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El termino farmacogenetica se aplica al estudio de la contribucion de las diferencias geneticas entre individuos a la variabilidad en la respuesta a farmacos y su objetivo es identificar la asociacion entre una caracteristica genetica y una determinada respuesta. La farmacoterapia basada en la constitucion genetica individual puede repercutir de forma importante en la reduccion de las reacciones adversas y ofrece una oportunidad evidente para una terapia mas eficaz. Esta respuesta variable se refiere habitualmente a la eficacia o a la toxicidad del farmaco y la caracteristica genetica suele ser un polimorfismo en un gen o en un determinado locus de los conocidos como SNP (single nucleotide polymorphism) que se reparten a lo largo del genoma con una periodicidad aproximada de 1 cada 1.000 pares de bases. El numero de SNP identificados se incrementa rapidamente y la informacion relativa a estos polimorfismos se puede encontrar en bases de datos online como la SNP Consortium Database (http://snp.csl.org). Para una enfermedad determinada, se pueden observar diferencias en la respuesta a un farmaco, tanto entre individuos (variabilidad interindividual), como en un paciente determinado al repetir el tratamiento (variabilidad intraindividual). En general, la variabilidad interindividual es la mayor de las dos. Entre las posibles explicaciones para esta variabilidad en la respuesta a una terapia concreta, ademas de la diferente constitucion genetica de cada individuo, se incluyen aspectos como la gravedad de la enfermedad, factores ambientales, interaccion con otros medicamentos o con otras enfermedades intercurrentes. Sin embargo, en un estudio de respuesta a un 2-adrenergico, a un glucocorticoide y a un antagonista de los leucotrienos, el analisis de la repetitividad en la respuesta definida como la fraccion de la variabilidad del total de la poblacion que resulta de las diferencias entre individuos indica que una fraccion de entre el 60 y el 80% seria de naturaleza genetica1. Los mecanismos por los cuales los polimorfismos geneticos causan diferentes respuestas a farmacos, pueden ser diferentes. En primer lugar, hay variantes geneticas asociadas con alteraciones de la absorcion, la distribucion o el metabolismo de la droga, lo que provocaria un incremento o disminucion de su accion, que puede llegar en casos extremos a alcanzar el grado de toxicidad o su inactivacion. En otros casos, determinados polimorfismos pueden estar asociados a la existencia de efectos indeseados independientes de su indicacion o accion terapeutica2. Finalmente, otro de los mecanismos por los que la respuesta puede variar entre diferentes pacientes son las variantes geneticas en la diana sobre la que actua el farmaco. Estas variaciones pueden influir en la eficacia del mecanismo fisiologico modificado por la accion del farmaco, asi como en los fenomenos de sensibilidad y taquifilaxia. Los genes relacionados con la variabilidad en la respuesta a la administracion de un determinado medicamento pueden identificarse por los mismos metodos que los relacionados con cualquier otro rasgo fenotipico: el estudio de genes candidatos y los estudios de desequilibrio de ligamiento a SNP. Los individuos portadores de un determinado alelo de un gen relacionado con una determinada respuesta al tratamiento heredan al mismo tiempo que este alelo, otras variantes especificas de SNP cercanas que constituyen un haplotipo. El fenomeno del desequilibrio de ligamiento consiste en que determinadas combinaciones de alelos en diferentes loci se encuentran con mayor frecuencia de la esperada segun una distribucion aleatoria. Estos estudios permiten la construccion de perfiles de SNP en desequilibrio de ligamiento que podran utilizarse en estudios de asociacion que permitan predecir la respuesta a un tratamiento concreto. Hasta el presente, son los estudios de genes candidatos los que se han utilizado con mayor asiduidad en la identificacion de variantes asociadas a la respuesta a la terapia antiasmatica. Requieren menor numero de muestras y de determinaciones por muestra que las anteriores y son

La dieta vegetariana higienista es un tipo de dieta vegetariana que se incluye dentro del método higienista, una de las ramas de la medicina naturista. El interés de su estudio se debe a su posible aplicación en el tratamiento y la prevención del sobrepeso, la obesidad y la dislipemia. Asimismo, la respuesta individual a los diferentes tipos de dieta, puede verse modulada por la presencia de polimorfismos genéticos. En el presente estudio se analiza la posible interacción gen*dieta entre diversos polimorfismos en genes candidatos con papel clave en el riesgo de obesidad y/o dislipemia en la respuesta a la dieta experimentada a nivel del perfil lipídico y parámetros antropométricos. En esta investigación se analiza de la influencia de una dieta vegetariana higienista caracterizada por su bajo aporte graso (23% de las Kcal diarias) a nivel de parámetros antropométricos, de composición corporal y perfil lipídico más glucemia. En la metodología destaca el seguimiento de la intervención dietética en régimen de internado estricto con pernocta durante 15 días, lo cual asegura el cumplimiento de la dieta. Se incluyeron en la muestra de población estudiada a 168 personas sanas. Se evaluó la influencia de la dieta vegetariana higienista sobre parámetros antropométricos (IMC, perímetro de cintura, perímetro de cadera, ICC, masa grasa), lipídicos (colesterol total, LDL, HDL y trigilcéridos) y glucemia. También se investigó la posible asociación basal con los parámetros antropométricos y lipídicos, así como la posible influencia en la respuesta lipídica y antropométrica a este tipo de dieta en función de la interacción con polimorfismos en genes candidatos en el perfil lipídico (rs1800588 LIPC, TaqIB CETP, rs7903146 TCF7L2) y en el riesgo de obesidad (-2548G/A LEP, R223Q RLEP, rs1801282 PPARgamma, +1564G/A PGC1alfa, rs9939609T>A FTO, rs17782313T>C MC4R, rs17300539G>A ADIPOQ). Tras el seguimