos compostos lipofílicos androstenona, escatol e indol acumulados no tecido adiposo de suínos. Já se sabe que as concentrações destes compostos no tecido adiposo dependem de vários fatores como dieta, idade e genética do animal. No entanto, a arquitetura genética e a relação causal entre os níveis de compostos ligados ao cheiro do varrão na carcaça ainda requerem elucidação. Nesse sentido, na primeira parte desta tese, foram estudadas a relações causais entre os níveis de androstenona, escatol e indol em amostras de carcaça e biópsia utilizando equações estruturais. Neste estudo, verificou-se que o uso de priori para definir as estruturas causais melhora o ajuste do modelo, contudo os paramentos estimados apresentam maior intervalo de credibilidade, resultando em correlações genéticas nulas. Foi evidenciado também a existência de efeitos diretos e indiretos entre os compostos ligados ao cheiro do varrão medidos em carcaças e biópsias, sendo consistente entre os modelos a existência do efeito da androstenona medida em biópsia no escatol medido em carcaça e o efeito do escatol em biópsias na androstenona da carcaça. Na segunda parte desta tese foram avaliados os efeitos de diferentes ponderações de SNPs para a construção da matriz de parentesco na capacidade preditiva e no viés da predição genômica dos níveis dos compostos ligados ao cheiro do varrão. Foram usadas populações baseadas em uma única linhagem ou em múltiplas linhagens, adicionalmente, foi proposto e avaliado uma nova metodologia de ponderação dos SNPs. Foi verificado que, em geral, as metodologias de ponderação do SNP avaliadas podem não melhorar a capacidade preditiva para androstenona, já para escatol e indol, a ponderação obtida a partir de redes gênicas construídas utilizando 5% dos SNPs que explicavam maior parte da variância na associação genômica melhorou levemente a capacidade preditiva em relação ao GBLUP em passo único. Devido às análises adicionais e as melhorias modestas obtidas, o uso de ponderação pode não ser vantajoso. Além disto, o uso de população composta por linhagens múltiplas melhorou a predição para androstenona enquanto para escatol e indol isso não foi observado. Na terceira parte desta tese, foi realizada a identificação de QTLs e genes associados aos componentes do cheiro do varrão. Além disso, foi construída uma rede gênica com o intuito de verificar se os genes identificados na associação de fato estavam ligados a processos biológicos relacionados ao cheiro do varrão. Neste estudo foi identificado o gene HSD17B2 previamente descrito como associado ao cheiro do varrão. Além disso, novos genes candidatos também foram identificados: CRHBP, CTDSP2, CDK4, CYP27B1 e SDR4E1, sendo os principais processos biológicos em que estes genes estão envolvidos são relacionados a produção, liberação e resposta a hormônios esteroides e absorção intestinal. Palavras-chave: Androstenona. Escatol. Gene candidato. Indol. Predição genômica. Relação causal. The piglet non-castration may result in the boar taint appearance, which is an unpleasant taste and smell in pig meat. Boar taint is caused by the increasing of boar taint compounds (androstenone, skatole and indole) levels in adipose tissue. However, the genetic architecture and the causal relationship between levels of boar taint compounds in adipose tissue still require elucidation. In this sense, firstly, we studied the causal relationship between androstenone, skatole and indole levels in carcass adipose tissue samples and animal biopsies using structural equations models (SEM). In summary, we verified that using priori information to define the causal structure increased the model goodness-of-fit, however, the credibility intervals were also increased resulting in several unexpected null genetic correlation. We identified direct and indirect effects between boar taint compounds, mainly androstenone in biopsies affect skatole in carcass and skatole in carcass affect androstenone in carcass. Posteriorly, we evaluated the effects of SNPs weighting strategies on predictive ability and bias of genomic prediction for boar taint compounds using a single-line and multi-line populations. In general, SNP weighting strategies did not result in better predictive ability for androstenone. On the other hand, considering skatole and indole better predictive ability were archived when using weights based on gene networks. Due the slightly improvement in prediction accuracy and the increase in the number of analyses steps required, the weighting methods may not be advantageous. In addition, we verified that multi-line populations improve the prediction for androstenone, while for skatole and indole this was not observed. Finally, we performed the identification of QTLs and genes associated with boar taint compounds using a weighted single-step genome-wide association study. We used a gene network approach to improve the identification of candidate genes. In summary, we identified the HSD17B2 gene that was previously describe as linked to boar taint appearance. New candidate genes with potential to explain boar taint phenotypes were find: CRHBP, CTDSP2, CDK4, CYP27B1 e SDR4E1. These genes were mainly involved to biosynthesis, releasing and response to steroid hormones and intestinal absorption. Keywords: Androstenone. Candidate gene. Genome-wide selection. Causal relationship. Indole. Skatole.

[ES] La microbiota intestinal es un ecosistema complejo y dinámico con un papel muy importante en el desarrollo del animal en las diferentes etapas en el ciclo productivo. Además, la interacción de estos microorganismos con los receptores en la mucosa gástrica influye en alto grado en la expresión génica del hospedador. Este proyecto parte de una investigación de Crespo-Piazuelo et al., (2019) donde se identificaron regiones genómicas asociadas con la composición de varios géneros bacterianos. Los genes candidatos del genoma porcino se seleccionaron por posición y función para cada género microbiano: Streptococcus (UROS), Akkermansia (CHST12), Phascolarctobacterium (ST14, IKBKE, JAM3), y Prevotella (MAN2B2). Se utilizó cDNA para el gen UROS Y DNA genómico para los genes CHST12, MAN2B2, ST14, IKBKE Y JAM3 de un material animal Duroc x Ibérico, 16 animales extremos para la abundancia relativa de cada género microbiano (8 de la línea alta, 8 de la línea baja). Para identificar los polimorfismos genéticos ya anotados en estos genes se utilizó la aplicación BioMartTool de Ensembl Project (www.ensembl.org) para cada gen y se hizo la correspondiente predicción del efecto de los SNPs. Se seleccionaron preferentemente SNPs de interés que determinaban un cambio en la secuencia de aminoácidos de la proteína. Se diseñaron los primers para amplificar las regiones genómicas de interés por medio de la reacción de la cadena de la polimerasa (PCR) mediante la aplicación Web Primer3Plus y se secuenciaron por el método Sanger. Las secuencias obtenidas se alinearon por medio del software SEQUENCHER 5.4.6 y se visualizaron y anotaron los SNPs en el genoma de los genes UROS, IKBKE, ST14 y JAM3. El gen UROS presento 16 polimorfismos para un solo individuo, sin arrojar información de importancia. Para los demás genes se encontraron 3 SNPs de interés. El primero se encuentra en el gen JAM3, común para siete de los ocho animales de la línea alta en abundancia del género bacteriano Phascolarctobacterium. Este polimorfismo no está anotado en Ensembl y determina cambio de aminoácido y se encuentra en la posición 9:60706769 bp, en el exón 5. El segundo SNP se localiza en el gen ST14, exón 16. Este se encuentra anotado en Ensembl (rs319985414, synonymous_variant) y no determina un cambio de aminoácido. Es un polimorfismo presente en cuatro animales de la línea baja y cuatro animales de la línea alta para el género Phascolarctobacterium. El tercer SNP se localiza en el gen IKBKE, exón 8, determina un cambio de aminoácido en la proteína y se encuentra en tres animales de la línea baja y cinco de la línea alta para la abundancia del genero Phascolarctobacterium. Este SNP se encuentra anotado en Ensembl (rs707345016, missense_variant). Las variantes genéticas en estos genes podrían ser importantes en la modulación y control de la microbiota intestinal. Sin embargo, es necesario validar en un mayor número de animales la asociación entre la composición de la microbiota y los polimorfismos genéticos encontrados., [EN] The gut microbiota is a complex and dynamic ecosystem with a very important role in the development of the animal at different stages in the production cycle. Furthermore, the interaction of these microorganisms with the receptors in the gastric mucosa greatly influences the gene expression of the host. This project starts from an investigation by Crespo-Piazuelo et al., (2019) where genomic regions associated with the composition of various bacterial genera were identified. Porcine genome candidate genes were selected by position and function for each microbial genus: Streptococcus (UROS), Akkermansia (CHST12), Phascolarctobacterium (ST14, IKBKE, JAM3), and Prevotella (MAN2B2). CDNA was used for the UROS gene and genomic DNA for the CHST12, MAN2B2, ST14, IKBKE and JAM3 genes from a Duroc x Iberian animal material, 16 extreme animals for the relative abundance of each microbial genus (8 from the high line, 8 from the line down). To identify the genetic polymorphisms already noted in these genes, the BioMartTool application from Ensembl Project (www.ensembl.org) was used for each gene and the corresponding prediction of the effect of the SNPs was made. SNPs of interest were preferably selected which determined a change in the amino acid sequence of the protein. Primers were designed to amplify the genomic regions of interest by means of the polymerase chain reaction (PCR) using the Primer3Plus Web application and were sequenced by the Sanger method. The sequences obtained were aligned by means of the SEQUENCHER 5.4.6 software and the SNPs in the genome of the UROS, IKBKE, ST14 and JAM3 genes were visualized and annotated. The UROS gene presented 16 polymorphisms for a single individual, without yielding important information. For the other genes, 3 SNPs of interest were found. The first is found in the JAM3 gene, common to seven of the eight abundant high-line animals of the bacterial genus Phascolarctobacterium. This polymorphism is not annotated in Ensembl and determines amino acid change and is found at position 9: 60706769 bp, in exon 5. The second SNP is located in the ST14 gene, exon 16. This is annotated in Ensembl (rs319985414, synonymous_variant ) and does not determine an amino acid change. It is a polymorphism present in four low line animals and four high line animals for the genus Phascolarctobacterium. The third SNP is located in the IKBKE gene, exon 8, determines an amino acid change in the protein and is found in three animals from the low line and five from the high line for the abundance of the Phascolarctobacterium genus. This SNP is annotated in Ensembl (rs707345016, missense_variant). The genetic variants in these genes could be important in the modulation and control of the intestinal microbiota. However, it is necessary to validate in a larger number of animals the association between the composition of the microbiota and the genetic polymorphisms found., [CA] La microbiota intestinal és un ecosistema complex i dinàmic amb un paper molt important en el desenvolupament de l'animal en les diferents etapes en el cicle productiu. A més, la interacció d'aquests microorganismes amb els receptors en la mucosa gàstrica influeix enlaire grau en l'expressió gènica de l'hoste. Aquest projecte parteix d'una investigació de Crespo-Piazuelo et al., (2019) on es van identificar regions genòmiques associades amb la composició de diversos gèneres bacterians. Els gens candidats del genoma porcí es van seleccionar per posició i funció per a cada gènere microbià: Streptococcus (UROS), Akkermansia (CHST12), Phascolarctobacterium (ST14, IKBKE, JAM3), i Prevotella (MAN2B2). Es va utilitzar cDNA per al gen UROS I DNA genómico per als gens CHST12, MAN2B2, ST14, IKBKE I JAM3 d'un material animal Duroc x Ibèric, 16 animals extrems per a l'abundància relativa de cada gènere microbià (8 de la línia alta, 8 de la línia baixa). Per a identificar els polimorfismes genètics ja anotats en aquests gens es va utilitzar l'aplicació BioMartTool de Ensembl Project (www.ensembl.org) per a cada gen i es va fer la corresponent predicció de l'efecte dels SNPs. Es van seleccionar preferentment SNPs d'interés que determinaven un canvi en la seqüència d'aminoàcids de la proteïna. Es van dissenyar els primers per a amplificar les regions genòmiques d'interés per mitjà de la reacció de la cadena de la polimerasa (PCR) mitjançant l'aplicació Web Primer3Plus i es van seqüenciar pel mètode Sanger. Les seqüències obtingudes es van alinear per mitjà del programari SEQUENCHER 5.4.6 i es van visualitzar i van anotar els SNPs en el genoma dels gens UROS, IKBKE, ST14 i JAM3. El gen UROS presente 16 polimorfismes per a un sol individu, sense llançar informació d'importància. Per als altres gens es van trobar 3 SNPs d'interés. El primer es troba en el gen JAM3, comú per a set dels huit animals de la línia alta en abundància del gènere bacterià Phascolarctobacterium. Aquest polimorfisme no està anotat en Ensembl i determina canvi d'aminoàcid i es troba en la posició 9:60706769 bp, en l'exó 5. El segon SNP es localitza en el gen ST14, exó 16. Aquest es troba anotat en Ensembl (rs319985414, synonymous_variant) i no determina un canvi d'aminoàcid. És un polimorfisme present en quatre animals de la línia baixa i quatre animals de la línia alta per al gènere Phascolarctobacterium. El tercer SNP es localitza en el gen IKBKE, exó 8, determina un canvi d'aminoàcid en la proteïna i es troba en tres animals de la línia baixa i cinc de la línia alta per a l'abundància del genere Phascolarctobacterium. Aquest SNP es troba anotat en Ensembl (rs707345016, missense_variant). Les variants genètiques en aquests gens podrien ser importants en la modulació i control de la microbiota intestinal. No obstant això, és necessari validar en un major nombre d'animals l'associació entre la composició de la microbiota i els polimorfismes genètics oposats.

Psychopathy is the result of a complex interaction between biological and environmental factors; both participate in the final expression of the phenotype and can modulate the variation regarding beginning, deterioration, and severity. Nevertheless, up to now it has not been possible to determine the circumscribed molecular track and its interaction with environmental factors that shape its expression. However, beyond the progresses regarding diagnostic evaluation, there are some difficulties in the construction of a neurobiological model that contributes to differentiate the antisocial behavior. That is why exploring the molecular-genetic, biochemical and hormonal mechanisms involved in the different neuro-physiological tracks modulated by candidate genes could contribute to determine significantly how the neurobiological findings impact the individual differences in the expression of psychopathy. This article aims to go in depth into those neurobiological mechanisms underlying psychopathy from the expression and regulation of the oxytocinergic system. La psicopatía es el resultado de una compleja interacción de factores biológicos y ambientales, ambos participan en la expresión final del fenotipo y pueden modular la variación en inicio, deterioro y severidad; sin embargo, hasta ahora no se han logrado determinar vías moleculares circunscritas y su interacción con los factores ambientales que modelen su expresión. No obstante, más allá de los avances en la evaluación diagnóstica, hay dificultades en la construcción de un modelo neurobiológico que contribuya a discriminar la conducta antisocial. Por lo tanto, explorar los mecanismos genético-moleculares, bioquímicos y hormonales implicados en las diferentes vías neurofisiológicas moduladas por genes candidatos, podría contribuir significativamente en determinar cómo los hallazgos neurobiológicos impactan las diferencias individuales en la expresión de la psicopatía. Este artículo tiene el propósito de profundizar en aquellos mecanismos neurobiológicos que subyacen a la psicopatía a partir de la expresión y regulación del sistema oxitocinérgico.

Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Medicina, Departamento de Farmacología. Fecha de lectura: 18-12-2020, Pablo Zubiaur Precioso benefited from a pre-doctoral fellowship during his first two years of doctoral studies (2018 and 2019), financed by the Consejería de Educación, Juventud y Deporte of Comunidad de Madrid and by the European Social Fund (scholarship number: PEJD-2017-PRE/BMD-4164)

FONDAP FONDAP CRG

La llama es el más grande de los Camélidos Sudamericanos domésticos y el más abundante en Argentina. Es una especie productora de fibra que se caracteriza por presentar una gran diversidad de colores y patrones de pigmentación. El color de la fibra tiene un impacto directo sobre su valor comercial, siendo el blanco uno de los colores más buscados. La pigmentación en los mamíferos es un proceso altamente conservado en el cual el color de capa base está dado por la relación entre eumelanina y feomelanina, controlada principalmente por los genes MC1R y ASIP. Se conoce que la producción de eumelanina en la llama está asociada a mutaciones recesivas en la región codificante de ASIP, mientas que los alelos de MC1R muestran asociación con la presencia/ausencia de pigmento. Sin embargo, aún se desconoce el mecanismo molecular que genera el fenotipo blanco. El objetivo general de esta tesis es estudiar a nivel molecular genes que intervienen en la ruta de síntesis de los pigmentos y determinar su rol en la producción del color de capa blanco en llamas. En primer lugar se realizó un estudio de los alelos de MC1R para determinar su asociación con este color. Se logró identificar el alelo dominante de la serie (alelo E) y se confirmó que MC1R*2 está asociado al blanco pero, necesariamente debe existir otro gen implicado en la producción de este fenotipo. En base a esto, se evaluaron distintas hipótesis que plantean mecanismos alternativos para la obtención del fenotipo blanco. Se estudiaron los genes KIT y MITF y los genes TYR y SLC7A11 relacionados con alteraciones en el desarrollo, la diferenciación o la migración de los melanocitos y con la dilución de melaninas o hipopigmentación, respectivamente. Para todos ellos se secuenció y se describió la región codificante y se estudiaron sus polimorfismos y su expresión en llamas con distintos fenotipos de color. No se encontraron mutaciones en ninguno de ellos que puedan ser causales del fenotipo blanco, pero se observó que todos los genes se expresaron significativamente menos en las llamas blancas respecto de las pigmentadas. Este patrón de expresión se puede explicar por la acción de ASIP. Se observó que este gen presenta una sobreexpresión en animales blancos y feomelánicos comparado con los negros. Se estudiaron las variantes transcripcionales de ASIP y se pudo determinar que la sobreexpresión es causada por un transcripto cuya región 5’UTR pertenece al gen NCOA6, sugiriendo que existe un reordenamiento de ASIP en el genoma de las llamas con los fenotipos blanco y feomelánico. Este transcripto podría corresponder al alelo de ASIP denominado Awt. Finalmente, considerando los alelos de MC1R y de ASIP se propone un modelo para la producción de los fenotipos de color de capa sólidos en la llama.

O objetivo desse trabalho foi avaliar a associação de polimorfismos genéticos do RUNX2, BMP4, BMP2, TGFβ1, EGF, SMAD6, ESR1, ESR2 e PTH com variações de tamanho de dentes permanentes. Este estudo transversal foi realizado com 110 indivíduos de ambos os sexos. Os modelos de gesso foram utilizados para medir as máximas dimensões da coroa de todos os dentes permanentes totalmente irrompidos (exceto terceiros molares) na direção mésio-distal (MD) e vestíbulo-lingual (VL). O DNA foi obtido a partir das células epiteliais da mucosa oral e os polimorfismos genéticos do RUNX2 (rs59983488 e rs1200425), BMP4 (rs17563), BMP2 (rs235768 e rs1005464), TGFβ1 (rs1800470), EGF (rs4444903), SMAD6 (rs2119261 e rs3934908), ESR1 (rs2234693 e rs9340799), ESR2 (rs1256049 e rs4986938) e PTH (rs694, rs307247 e rs6256), foram genotipados por PCR em tempo real. Os dados foram submetidos à análise estatística com nível de significância de 0,05. Os polimorfismos genéticos rs59983488, rs1200425, rs17563, rs235768, rs1005464, rs1800470, rs4444903, rs2234693, rs9340799, rs1256049 e rs4986938, rs694, rs307247 foram associados a medidas dentárias MD e VL, tanto na arcada superior quanto na inferior (p < 0,05). O polimorfismo rs2119261 foi associado a variação do tamanho dentário somente nos dentes superiores (p < 0,05). No rs6256, houve associação na medida VL do canino superior esquerdo (p < 0,05). O marcador rs3934908 não foi associado a nenhuma medida dentária (p > 0,05). Por fim, este estudo mostrou que existe uma associação entre a variação no tamanho dentário com polimorfismos genéticos no RUNX2, EGF, TGFβ1, BMP2, BMP4, SMAD6, PTH, ESR1 e ESR2 indicando um possível papel desses genes no desenvolvimento dentário. The objective of this study was to evaluate the association of genetic polymorphisms in RUNX2, BMP4, BMP2, TGFβ1, EGF, SMAD6, ESR1, ESR2 and PTH with permanent tooth size (TS) variations. This cross-sectional study was carried out with 110 individuals of both sexes. Dental casts were used to measure the maximum crown dimensions of all fully erupted permanent teeth (except third molars) in the mesiodistal (MD) and buccolingual (BL) width. The DNA was obtained from the epithelial cells of the oral mucosa and the genetic polymorphisms of RUNX2 (rs59983488 and rs1200425), BMP4 (rs17563), BMP2 (rs235768 and rs1005464), TGFβ1 (rs1800470), EGF (rs4444903), SMAD6 (rs2119261 and rs3934908), ESR1 (rs2234693 and rs9340799), ESR2 (rs1256049 and rs4986938), and PTH (rs694, rs307247 and rs6256) were genotyped by real-time PCR. The data were submitted to statistical analysis with a significance level of 0.05. The genetic polymorphisms rs59983488, rs1200425, rs17563, rs235768, rs1005464, rs1800470, rs4444903, rs2234693, rs9340799, rs1256049 and rs4986938, rs694, rs307247 were associated with MD and BL TS in the maxillary and mandibular arch (p < 0.05). The polymorphism rs2119261 was associated with variation in TS only in the upper teeth (p < 0.05). In rs6256, there was an association only in the BL width of the upper left canine (p < 0.05). The rs3934908 was not associated with any TS (p > 0.05). Finally, this study showed that there is an association between variation in TS with genetic polymorphisms in RUNX2, EGF, TGFβ1, BMP2, BMP4, SMAD6, PTH, ESR1, and ESR2 indicating a possible role of these genes in tooth development.

Orientador: Prof. Dr. Ricardo Lehtonen R de Souza Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Genética. Defesa : Curitiba, 31/03/2020 Inclui referências Resumo: A doença de Alzheimer (DA) é o distúrbio neurodegenerativo mais comum entre os idosos. A caracterização da DA consiste em comprometimento progressivo da memória e funções cognitivas, em conjunto com atrofia do hipocampo seguida pela atrofia do córtex cerebral. A DA familial, de origem genética, tem a menor frequência entre os pacientes. Já a DA esporádica, que abrange mais de 90% dos indivíduos com a doença, tem origem multifatorial e seu desenvolvimento e progressão envolvem diversas vias e patologias. A formação de placas amiloides, emaranhados neurofibrilares e neuroinflamação são citados como processos importantes no desenvolvimento e progressão da DA, porém o seu comportamento durante a doença é de difícil entendimento. Para conseguir responder melhor às questões de desenvolvimento da doença, o uso de modelo animal é de grande auxílio. Um modelo de ratos Wistar, não transgênicos, induzidos a DA por injeção intracerebroventricular (ICV) de estreptozotocina (STZ) apresenta características como comprometimento cognitivo e neuroinflamação. Dessa maneira, o objetivo desse trabalho é avaliar a alteração da expressão de oito genes envolvidos na patogênese da doença em um modelo animal da DA induzido por STZ. Foram analisados os genes ADAM10 e BACE1, envolvidos na formação de ?-amiloide; GSK3B, na constituição de emaranhados neurofibrilares; e AIF1, ABCA7, IL1B, IL6 e TNF-a, na neuroinflamação. Assim, os animais (todos machos) foram divididos em dois grupos, sendo 11 animais do grupo controle e 10 animais que receberam ICV-STZ. Todos os animais passaram por testes cognitivos, e a partir da extração de RNA do hipocampo e córtex pré-frontal (realizada 30 dias após ICV-STZ) foram realizadas PCRs quantitativas para verificação dos níveis de expressão gênica dos genes selecionados. Foi evidenciada a maior expressão de AIF1 no hipocampo dos animais induzidos por STZ (p = 1,083- 5), comprovando a existência de neuroinflamação. No mesmo grupo STZ, o aumento da expressão das citocinas pró-inflamatórias IL6 e TNF-a foi associado à memória de reconhecimento de curto prazo, por meio do teste cognitivo de reconhecimento de objeto. Uma maior dispersão da expressão gênica de ABCA7, AIF1, ADAM10, BACE1 e GSK3B no córtex pré-frontal dos animais controles foi verificada, já no grupo STZ a expressão gênica se torna mais homogênea, numa possível resposta ao estresse gerado pela toxina. A fim de verificar maiores alterações nas expressões dos genes que foram analisados, sugere-se a realização de estudos com coleta de tecidos em momentos diferentes. Portanto, além de confirmar as alterações cognitivas causadas pela STZ, nosso estudo verificou uma alteração da expressão gênica associada a essas mudanças cognitivas, o que ajuda a consolidar o uso desse modelo animal no estudo da DA e contribui para a elucidação das vias que influenciam no desenvolvimento da doença. Abstract: Alzheimer's disease (AD) is the most common neurodegenerative disorder among the elderly. The AD characterization consists of progressive impairment of memory and cognitive functions, together with hippocampus atrophy followed by cerebral cortex atrophy. Familial AD, of genetic origin, has the lowest frequency among patients. Sporadic AD, which covers more than 90% of individuals with the disease, has a multifactorial origin and its development and progression involve several pathways and pathologies. The formation of amyloid plaques, neurofibrillary tangles and neuroinflammation are cited as important processes in AD development and progress, but their behavior during the disease is difficult to understand. To be able to better answer development questions, the use of an animal model is of great help. A model of non-transgenic Wistar rats induced to AD by intracerebroventricular (ICV) injection of streptozotocin (STZ) has characteristics such as cognitive impairment and neuroinflammation. Therefore, this work objective is to evaluate the expression alteration of eight genes involved in the disease pathogenesis in an AD animal model induced by STZ. The genes ADAM10 and BACE1, involved in ?-amyloid formation, GSK3B, in neurofibrillary tangles formation, and AIF1, ABCA7, IL1B, IL6 and TNF-a, in neuroinflammation, were analyzed. Thus, the animals (all males) were divided into two groups, where 11 animals were a control group and 10 animals received ICV-STZ. All animals underwent cognitive testing, and from the RNA extraction from hippocampus and prefrontal cortex (realized 30 days after ICV-STZ), quantitative PCRs were performed for verification of expression levels of the selected genes. The highest expression of AIF1 in hippocampus of animals induced by STZ was evidenced, proving the neuroinflammation existence. In the same STZ group, the pro-inflammatory cytokines IL6 and TNF-a enhanced levels were associated with short-term recognition memory through cognitive object recognition testing. A greater dispersion of ABCA7, AIF1, ADAM10, BACE1 and GSK3B expression in the prefrontal cortex of control animals was verified, whereas in the STZ group the gene expression is more homogenized in a possible response to the stress generated by the toxin. In order to verify major changes in the expressions of the analyzed genes, the realization of studies with tissue collection in different times is suggested. So, besides the confirmation of the cognitive alterations caused by STZ, our study verified an alteration of gene expression associated to these cognitive changes, which helps consolidate the use of this animal model in the AD study and contributes to the elucidation of the pathways that influences the disease development.

La roya de la hoja, ocasionada por el hongo Puccinia triticina, es una enfermedad común en trigo (Triticum aestivum) que causa pérdidas económicas significativas. Actualmente se cuenta con variedades que presentan resistencia a razas específicas del hongo; sin embargo, el patógeno frecuentemente vence la resistencia en corto tiempo. Una estrategia alterna es la acumulación de genes de resistencia con efecto aditivo. Para lograrlo es necesario encontrar marcadores moleculares que faciliten la selección de nuevos genotipos con resistencia genética. Por lo anterior, el objetivo de esta investigación fue aislar e identificar nuevos genes para la resistencia a P. triticina a través de la generación de una biblioteca sustractiva supresiva de ADNc de la variedad resistente Monarca F2007. La respuesta general de Monarca ante la presencia del hongo fue la activación de genes que codifican principalmente proteínas relacionadas con patogénesis y con sequía moderada. La inducción de estos genes es crucial para mantener en buen estado el tejido foliar ante la infección por P. triticina. Por otra parte, se demostró que líneas de trigo resistentes a roya inducen la expresión de un mayor número de genes que las líneas susceptibles, lo que indica que pueden tener efectos aditivos. La expresión de transcritos diferenciales es un indicador de la respuesta del trigo contra la infección de la roya de la hoja y los perfiles de expresión de estos genes se pueden emplear como marcadores moleculares para la selección de genotipos con mayor resistencia.

Resumen Objetivo Identificar genes implicados en los mecanismos patogenicos de la retinopatia diabetica no proliferante, como estres oxidativo, alteracion de la matriz extracelular y/o apoptosis, para valorar el riesgo de desarrollo de la misma en una poblacion de diabeticos tipo 2 (DM2). Material y metodos Estudio de casos y controles en 81 participantes del Estudio Valencia sobre Retinopatia Diabetica (EVRD), de ambos sexos y con edades comprendidas entre los 25 y 85 anos, clasificados en: 1) grupo DM2 (n = 49), con RD (+RD; n = 14) y sin RD (−RD; n = 35), y 2) grupo control (GC; n = 32). Se realizo entrevista personal, examen oftalmologico estandarizado y extraccion de sangre que se proceso para analizar el ADN y determinar la expresion de: TP53, MMP9 y SLC23A2 en todos los participantes. El programa estadistico utilizado fue el SPSS v22.0. Resultados Los genes TP53 y MMP9 aumentaron su expresion en el grupo DM2 respecto al GC, aunque solo de manera significativa el gen MMP9 (TP53: 10,40 ± 1,20 vs. 8,23 ± 1,36, p = 0,084; MMP9: 1,45 ± 0,16 vs. 0,95 ± 0,16, p = 0,036) y el gen SLC23A2 disminuyo significativamente sus niveles en DM2 vs. GC (5,58 ± 0,64 vs. 11,66 ± 1,90, p = 0,026). Al subdividir el grupo DM2 segun presencia de retinopatia, la expresion de los genes TP53, MMP9 y SLC23A2 mostro diferencias significativas entre los grupos DM2−RD, DM2+RD y GC (TP53: 9,95 ± 1,47 vs. 11,52 ± 2,05 vs. 8,23 ± 1,36, p = 0,038; MMP9: 1,47 ± 0,20 vs. 1,41 ± 0,27 vs. 0,95 ± 0,16, p = 0,021; SLC23A2: 5,61 ± 0,77 vs. 5,51 ± 1,21 vs. 11,66 ± 1,90, p = 0,018). Conclusiones Los genes reguladores de apoptosis (TP53) e integridad de la matriz extracelular (MMP9) podrian estar implicados en la susceptibilidad para el desarrollo/progresion de la RD, asi como el gen SLC232A2 (transportador del acido ascorbico) puede comportarse como protector del riesgo de padecer/progresar en la retinopatia.

Tradicionalmente los programas de mejora del melocotón (Prunus persica (L.) Batsch) se centraron fundamentalmente en la obtención de genotipos elite de alta productividad, resistentes a plagas y patógenos, adaptados a diferentes zonas agroecológicas y que produzcan frutos de gran tamaño y buen aspecto. Como resultado, muchos de estos programas han obtenido cultivares de excelentes características agronómicas. No obstante, el mejoramiento selectivo hacia caracteres agronómicos puede ir en detrimento de la calidad organoléptica del fruto como fue demostrado en el caso de fresa y tomate donde algunos aromas se perdieron en el proceso de mejora (Klee and Giovannoni, 2011; Olbricht et al., 2008). En melocotón, la disminución de la calidad del fruto ha sido percibida por los consumidores y además es la mayor causa de insatisfacción de los mismos (Bruhn et al., 1991). Un probable consecuencia de esto puede ser el bajo consumo de melocotón en comparación con otras frutas como el plátano y la manzana (Crisosto, 2006). Estudios pioneros han establecido que el aroma es uno de los atributos principales por los cuales los consumidores juzgan la calidad del melocotón (Bruhn, 1995). El aroma está definido íntegramente por los compuestos volátiles orgánicos (VOCs) los cuales también contribuyen al sabor del fruto en combinación con azucares y ácidos orgánicos. Los volátiles del melocotón han sido estudiados con anterioridad, describiéndose un poco más de 100 compuestos incluyendo: lactonas, esteres, terpenos, aldehídos, ácidos carboxílicos y alcoholes entre otros [(Aubert and Milhet, 2007) y referencias incluidas]. La identificación de regiones génicas y genes candidatos para el control de los aromas del fruto resulta un punto fundamental para su posterior implementación en programas de mejora con el fin de obtener melocotones de mayor calidad. En este sentido nos propusimos la identificación de QTLs (del inglés ``Quantitative trait loci'') y genes candidatos involucrados en la producción de los compuestos volátiles del melocotón. El desarrollo reciente de un conjunto técnicas analíticas de mayor potencia permitió el advenimiento de una nueva plataforma tecnológica, la metabolómica, que contempla el análisis global de los metabolitos de un organismo permitiendo abordar la evaluación de calidad de una forma más exhaustiva. Dentro de ellas, la tecnología HS-SPME-GC-MS (del inglés ``Head Space-Solid Phase Microextraction-Gas Chromatography-Mass Spectroscopy'') es actualmente el método de elección para el análisis de volátiles debido a su alta sensibilidad, reproducibilidad y robustez (Tikunov et al., 2005). Además el análisis en conjunto de los datos derivados de la metabolómica con otras tecnologías de alto rendimiento para el análisis de expresión de genes, como lo son los microarrays, ha permitido el descubrimiento de genes implicados la producción de diversos metabolitos en Arabidopsis y tomate (Mounet et al., 2009; Saito and Matsuda, 2010; Carrera et al. 2012). En una primera instancia nos propusimos el desarrollo de una plataforma de alto rendimiento basada en HS-SPME-GC-MS para la identificación y cuantificación de compuestos volátiles en fruto de melocotón. Se ensayarán diferentes protocolos para la extracción de los compuestos volátiles con el fin de identificar el más adecuado (es decir el más sensible manteniendo la reproducibilidad y con una robustez satisfactoria). Una vez desarrollado un protocolo adecuado se analizará en paralelo la evolución de los compuestos volátiles y la expresión de genes mediante microarrays durante la maduración de diferentes genotipos de melocotón con el objetivo de identificar patrones comunes de co-regulación entre metabolitos y genes durante el desarrollo del fruto. Por último, se propuso la identificación de regiones génicas implicadas en la producción de volátiles mediante análisis de QTLs., Sanchez, G. (2013). Cartografiado de QTL y genes candidatos asociados a metabolitos determinantes de la calidad de fruto en melocotón [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/34511., Alfresco

Tesis para obtener el grado de Doctor en Ciencias Veterinarias, área Genética, de la Universidad de Buenos Aires, en 2015 Las razas bovinas Holando y Jersey son dos de las razas productoras de leche más importantes a nivel mundial y las principales en nuestro país. El objetivo del trabajo de tesis fue realizar un análisis exploratorio que permitiera identificar variantes alélicas asociadas a la producción de leche en un rodeo comercial con vacas Holando y cruzas Holando x Jersey. El material utilizado consistió en una base de datos de controles lecheros y registros de pedigrí de 1.859 bovinos pertenecientes a 25 familias de medias hermanas paternas de 16 tambos de la cuenca lechera central de la Argentina. A través de un abordaje con genes candidatos, todos los animales se genotipificaron para 56 SNPs de genes seleccionados por estar relacionados con características productivas y calidad de leche en bovinos mediante el sistema SNPlex®. Por otra parte, en 821 animales, se determinaron los genotipos de 12.460 SNPs incluidos en un microarreglo de mediana densidad y localizados en las regiones cromosómicas que contenían los genes candidatos seleccionados previamente. Con la información genotípica y los valores de cría (EBV) para producción de leche acumulada a 305 días durante la primera lactancia, estimados a través de un modelo lineal mixto, se realizó un análisis de asociación mediante la estrategia FASTA-GC del paquete GenABEL de R. Luego de realizar los respectivos controles de calidad de los genotipos, 10.227 SNPs se utilizaron en el análisis de asociación. Este análisis permitió la detección de 12 SNPs asociados al EBV para producción de leche en los BTAs 1, 20, 23 y 24. Por su cercanía a estos SNPs y por estar relacionados con la producción o composición de la leche, se secuenciaron regiones específicas de los genes PRMT2, BTN1A1 y S100B en 34 vacas con EBVs extremos. Con las secuencias obtenidas se exploró la presencia de polimorfismos que pudieran contribuir a las diferencias observadas en los valores de EBV para producción de leche de la población bajo estudio. Para las regiones PRMT2, BTN1A1_A y BTN1A1_B se obtuvo el 7%, el 22% y el 24% de los SNPs reportados, respectivamente, mientras que en S100B no se halló ningún SNP. Nueve de los SNPs del gen BTN1A1 generan mutaciones con cambio de sentido. Algunos de los SNPs hallados muestran diferencias apreciables de frecuencias alélicas en animales con diferentes fenotipos (bajo y alto EBV para producción de leche). Este análisis ha revelado tendencias que sería interesante estudiar en una población más numerosa, especialmente para el caso de SNPs en exones que dan lugar a un cambio en la estructura proteica que pueda afectar directamente la producción y las características composicionales de la leche. Los resultados obtenidos son de interés para la caracterización genotípica de los bovinos de Argentina de raza Holando y cruzas Holando x Jersey por cuanto la población analizada es representativa de la genética utilizada actualmente en la actividad tambera y podría constituir parte de una población de referencia para la utilización de la metodología de Selección Genómica en mejoramiento de bovinos para leche del país. Holstein and Jersey cattle breeds are two of the most important dairy breeds and the majors in our country. The aim of this study was to conduct an exploratory analysis that could identify allelic variants associated with milk production on a commercial herd with Holstein and Holstein x Jersey crossbred cows. The material used consisted in a database containing information about dairy production and pedigree records of 1,859 animals belonging to 25 half-sib families from 16 dairy farms located in the central dairy area of Argentina. Through a candidate gene approach, 1,859 animals were genotyped for 56 SNPs in selected genes, using the SNPlex® system. Those genes were selected for being related to productivity and milk quality in cattle. Moreover, in 821 animals, 12,460 SNPs genotypes included in a medium-density microarray and located in chromosomal regions containing the candidate genes selected previously, were determined. With the genotypic data and estimated breeding values (EBV) for first-lactation 305-days milk yield, estimated through a linear mixed model, an association analysis was performed using the FASTA-GC strategy of GenABEL package in R. After performing the respective genotypes quality controls, 10,227 SNPs were used in the association analysis. This analysis allowed the detection of 12 SNPs associated with EBVs for milk yield in BTAs 1, 20, 23 and 24. Due to its proximity to these SNPs and for being related to milk production or composition, specific regions of PRMT2, BTN1A1 and S100B genes were sequenced in 34 cows with extreme EBVs. The obtained sequences were used to explore the presence of polymorphisms that could contribute to the observed differences in the studied population EBVs for milk yield. For PRMT2, BTN1A1_A and BTN1A1_B regions, the 7%, 22% and 24% of the SNPs previously reported were obtained, respectively, while in S100B none SNP was found. Nine of BTN1A1 gene SNPs generate missense mutations. Some of the SNPs found showed significant differences in allele frequencies in animals with opposite phenotypes (lower and higher EBV values for milk yield). This analysis has revealed trends that would be interesting to study in a larger population, especially in the case of SNPs in coding regions that result in a change in the protein structure that may affect milk yield and compositional characteristics. The results obtained are of interest for the genotypic characterization of Argentinean Holstein and Holstein x Jersey cattle, because the studied population is representative of the genetic currently used in the dairy industry and could form part of a reference population to use the Genomic Selection methodology in dairy breeding cattle programs in the country. Instituto de Genética Fil: Raschia, Maria Agustina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; Argentina

Osteogênese imperfeita (OI) é um conjunto de displasias esqueléticas hereditárias, heterogêneas dos pontos de vista clínico e genético. A maioria dos casos resulta de defeitos no colágeno tipo 1, entretanto diversos outros genes candidatos vêm sendo descritos. Não há definição de critérios mínimos para o diagnóstico clínico de OI, portanto o diagnóstico molecular vem permitir precisão diagnóstica, e melhor compreensão fisiopatológica e prognóstica. O objetivo deste estudo foi identificar o diagnóstico molecular da OI através da análise de genes candidatos por sequenciamento paralelo em larga escala (SPLE), buscando-se associar características clínicas ao achado molecular. Para tanto, as regiões codificadoras e junções íntron-éxon dos 15 genes candidatos COL1A1, COL1A2, CRTAP, P3H1, PPIB, SERPINH1, FKBP10, PLOD2, BMP1, IFITM5, SERPINF1, WNT1, TMEM38B, SP7 e CREB3L1 foram capturadas e sequenciadas por SPLE na plataforma Illumina. Variantes genéticas raras (frequência alélica < 0,5%) com alto impacto sobre a proteína codificada foram confirmadas por sequenciamento Sanger e submetidas a análise de segregação familiar, quando possível. Variantes do número de cópias gênicas foram buscadas utilizando-se o software CONTRA e confirmadas por array citogenômico. Foram incluídos no estudo 49 indivíduos com OI, correspondendo a 30 casos isolados e 8 casos familiares, em sua maioria adultos (82%), com mediana de idade de 24 anos. O acometimento esquelético era leve em 37% dos indivíduos, moderado em 30% e grave em 33%. O SPLE foi realizado em todos os 49 pacientes da coorte, com cobertura média entre 354 a 1382 leituras, e superior a 50 em 99% das regiões-alvo. Identificou-se o diagnóstico molecular em 37 dos 38 casos (97%). Em 18 casos foram encontradas variantes em COL1A1 e em 9 casos em COL1A2, totalizando 71% dos casos com defeito no colágeno tipo 1. Variantes nos demais genes candidatos foram encontradas em 10 casos isolados: SERPINF1 (n=2), FKBP10 (n=2), PLOD2 (n=2), IFITM5 (n=1), P3H1 (n=1), TMEM38B (n=1) e WNT1 + P3H1 (n=1). Apenas uma variante de número de cópias foi encontrada (deleção dos éxons 1 e 2 de TMEM38B). Das 42 variantes encontradas, 23 já foram descritas anteriormente em associação a OI e 19 são variantes novas. As variantes em COL1A1 e COL1A2 (56% envolvendo troca de glicina) estão dispersas ao longo das proteínas e associadas a grande variabilidade fenotípica, como demonstrado pela variante COL1A2 p.(Gly772Ser) encontrada em três casos não relacionados com quadros clínicos diversos. Não foram encontradas variantes genéticas adicionais que pudessem explicar a variabilidade fenotípica. Variantes nos genes não colágenos estiveram associados a OI de maior gravidade (p=0,012), variantes em COL1A1 à manifestação de esclera azulada (p=0,009), e, dentre as variantes de COL1A1 e COL1A2, aquelas que resultaram em substituição de glicina estiveram associadas à dentinogênese imperfeita (p=0,003). Concluindo, este estudo demonstra que o diagnóstico molecular de OI por SPLE é eficaz. Frente à literatura, encontrou-se maior proporção de defeitos em genes não colágenos, que pode ser atribuída à gravidade dos pacientes incluídos ou a características da OI no Brasil, já que nossa população é pouco estudada do ponto de vista molecular. Espera-se que a precisão diagnóstica possibilitada pelo SPLE venha permitir tratamento e seguimento personalizados aos indivíduos com OI Osteogenesis imperfecta (OI) is a clinically and genetically heterogeneous group of hereditary bone dysplasias. Even though most cases result from defects in type 1 collagen, several other candidate genes are arising. There is no definition of clinical criteria for the diagnosis of OI, hence the advent of molecular diagnosis may allow diagnostic precision, and better understanding of pathophysiology and prognosis. The objective of this study was to identify the molecular diagnosis of OI through the molecular analysis of candidate genes using massively parallel sequencing (MPS), and to associate clinical manifestations to the molecular findings. For these purposes, the coding regions and exon-intron boundaries of the 15 candidate genes COL1A1, COL1A2, CRTAP, P3H1, PPIB, SERPINH1, FKBP10, PLOD2, BMP1, IFITM5, SERPINF1, WNT1, TMEM38B, SP7 and CREB3L1 were captured and sequenced in the Illumina platform. Rare genetic variants (allelic frequency < 0.5%) impacting on the codified protein were confirmed by Sanger sequencing and submitted to segregation analysis when possible. Copy number variants (CNV) were sought using CONTRA and confirmed by SNP array. Forty-nine individuals with OI were included, corresponding to 30 sporadic and 8 familial cases, being mostly adults (82%) with a median of 24 years of age. OI was mild in 37% of individuals, moderate in 30% and severe in 33%. All 49 patients were analyzed by MPS, with mean coverage ranging from 354 to 1382 reads, and > 50 depth in 99% of target regions. A molecular diagnosis was obtained in 37 out of 38 cases (97%). COL1A1 variants were found in 18 cases, and COL1A2 variants in 9 cases, meaning that 71% of cases had type 1 collagen-related OI. Variants in the other candidate genes were found in 10 sporadic cases: SERPINF1 (n=2), FKBP10 (n=2), PLOD2 (n=2), IFITM5 (n=1), P3H1 (n=1), TMEM38B (n=1) and WNT1 + P3H1 (n=1). Only one CNV was found (deletion of exons 1 and 2 of TMEM38B). Among the 42 identified variants, 23 had already been reported in association to OI and 19 are novel variants. Identified COL1A1 and COL1A2 variants (56% glycine substitution) are scattered throughout the proteins, and associated to wide phenotypic variability, as demonstrated by the COL1A2 p.(Gly772Ser) variant found in three unrelated cases with different clinical presentations. Additional genetic variants that could help explain the phenotypic variability were not found. Variants in non-collagen genes were associated to severe OI (p=0.012), variants in COL1A1 to blue sclerae (p=0.009), and, amongst COL1A1 and COL1A2 variants, those resulting in glycine substitution were associated to dentinogenesis imperfecta (p=0.003). In conclusion, this study shows that the molecular diagnosis of OI through MPS is effective. In comparison to the literature, a higher proportion of non-collagen defects was found, which can be due to the OI severity of included patients or to a peculiarity of OI in Brazil, given that our population is underrepresented in molecular studies of OI. Hopefully, the diagnostic precision enabled by MPS will allow personalized treatment and follow-up of individuals with OI

449 p. El trabajo doctoral tiene como objetivo general el estudio de la variabilidad genética de genes candidatos implicados en la producción láctea en el ganado ovino. Este objetivo se ha concretado en el estudio de la variabilidad de los genes de la oxitocina-neurofisina (OXT), de la prolactina (PRL), del receptor de la hormona del crecimiento (GHR), de la hormona de crecimiento (GH) y del exón 8 del gen de la Acil CoA:DiacilGlicerol Acetil Transferasa (DGAT1). Las muestras de ADN empleadas en los experimentos procedieron de diversas razas ovinas. Los datos registrados en la base de datos de producción proceden del control lechero oficial. Entre las conclusiones destaca que la técnica de detección de polimorfismos mediante el análisis de la conformación de las cadenas sencillas de ADN (SSCP) es eficiente para detectar variabilidad genética en genes candidatos relacionados con los caracteres de la producción de leche. Sin embargo, la sensibilidad de la técnica es variable, siendo muy eficiente en los polimorfismos de tipo inserción-deleción y menor en los SNPs. La complejidad del análisis de algunos patrones electroforéticos, la necesidad de verificación de dichos patrones mediante secuenciación y el abaratamiento de las técnicas de secuenciación han relegado a esta técnica en los últimos años

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Programa em Rede Multi-Institucional do Pró-Centro-Oeste de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biodiversidade, 2019. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). A macaúba (Acrocomia aculeata) é uma importante palmeira do Cerrado brasileiro com alto potencial para a produção de óleo vegetal. Sendo assim, a espécie tem sido alvo para o melhoramento vegetal. Esse trabalho teve como objetivo principal induzir a calogênese em macaúba, a partir de tecidos foliares de plantas adultas, e elucidar os eventos morfoanatômicos e bioquímicos, além de avaliar a expressão de genes candidatos envolvidos no processo com o objetivo de elucidar a embriogênese somática futura. Para isso, foram utilizadas folhas imaturas do palmito obtidas a partir de plantas adultas de três acessos de diferentes localidades, avaliando-se a influência da região do palmito e o seccionamento ou não do explante, além da posição do explante no meio de cultivo e a combinação de auxinas Picloram e 2,4–D na indução de calos. Na etapa de multiplicação dos calos foi testada a adição de Espermidina e Putrescina ao meio de cultivo e, para diferenciação de embriões somáticos, foram testados meios contendo diferentes concentrações de BAP combinadas com ANA e, num segundo experimento, combinações de Picloram, 2,4-D e ANA e as citocininas BAP e 2iP em concentrações pré-estabelecidas. Para a análise anatômica e bioquímica, amostras do material in vitro oriundas das diferentes etapas do processo foram avaliadas. Também foram retiradas amostras para extração de RNA para avaliação da expressão de genes candidatos em tecidos foliares e para o preparo da sonda com o gene SERK visando a hibridização in situ. Verificou-se aos 30 dias de indução maior percentual na formação de resposta dos tecidos para a formação de calo primário da região Proximal do palmito (52,5%) quando seccionado. Quando avaliado região, combinação de auxinas e posição percebeu-se que a região do palmito não interfere no percentual desta resposta em explantes posicionados horizontalmente e que, quando posicionados verticalmente, explantes da região Mediana sob efeito de 450 μM de Picloram exibem maior resposta para formação de calos (58,3%) aos 30 dias, enquanto aos 90 e 180 dias a região Distal e explantes posicionados horizontalmente apresentaram maior formação de calos. Quando foi avaliado diferentes acessos, observou-se maior formação de calos no acesso ‘Buriti Vermelho’ (13%). Os tratamentos testados no presente trabalho ainda não são suficientes para a diferenciação de calos em embriões somáticos. No entanto, foi observado que a associação de ANA+2iP e 2,4–D+BAP foram importantes para manutenção dos calos. Anatomicamente foi possível perceber a formação de calos aos 30 dias de cultivo esta relacionada aos tecidos vasculares. Os calos em meio com associação de auxinas apresentaram características celulares caracterizadas como embriogênicas. As análises bioquímicas referentes dos teores de açúcares solúveis totais evidenciaram que antes do estabelecimento da indução de calos, o acesso ‘Buriti Vermelho’ apresentou menor quantidade de açúcares solúveis totais comparativamente aos outros acessos. Além disso, o calo nodular apresentou 212,6 μg.mg-1 de matéria seca em relação ao calo alongado que exibiu 111,5 μg.mg-1. O resultado referente aos teores de amido na indução de calos nos três acessos apresentou diferenças apenas no estádio inicial, com ‘Buriti Vermelho’ apresentando maiores valores. Os resultados referentes aos teores de proteínas totais em razão do tempo de indução são maiores em todos os acessos no tempo inicial, em comparação aos 120 dias de indução. Além disso, o calo nodular apresentou maiores teores de proteínas (50,4 μg por mg de matéria seca) que o calo alongado (8,03 μg). Os genes avaliados, quanto a expressão, foram caracterizados como de desenvolvimento (SERK, OASA, EF1, ANN1) e estresse (LEA, CAT2 e MDAR5). Os resultados obtidos mostraram que todos os genes envolvidos com o desenvolvimento da planta analisados neste estudo tiveram suas expressões negativamente regulados em 0 dias de indução quando o acesso ‘Buriti Vermelho’ foi comparado com o acesso ‘Tiros’. No entanto, foi possível observar que a expressão relativa dos genes analisados nesta comparação foi positivamente regulada aos 120 DAI. Foi possível observar ainda que o gene de estresse LEA apresentou expressão aumentada no acesso ‘Tiros’, enquanto no acesso ‘Buriti Vermelho’ apresentou expressão diminuída. Já os genes CAT2 e MDAR5 apresentaram expressão aumentada significativamente nos dois acessos. A hibridização in situ demonstrou expressão nos feixes vasculares, indicando ocorrer a expressão de SERK nesta região, além da sua expressão em calos. Nesse trabalho foi demonstrado fatores envolvidos na formação de calos em macaúba, porém com necessidade de otimização das etapas finais do processo, em especial, na diferenciação de embriões somáticos. Em função dos resultados obtidos este trabalho apresenta-se como um modelo útil para a investigação dos eventos iniciais da embriogênese somática em palmeiras. Macaúba (Acrocomia aculeata) is an important Brazilian Cerrado palm tree with high potential for the production of vegetable oil. Thus, the species has been targeted for plant breeding. The main objective of this work was to induce calobenesis in macaúba from leaf tissues of adult plants and to elucidate morpho - anatomic and biochemical events, as well as to evaluate the expression of candidate genes involved in the process with the objective of elucidating future somatic embryogenesis. For that, immature leaves of the palm heart obtained from adult plants of three accessions of different localities were used, evaluating the influence of the heart region and the sectioning or not of the explant, besides the position of the explant in the culture medium and the combination of auxin Picloram and 2,4-D in callus induction. In the callus multiplication stage, the addition of Spermidine and Putrescine to the culture medium was tested and, for differentiation of somatic embryos, media containing different concentrations of BAP combined with ANA were tested and, in a second experiment, combinations of Picloram, 2,4 -D and ANA and the cytokinins BAP and 2iP in pre-established concentrations. For the anatomical and biochemical analysis, samples of the in vitro material from different stages of the process were evaluated. Samples were also drawn for RNA extraction for evaluation of candidate gene expression in foliar tissues and for the preparation of the SERK gene probe for in situ hybridization. At the 30 days of induction, a higher percentage was observed in the formation of tissue response for the primary callus formation of the proximal region of the palm heart (52.5%) when sectioned. When evaluated region, auxin and position combination it was observed that the palm heart region does not interfere in the percentage of this response in horizontally positioned explants and that, when positioned vertically, explants from the Median region under the effect of 450 μM of Picloram exhibit greater response to formation of callus (58.3%) at 30 days, while at 90 and 180 days the Distal region and explants positioned horizontally presented greater callus formation. When different accessions were evaluated, there was a higher callus formation at 'Buriti Vermelho' access (13%). The treatments tested in the present work are still not sufficient for callus differentiation in somatic embryos. However, it was observed that the association of ANA + 2iP and 2,4-D + BAP were important for callus maintenance. Anatomically, callus formation at 30 days of culture was related to vascular tissues. The callus in medium with association of auxins showed cellular characteristics characterized as embryogenic. Biochemical analyzes of total soluble sugars showed that, before the establishment of callus induction, 'Buriti Vermelho' access had a lower amount of total soluble sugars compared to other accessions. In addition, the nodular callus presented 212.6 μg.mg-1 dry matter in relation to the elongated callus that exhibited 111.5μg.mg-1. The results regarding starch content in callus induction in the three accessions presented differences only in the initial stage, with 'Buriti Vermelho' presenting higher values. The results concerning the total protein contents due to the induction time are higher in all the accesses in the initial time, compared to the 120 days of induction. In addition, nodular callus had higher protein contents (50.4 ˇg per mg of dry matter) than elongated callus (8.03 μg). The genes evaluated for expression were characterized as developmental (SERK, OASA, EF1, ANN1) and stress (LEA, CAT2 and MDAR5). The results obtained showed that all the genes involved in the development of the plant analyzed in this study had their expressions negatively regulated at 0 days of induction when the 'Buriti Vermelho' access was compared to the 'Shots' access. However, it was possible to observe that the relative expression of the genes analyzed in this comparison was positively regulated at 120 DAI. It was also possible to observe that the LEA stress gene presented increased expression in the 'Shots' access, while in the 'Red Buriti' access it presented decreased expression. On the other hand, the CAT2 and MDAR5 genes showed significantly increased expression in the two accessions. In situ hybridization demonstrated expression in the vascular bundles, indicating the occurrence of SERK expression in this region, in addition to its expression in callus. In this work, it was demonstrated factors involved in the formation of calla in macaúba, but with the need to optimize the final stages of the process, especially in the differentiation of somatic embryos. Based on the results obtained, this work presents a useful model for the investigation of the initial events of somatic embryogenesis in palm trees.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Devido a questões ambientais, o mundo tem se preocupado em desenvolver planos de mitigação de riscos. No contexto de energias alternativas, a biomassa é estudada a partir de várias espécies candidatas (cultivos energéticos dedicados). O capim-elefante tem sido uma opção notável como cultura para múltiplos usos, isto é, produtos de base biológica, co-produtos e biocombustíveis, além de ser utilizado na alimentação animal. Isto se deve principalmente a alta eficiência fotossintética, alta produção de biomassa, longevidade, rápido crescimento, ampla adaptação, propriedades químicas desejáveis e persistência. Não obstante, esforços de melhoramento são necessários para contribuir com a diversificação da matriz energética brasileira e para a produção animal. Para um melhor entendimento, no contexto bioenergético, existem empresas privadas que se instalaram no Brasil para utilizar a biomassa do capim-elefante para gerar eletricidade (por combustão da biomassa) com capacidade instalada suficiente para suprir a demanda de energética de uma cidade com 200 mil habitantes. Enquanto no contexto da alimentação animal, tem sido relatado que a digestibilidade da biomassa pode impactar no desempenho animal, uma vez que um pequeno aumento na digestibilidade da matéria seca (1%) pode aumentar os ganhos de peso diários para bovinos de corte em 3,2%. O primeiro capítulo (Compreensões genéticas da persistência do capim-elefante para fins de bioenergéticos) teve como foco a avaliação da persistência de 100 clones de capim- elefante para fins bioenergéticos, medidos em seis safras, no Brasil. Para avaliar a persistência dos clones, foi proposto um índice baseado em modelos de regressão aleatória e na distância genótipo-ideótipo. Os resultados sugeriram a existência de ampla variabilidade genética entre os clones de capim-elefante, e que as trajetórias de produtividade ao longo das colheitas geram compreensões genéticas sobre a persistência dos clones de capim-elefante e sobre a interação GxE. Um pool genético que atua sobre a produção de biomassa (independentemente da colheita) foi detectado, assim como outro pool gênico, que mostrou expressão diferencial de genes (estes genes são os principais responsáveis pela persistência dos clones). Vale ressaltar que a metodologia utilizada (modelos de regressão aleatória) é adequada para se alcançar o objetivo do trabalho, bem como pode ser aplicada com vantagens no estudo da adaptabilidade e estabilidade de qualquer cultura, quando comparados com as metodologias até agora utilizadas. O segundo capítulo (Descobrindo genes candidatos relacionados à digestibilidade da biomassa em capim-elefante) traz informações sobre o primeiro estudo de associação marcador-característica relatado para o capim-elefante. Foram comparados os modelos single-step genome-based best linear unbiased prediction (ssGBLUP - incluindo o ralacionamento genômico) e o modelo de repetibilidade simples adicionado da interação genótipos por cortes. Verificou-se que a informação genômica possibilitou acréscimos na acurácia das características de qualidade da biomassa no capim-elefante, mesmo com um pequeno número de marcadores. Foram encontrados dois marcadores SSR (single sequence repeats) associados à digestibilidade da biomassa e vários genes candidatos que possuem funções envolvidas na biossíntese de moléculas da parede celular. Esses marcadores são relevantes e seu uso pode ser crucial para acelerar o melhoramento genético do capim-elefante. Nesse sentido, identificar genes candidatos que podem ser utilizados por meio da seleção assistida por marcadores podem ajudar a desenvolver procedimentos de seleção que otimizem o melhoramento do capim-elefante para diferentes usos. Due to environmental issues the world has been concerned with developing hazard mitigation plans. In the context of alternative energies, the biomass is studied from several candidate species (dedicated energy crops). Elephantgrass has been a notable option as a multi-purpose crop, e.g. bio-based products, co-products and biofuels, besides being used for animal feeding, this is mainly due to high photosynthetic efficiency, high biomass production, longevity, rapid growth, broad adaptation, desirable chemical properties and persistence. Regardless breeding efforts are imperative to contribute to Brazilian energetic matrix and animal production. To the best of our knowledge, in the bioenergy context, there are private companies that already installed in Brazil to use elephantgrass biomass to generate electricity (by the combustion of biomass) with installed capacity sufficient to supply a city with 200 thousand inhabitants of energy demand. While in the animal feeding context, it has been reported that the biomass digestibility can impact the animal performance since a small increase in dry matter digestibility (1%) can increase the daily weight gains in 3.2% for beef cattle. The first chapter (Genetic insights into elephantgrass persistence for bioenergy purpose) focused on assessing the biomass yield persistence for bioenergy purpose of 100 elephantgrass clones measured in six growth seasons in Brazil. To assess the clones' persistence, an index based on random regression models and genotype-ideotype distance was proposed. Results suggested the existence of wide genetic variability between elephantgrass clones, and that the yield trajectories along the harvests generate genetic insights into elephantgrass clones’ persistence and G x E interaction. A gene pool that acts over the biomass yield (regardless of the harvest) was detected, as well as other gene pools, which show differences on genes expression (these genes are the major responsible for clones’ persistence).It is noteworthy that the methodology used (random regression models) is adequate to achieve the aim of the work, as well as it can be applied with advantages in the study of the adaptability and stability of any crop when compared with the methodologies until now used. The second chapter (Discovering candidate genes underlying biomass digestibility in elephantgrass) brings information about the first trait-marker association study reported for the elephantgrass. It was compared the single-step genome-based best linear unbiased prediction (ssGBLUP - including the genomic relationship) and the simple repeatability plus genotypes by cuttings interaction models. It was verified that genomic information allowed increases the accuracy for biomass quality traits on elephantgrass, even with a small number of markers. We found two SSR markers associated to biomass digestibility and several candidate genes that have functions involved in biosynthesis of cell wall molecules. These markers are relevant and their use can be crucial to accelerate the elephantgrass genetic breeding. In this sense, identify candidate genes that can be used through marker-assisted selection can help to develop selection procedures that optimize elephant grass breeding for different uses.

O objetivo deste estudo foi obter uma visão geral dos genes ativos em folhas de café arábica variedade Caturra quando submetido a vários estresses abióticos e analisar estes genes identificados in silico por meio da técnica de RT-qPCR. O material vegetal consistiu de plantas in vitro de café arábica expostos por 3 horas sob os diferentes estresses: seca - baixa umidade relativa 9%, frio 5°C, calor 40°C, alta intensidade luminosa 200 μM m-2 s-1 e aplicação exógena de ácido abscísico 10 μM. Após o período de estresse, as folhas de café foram coletadas para a extração de RNA. A preparação da biblioteca de mRNA foi feita através do kit de preparação de amostras de mRNA TruSeq Stranded da Illumina. O sequenciamento foi realizado na plataforma HiSeq 2500 (Illumina) através da técnica SBS (Sequenciamento por Síntese) pela empresa MGX - Montpellier Genomix. A análise de expressão diferencial foi realizada a partir das contagens dos reads brutos usando o pacote estatístico DESeq2. O resultado in silico apresentou um total de 17.399 genes diferencialmente expressos entre todos os estresses testados, sendo 2.217, 812, 4.263, 8.008 e 2.099 para o estresse de ABA exógeno, frio, seca, calor e estresse oxidativo, respectivamente. Utilizando esses dados, foram selecionados os genes candidatos mais expressivos nas condições de estresse, os quais foram testadas e seus perfis de expressão diferencial foram confirmados pela técnica de RT-qPCR. Através do estudo in silico deste trabalho foi possível identificar vários genes candidatos respondendo aos diferentes estresses aplicados, o que pode ajudar na compreensão do determinismo genético de tolerância aos estresses abióticos no cafeeiro. A identificação e caracterização desses genes possibilitam a realização de novos estudos da análise da expressão diferencial entre plantas cultivadas no campo e na estufa. Além disso, a prospecção da variabilidade natural utilizando diferentes materiais genéticos pode permitir a identificação e validação de polimorfismos e alelos ligados aos genes, os quais podem ser utilizados para o desenvolvimento de marcadores moleculares associados à tolerância a vários estresses abióticos.

Genetics of Schizophrenia: advances in the study of candidate genes. Schizophrenia is one of the most severe mental disorders that affect 1% of the population worldwide. It is clear that both genetic and environmental factors participate in its etiology. Nonetheless, the effort to identify susceptibility genes has been difficult and there are no unequivocal findings until now. Notwithstanding this, during the last couple of years, a group of candidate genes has been identified because of their possible role in the physiopathology or by association and linkage studies. In this article, the role of these genes is summarized as well as the results of the studies conducted in Costa Rica by our group. Rev. Biol. Trop. 52(3): 467-473. Epub 2004 Dic 15. La esquizofrenia es una de las enfermedades mentales severas que afecta a un 1% de la población mundial. Es claro que en su etiología participan factores genéticos y ambientales. Sin embargo, la identificación de genes de susceptibilidad ha sido difícil y no hay resultados inequívocos. A pesar de esto, en los últimos años se han identificado un grupo de genes candidatos por su posible fisiopatología o por estudios de asociación y ligamiento. En este artículo se revisa el papel de estos genes y los resultados de los estudios realizados en Costa Rica por nuestro grupo. Universidad de Costa Rica UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigación en Biología Celular y Molecular (CIBCM)

A macaúba (Acrocomia aculeata) é uma importante palmeira do Cerrado brasileiro com alto potencial para a produção de óleo vegetal. Sendo assim, a espécie tem sido alvo para o melhoramento vegetal. Esse trabalho teve como objetivo principal induzir a calogênese em macaúba, a partir de tecidos foliares de plantas adultas, e elucidar os eventos morfoanatômicos e bioquímicos, além de avaliar a expressão de genescandidatos envolvidos no processo com o objetivo de elucidar a embriogênese somática futura. Para isso, foram utilizadas folhas imaturas do palmito obtidas a partir de plantas adultas de três acessos de diferentes localidades, avaliando-se a influência da região do palmito e o seccionamento ou não do explante, além da posição do explante no meio de cultivo e a combinação de auxinas Picloram e 2,4?D na indução de calos. Na etapa de multiplicação dos calos foi testada a adição de Espermidina e Putrescina ao meio de cultivo e, para diferenciação de embriões somáticos, foram testados meios contendo diferentes concentrações de BAP combinadas com ANA e, num segundo experimento, combinações de Picloram, 2,4-D e ANA e as citocininas BAP e 2iP em concentrações pré-estabelecidas. Para a análise anatômica e bioquímica, amostras do material in vitro oriundas das diferentes etapas do processo foram avaliadas. Também foram retiradas amostras para extração de RNA para avaliação da expressão de genes candidatos em tecidos foliares e para o preparo da sonda com o gene SERK visando a hibridização in situ. Verificou-se aos 30 dias de indução maior percentual na formação de resposta dos tecidos para a formação de calo primário da região Proximal do palmito (52,5%) quando seccionado. Quando avaliado região, combinação de auxinas e posição percebeu-se que a região do palmito não interfere no percentual desta resposta em explantes posicionados horizontalmente e que, quando posicionados verticalmente, explantes da região Mediana sob efeito de 450 ?M de Picloram exibem maior resposta para formação de calos (58,3%) aos 30 dias, enquanto aos 90 e 180 dias a região Distal e explantes posicionados horizontalmente apresentaram maior formação de calos. Quando foi avaliado diferentes acessos, observou-se maior formação de calos no acesso ?Buriti Vermelho? (13%). Os tratamentos testados no presente trabalho ainda não são suficientes para a diferenciação de calos em embriões somáticos. No entanto, foi observado que a associação de ANA+2iP e 2,4?D+BAP foram importantes para manutenção dos calos. Anatomicamente foi possível perceber a formação de calos aos 30 dias de cultivo esta relacionada aos tecidos vasculares. Os calos em meio com associação de auxinas apresentaram características celulares caracterizadas como embriogênicas. As análises bioquímicas referentes dos teores de açúcares solúveis totais evidenciaram que antes do estabelecimento da indução de calos, o acesso ?Buriti Vermelho? apresentou menor quantidade de açúcares solúveis totais comparativamente aos outros acessos. Além disso, o calo nodular apresentou 212,6 ?g.mg-1 de matéria seca em relação ao calo alongado que exibiu 111,5 ?g.mg-1. O resultado referente aos teores de amido na indução de calos nos três acessos apresentou diferenças apenas no estádio inicial, com ?Buriti Vermelho? apresentando maiores valores. Os resultados referentes aos teores de proteínas totais em razão do tempo de indução são maiores em todos os acessos no tempo inicial, em comparação aos 120 dias de indução. Além disso, o calo nodular apresentou maiores teores de proteínas (50,4 ?g por mg de matéria seca) que o calo alongado (8,03 ?g). Os genes avaliados, quanto a expressão, foram caracterizados como de desenvolvimento (SERK, OASA, EF1, ANN1) e estresse (LEA, CAT2 e MDAR5). Os resultados obtidos mostraram que todos os genes envolvidos com o desenvolvimento da planta analisados neste estudo tiveram suas expressões negativamente regulados em 0 dias de indução quando o acesso ?Buriti Vermelho? foi comparado com o acesso ?Tiros?. No entanto, foi possível observar que a expressão relativa dos genes analisados nesta comparação foi positivamente regulada aos 120 DAI. Foi possível observar ainda que o gene de estresse LEA apresentou expressão aumentada no acesso ?Tiros?, enquanto no acesso ?Buriti Vermelho? apresentou expressão diminuída. Já os genes CAT2 e MDAR5 apresentaram expressão aumentada significativamente nos dois acessos. A hibridização in situ demonstrou expressão nos feixes vasculares, indicando ocorrer a expressão de SERK nesta região, além da sua expressão em calos. Nesse trabalho foi demonstrado fatores envolvidos na formação de calos em macaúba, porém com necessidade de otimização das etapas finais do processo, em especial, na diferenciação de embriões somáticos. Em função dos resultados obtidos este trabalho apresenta-se como um modelo útil para a investigação dos eventos iniciais da embriogênese somática em palmeiras. Made available in DSpace on 2019-12-31T00:38:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2019FilipeSathlerMeira.pdf: 9366343 bytes, checksum: d28d7c7ad5ff26c8e6bfb9b7a384e992 (MD5) Previous issue date: 2019 Tese (Doutorado em Biotecnologia e Biodiversidade - Universidade de Brasília, DF. Orientador: Jonny Everson Scherwinski-Pereira, Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia.

Simposio de Pesquisa dos Cafés do Brasil, Vitória, BRA, 08-/10/2019 - 10/10/2019; A captura direcionada de sequências acoplada ao sequenciamento de alto rendimento tornou-se um método poderoso para o estudo da variação de sequências genômicas. Usando o genoma disponível de C. canephora (tamanho estimado de 710 Mb/haplóide) como referência, projetamos sondas para 323 genes candidatos selecionados (CGs) visando capturar seus homeólogos em 293 acessos de C. canephorada Uganda, 12 clones do Brasil e um subconjunto de 19 indivíduos cobrindo todos os grupos de diversidade de C. canephora. Para um total de 324 indivíduos de C. canephora, projetamos, com sucesso, cerca de 19.000 sondas e identificamos mais de 16.000 polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) de qualidade, localizados dentro ou próximo a 318 genes anotados, gerando dados genotípicos para populações que estão localizadas em regiões que abrangem diferentes condições climáticas. Nós investigamos questões como desenho das sondas, cobertura do sequenciamento, eficiência da hibridização e captura,e estratégias de análise dos dados por bioinformática.

Orientadora: Profa. Dra. Lupe Furtado Alle Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Genética. Defesa : Curitiba, 31/10/2019 Inclui referências: p. 124-132 Resumo: As funções cognitivas são habilidades de nosso cérebro que podem ser divididas em grandes grupos como: memória, atenção, linguagem, percepção e funções executivas. Cada função cognitiva abrange domínios cognitivos diferentes que, por sua vez, também estabelecem relações entre si. Entre os domínios cognitivos estão a fluência verbal (linguagem) e a musicalidade (percepção). A fluência verbal é uma tarefa cognitiva complexa que envolve processos linguísticos, mnésicos e executivos. A musicalidade descreve os processos mentais que constituem o comportamento e a percepção musical. Ambos os domínios cognitivos necessitam de estímulo e treino para serem desenvolvidos, nesses processos a interação gene e ambiente tem papel fundamental. O objetivo desta pesquisa foi de investigar as influências de polimorfismos de sete genes candidatos na fluência verbal e na musicalidade: FOXP2, AVPR1A, SLC6A4, COMT, ITGB3, DRD2 e DRD4. A pesquisa foi realizada com 236 jovens universitários, de ambos os sexos, estudantes de diferentes áreas, de universidades públicas e particulares de Curitiba/PR, com idade entre 18 e 35 anos, que responderam a um questionário com informações pessoais. Na sequência, foram submetidos à coleta de sangue para extração de DNA por salting out e posterior genotipagem com a tecnologia SEQUENOM. Os participantes responderam aos testes de Fluência Verbal (FV) e de Percepção Musical (KARMA, 2007). Em seguida, foi realizada a prática de um coral composto por participantes que se voluntariaram para tal evento. Os resultados, depois da prática do coral, mostraram associações dos domínios cognitivos fluência verbal e musicalidade com os seguintes polimorfismos: para a variável dependente "Percepção" o rs4936270 do gene DRD2 e o rs6980093 do gene FOXP2 apresentaram p=0,03674 e p=0,02418, respectivamente. Para a variável "Articulação" no tempo de emissão da vogal /a/ o SNP rs10877968 do gene AVPR1A apresentou p=0,04953 e o rs7799109 do gene FOXP2 com p=0,02993. No tempo de emissão da vogal /u/ o rs1076560 do gene DRD2 demonstrou um valor de p=0,0441, o rs10877968 do gene AVPR1A demonstrou p=0,0495 na emissão do fonema /s/ e o rs4646316 do gene COMT apresentou p=0,0354. Nossa hipótese sobre a associação de polimorfismos genéticos nos dois domínios cognitivos foi em parte esclarecida pelos dados obtidos através dos cálculos das regressões multivariadas. Porém, estudos adicionais são necessários para elaborar a relação entre genética e os dois domínios cognitivos, musicalidade e fluência verbal. Palavras-chave: Fluência verbal. Percepção musical. Genética molecular e bioquímica. SNPs. Fonoaudiologia. Abstract: Cognitive functions are abilities of our brain that can be divided into large groups such as memory, attention, language, perception and executive functions. Each cognitive function encompasses different cognitive domains which, in turn, also establish relationships with each other. Cognitive domains include verbal fluency (language) and musicality (perception). Verbal fluency is a complex cognitive task that involves linguistic, mnetic and executive processes. Musicality describes the mental processes that constitute musical behavior and perception. Both cognitive domains need stimulation and training to be developed, in these processes the gene and environment interaction plays a fundamental role. The objective of this research was to investigate the influence of seven candidate gene polymorphisms on verbal fluency and musicality: FOXP2, AVPR1A, SLC6A4, COMT, ITGB3, DRD2 and DRD4. The survey was conducted with 236 young university students, both sexes, students from different areas, public and private universities of Curitiba / PR, aged between 18 and 35 years, who answered a questionnaire with personal information. Subsequently, they were submitted to blood collection for DNA extraction by salting out and subsequent genotyping with SEQUENOM technology. Participants answered the Verbal Fluency (VF) and Musical Perception tests (KARMA, 2007). Then, a choir composed of participants who volunteered for such an event was held. The results, after the choir practice, showed associations of the cognitive domains verbal fluency and musicality with the following polymorphisms: for the dependent variable "Perception" the rs4936270 of the DRD2 gene and the rs6980093 of the FOXP2 gene presented p = 0.03674 and p = 0, 02418, respectively. For the variable "Articulation" in the emission time of the vowel / a / the SNP rs10877968 of the AVPR1A gene presented p = 0.04953 and the rs7799109 of the FOXP2 gene with p = 0.02993. At the time of emission of the vowel / u / the rs1076560 of the DRD2 gene showed a value of p = 0.0441, the rs10877968 of the AVPR1A gene showed p = 0.0495 in the phoneme emission / s / and the rs4646316 of the COMT gene showed p = 0.0354. Our hypothesis about the association of genetic polymorphisms on the two cognitive domains was partly clarified by the data obtained through multivariate regression calculations. However, further studies are needed to elaborate the relationship between genetics and the two cognitive domains, musicality and verbalfluency. Keywords: Verbal fluency. Music perception. Molecular genetics and biochemistry. SNPs. Speech therapist.

A doença de Niemann-Pick tipo C (NP-C) é uma doença autossômica recessiva causada por mutações nos genes NPC1 ou NPC2 e se caracteriza principalmente pelo acúmulo do colesterol não esterificado no lisossomo/endossomo tardio. Aproximadamente 95% dos pacientes apresentam mutação no gene NPC1 enquanto 5% em NPC2. O gene NPC1 codifica uma glicoproteína transmembrânica de 1278 aminoácidos, com 13 domínios que reside na membrana do lisossomo/endossomo tardio. O produto do gene NPC2 é uma glicoproteína de 132 aminoácidos expressa em todos os tecidos, sendo uma proteína solúvel que se liga ao colesterol. A incidência de NP-C é estimada em 0,95 casos para cada 100.000 nascidos vivos. O objetivo geral deste trabalho foi identificar o genótipo de pacientes com NP-C, determinando a frequência de mutações comuns e caracterizando mutações novas nos genes associados à doença, e analisar variantes de sequência em genes candidatos a modificadores de fenótipo dessa doença. As mutações mais frequentemente encontradas foram p.Ala1035Val (27,3%), p.Pro1007Ala (17,0%) e p.Phe1221Serfs*20 (14,8%). Na identificação das variantes de sequência, foram identificadas 5 novas variantes potencialmente patogênicas, sendo 1 deleção pequena (p.Lys38_Tyr40del), 1 mutação do (p.Asn195Lysfs*2) e 3 mutações de ponto (p.Cys238Arg, p.Ser365Pro e p.Val694Met). Um outro subgrupo de amostras (n=34), proveniente de indivíduos com um único alelo mutante, foram submetidos a uma análise molecular mais abrangente visando a identificação de possíveis rearranjos gênicos. Os resultados obtidos confirmam os relatos que indicam uma frequência muito baixa de rearranjos gênicos associados à NP-C, pois não foi identificado nenhum paciente com perfil anormal através desse protocolo abrangente. Considerando que chaperonas diferentes foram associadas à expressão do gene NPC1, polimorfismos de nucleotídeos únicos (SNPs) nos genes que codificam a chaperona DNAJB6 e a cochaperona CHIP, ambas proteínas do sistema de controle de qualidade proteica, foram selecionados e analisados para investigar uma possível associação com variações fenotípicas de pacientes com NP-C. Essa avaliação permitiu estabelecer as frequências alélicas e genotípicas dos SNPs rs9647660, rs12668448, rs4716707 e rs6459770 (no gene DNAJB6) e o rs6597 (no gene CHIP) nos pacientes e em amostras de indivíduos normais. Os resultados obtidos permitiram comparar os grupos (pacientes e controles) e, dentro do grupo de pacientes, comparar os diferentes fenótipos, mas não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas. Além disso, foi avaliado o gene que codifica a apolipoproteína E (ApoE), uma lipoproteína envolvida no metabolismo do colesterol, que se caracteriza por apresentar 3 alelos distintos a partir de dois polimorfismos específicos (rs429358 e rs7412) no gene ApoE. As frequências alélicas de ApoE ε2, ApoE ε3 e ApoE ε4 no grupo de pacientes foi estabelecida em 6,3%, 82,9% e 10,8%, respectivamente. O genótipo mais frequente foi o ApoE ε3/ε3 (63,8%). Apesar de não terem sido encontradas diferenças estatisticamente significativas, não podemos descartar completamente o efeito da ApoE no fenótipo dos pacientes, considerando que esta proteína está presente no metabolismo do colesterol. Por fim, os dados produzidos através desse trabalho contribuem para o melhor conhecimento das bases moleculares da NP-C. Niemann-Pick type C (NP-C) disease is an autosomal recessive disease caused by mutations in the NPC1 or NPC1 genes and is mainly characterized by the storage of non-esterified cholesterol in lysosome/late endosome. Approximately 95% of patients carry mutations in the NPC1 gene while 5% in NPC2. The NPC1 gene encodes a 1278 amino acid transmembrane glycoprotein with 13 domains placed in the membrane of the lysosome/late endosome membrane. The product of NPC2 gene is a 132 amino acid glycoprotein expressed in all tissues, being a soluble protein that binds to cholesterol. The incidence of NP-C is estimated to be 0.95 cases per 100,000 live births. The general aim of this work was to identify the genotype of patients with NP-C, determining the frequency of common mutations and characterizing novel mutations in the genes associated with the disease, and analyzing sequence variants in candidate genes of phenotypic modifiers of the disease. More frequently found mutations were p.Ala1035Val (27.3%), pPro1007Ala (17.0%) and p.Phe1221Serfs*20 (14.8%). In the identification of sequence variants, 5 new potentially pathogenic variants were identified, 1 small deletion (p.Lys38_Tyr40del), 1 mutation (p.Asn195Lysfs*2) and 3 point mutations (p.Cys238Arg, p.Ser365Pro and p.Val694Met). A further subgroup of samples, from individuals with a single mutant allele, were subjected to a more comprehensive molecular analysis to identify possible gene rearrangements. Results of this work confirms previous reports that indicate a very low frequency of gene rearrangements associated with NP-C, since no patient with an abnormal profile was identified through this protocol. Considering that different chaperones were associated with NPC1 gene expression, single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the genes encoding the chaperone DNAJB6 and cochaperone CHIP, both proteins of the protein quality control system, were selected and analyzed to investigate a possible association with phenotypic variations of NP-C patients. This evaluation allowed to establish allelic and genotype frequencies of SNPs rs9647660, rs12668448, rs4716707 and rs6459770 (in the DNAJB6 gene) and rs6597 (in the CHIP gene) in samples of NP-C patients and in samples from normal individuals. Results allowed to compare both groups (patients and controls) and, within the group of patients, to compare different clinical phenotypes, but no statistically significant differences were found. In addition, the gene encoding apolipoprotein E (ApoE), a lipoprotein involved in cholesterol metabolism, was evaluated, which is characterized by 3 distinct alleles from two specific polymorphisms (rs429358 and rs7412) in the ApoE gene. The allelic frequencies of ApoE ε2, ApoE ε3 and ApoE ε4 in patient group were established as 6.3%, 82.9%, and 10.8%, respectively. The most frequent genotype was ApoE ε3/ε3 (63.8%). No statistically significant difference was found in the analysis performed. However, we cannot rule out the effect of ApoE on phenotype of patients, considering that this protein is related to cholesterol metabolism. Finally, the data produced through this work contribute to a better understanding of the molecular basis of NP-C.

Financiadora de Estudos e Projetos This thesis has been divided into three chapters for better understanding of the experiments. The first chapter refers to a brief Literature Review, with the main concepts and justifications for this work. The second chapter discusses the strategy of positional and functional candidate genes for traits of feed efficiency in Nelore cattle, and the third chapter presents a genome-wide association study for feed efficiency traits in the same population. Feed efficiency is an important production trait in beef cattle production systems. The aim of this study was to identify genes/QTLs associated with feed efficiency traits in Nelore cattle genotypes using the Illumina BeadChip BovineHD (770K) of 593 Nelore steers. The traits analyzed were: average daily weight gain (ADG), dry matter intake (DMI), feed conversion (FC), feed efficiency (FE), residual feed intake (RFI), efficiency of maintenance (EM), efficiency gain (EG), partial efficiency of growth (PEG) and relative growth rate (RGR). The first strategy discussed in this work, using candidate genes, investigated the association of Neurogenic differentiaton 1 (NEUROD1), Kv channel interacting protein 4 (KCNIP4), and Vascular endothelial growth factor C (VEGFC) genes, with production traits in the same population. Our results are in according to literature that indicate NEUROD1, KCNIP4 and VEGFC as candidate genes for feed efficiency; and this study is the first to suggest the NEUROD1 gene as a candidate for gene backfat thickness, body weigth and metabolic weight in Nelore cattle. In the genome-wide association study some QTL regions identified in this study minimally overlapped with QTL regions previously reported for feed efficiency in Bos Taurus cattle, and harbor genes with biological functions related to metabolic processes, lipid and protein metabolism, energy generation and growth. A comparison with published results indicates that different QTL and genes may be involved in the control of feed efficiency in this population of Nelore cattle. The validation of the results obtained in this work in independent populations may contribute to elucidation of the mechanisms will involved in the variation of feed consumption and specific improvement in Nelore programs. Esta tese foi dividida em três capítulos para melhor compreensão dos experimentos realizados. O primeiro capítulo refere-se a uma breve Revisão de Literatura, com os principais conceitos e justificativas para a realização deste trabalho. O segundo capítulo aborda a estratégia de genes candidatos posicionais e funcionais para características de eficiência alimentar na raça Nelore e o terceiro capítulo apresenta um estudo de associação genômica ampla para características de eficiência alimentar na mesma população. A eficiência alimentar é uma característica produtiva importante em sistemas de produção de bovinos de corte. O objetivo deste estudo foi identificar genes/QTLs associados com características de eficiência alimentar em bovinos da raça Nelore utilizando genótipos do Illumina BovineHD BeadChip (770K). As características analisadas foram: ganho de peso médio diário (GMD), consumo de matéria seca (CMS), conversão alimentar (CA), eficiência alimentar (EA), consumo alimentar residual (CAR), eficiência da mantença (EM), eficiência de ganho (EG), eficiência parcial de crescimento (EPC) e taxa de crescimento relativo (TCR). A primeira estratégia abordada neste trabalho, a de genes candidatos, investigou a associação dos genes Neurogenic differentiaton 1 (NEUROD1), Kv channel interacting protein 4 (KCNIP4), e Vascular endothelial growth factor C (VEGFC), com características produtivas nesta mesma população. Nossos resultados corroboram com resultados da literatura que indicam os genes KCNIP4 e VEGFC como genes candidatos para eficiência alimentar; e este estudo é o primeiro a sugerir o gene NEUROD1 como gene candidato para espessura de gordura subcutânea, peso médio e peso metabólico em bovinos da raça Nelore. No estudo de associação genômica, algumas regiões de QTL identificadas foram sobrepostas minimamente com regiões de QTL relatadas anteriormente para eficiência alimentar em bovinos Bos taurus, e abrigam genes com funções biológicas relacionadas com processos metabólicos, metabolismo lipídico e proteíco, geração de energia e crescimento. A comparação com os resultados publicados indicam que diferentes QTL e genes podem estar envolvidos no controle da eficiência alimentar nesta população de bovinos da raça Nelore. A validação dos resultados obtidos neste trabalho em populações independentes pode contribuir para elucidação dos mecanimos envolvidos na variação do consumo alimentar e para programas de melhoramento específicos para a raça Nelore.

La llama es el más grande de los Camélidos Sudamericanos domésticos y el más abundante en Argentina. Es una especie productora de fibra que se caracteriza por presentar una gran diversidad de colores y patrones de pigmentación. El color de la fibra tiene un impacto directo sobre su valor comercial, siendo el blanco uno de los colores más buscados. La pigmentación en los mamíferos es un proceso altamente conservado en el cual el color de capa base está dado por la relación entre eumelanina y feomelanina, controlada principalmente por los genes MC1R y ASIP. Se conoce que la producción de eumelanina en la llama está asociada a mutaciones recesivas en la región codificante de ASIP, mientas que los alelos de MC1R muestran asociación con la presencia/ausencia de pigmento. Sin embargo, aún se desconoce el mecanismo molecular que genera el fenotipo blanco. El objetivo general de esta tesis es estudiar a nivel molecular genes que intervienen en la ruta de síntesis de los pigmentos y determinar su rol en la producción del color de capa blanco en llamas. En primer lugar se realizó un estudio de los alelos de MC1R para determinar su asociación con este color. Se logró identificar el alelo dominante de la serie (alelo E) y se confirmó que MC1R*2 está asociado al blanco pero, necesariamente debe existir otro gen implicado en la producción de este fenotipo. En base a esto, se evaluaron distintas hipótesis que plantean mecanismos alternativos para la obtención del fenotipo blanco. Se estudiaron los genes KIT y MITF y los genes TYR y SLC7A11 relacionados con alteraciones en el desarrollo, la diferenciación o la migración de los melanocitos y con la dilución de melaninas o hipopigmentación, respectivamente. Para todos ellos se secuenció y se describió la región codificante y se estudiaron sus polimorfismos y su expresión en llamas con distintos fenotipos de color. No se encontraron mutaciones en ninguno de ellos que puedan ser causales del fenotipo blanco, pero se observó que todos los genes se expresaron significativamente menos en las llamas blancas respecto de las pigmentadas. Este patrón de expresión se puede explicar por la acción de ASIP. Se observó que este gen presenta una sobreexpresión en animales blancos y feomelánicos comparado con los negros. Se estudiaron las variantes transcripcionales de ASIP y se pudo determinar que la sobreexpresión es causada por un transcripto cuya región 5’UTR pertenece al gen NCOA6, sugiriendo que existe un reordenamiento de ASIP en el genoma de las llamas con los fenotipos blanco y feomelánico. Este transcripto podría corresponder al alelo de ASIP denominado Awt. Finalmente, considerando los alelos de MC1R y de ASIP se propone un modelo para la producción de los fenotipos de color de capa sólidos en la llama., Facultad de Ciencias Exactas

La pudrición del cogollo causada (PC) por el oomiceto Phytophthora palmivora es la principal enfermedad que afecta el cultivo de palma de aceite en América. Para el caso colombiano esta enfermedad ha destruido miles de hectáreas en las diferentes regiones palmeras del país sin que hasta el momento se tengan soluciones de fondo para combatir el problema. Para lograr encontrar una solución permanente a la PC es necesario estudiar las relaciones planta-patógeno en diferentes genotipos de palma para así conocer los mecanismos de resistencia que permitan acelerar el mejoramiento genético y poder obtener cultivares resistentes. Por esta razón, se planteó esta investigación con el propósito de comprender y describir la interacción palma de aceite – P. palmivora, utilizando clones de palma. El principal objetivo fue la identificación de genes de resistencia en palma a P. palmivora, para lo cual se desarrolló un método de inoculación de clones en condiciones in vitro y se utilizaron métodos macroscópicos (ensayos de tamizaje), microscópicos (discos de foliolos de clones de palma inoculados), pruebas histoquímicas como DAB (3,3,-diaminobenzidina) y bioquímicas como catalasa, peroxidasa, y Fenil amonio liasa que permitieron identificar genotipos con comportamiento contrastante (ortet 34 resistente y ortet 57 susceptible). Posteriormente se realizó un análisis transcriptómico por medio de la tecnología de secuenciación Illumina Hiseq2500 durante la fase biotrófica de la enfermedad 24, 72 y 120 horas post infección). Los datos transcriptómicos permitieron realizar la primera descripción de los mecanismos moleculares de resistencia de la palma de aceite. La expresión de genes relacionados con la resistencia fue validada por qRT-PCR en clones inoculados, dando como resultado que dichos genes pueden ser usados como posibles marcadores moleculares para determinar la respuesta de resistencia a P. palmivora de diferentes materiales genéticos y así reducir los tiempos de selección de cultivares resistentes a la enfermedad. The bud rot caused by the oomycete Phytophthora palmivora is the main disease that affects oil palm cultivation in America. In Colombia, the disease has destroyed thousands of hectares in different regions. In order to find a permanent solution to bud rot, it is necessary to study the plant-pathogen interaction in different genotypes. This research was proposed with the purpose of understanding and describing the interaction oil palm - P. palmivora, using oil palm clones. The main objective was the identification of resistance genes in oil palm to P. palmivora. A method for inoculation of oil palm clones was developed under “in vitro” condition. Macroscopic (screening assays), microscopic (clone leaf discs), histochemical (DAB) and biochemical assays such as catalase (CAT), peroxidase (POD) and phenyl amonio liase (PAL) activity assays were performed, and they allowed to identify genotypes with contrasting response (ortet 34, resistant and ortet 57, susceptible). Subsequently, a transcriptomic analysis was carried out using Illumina Hiseq2500 sequencing technology during the biotrophic phase (24, 72 and 120 hours post infection). The transcriptomic data allowed us to make the first description of the molecular mechanisms of oil palm resistance. The expression of genes related to resistance was validated by qRT-PCR in inoculated clones, giving as a result that these genes can be used as possible molecular markers to determine the resistance response to P. palmivora of different genetic materials reducing the selection times of bud rot resistant cultivars. Doctorado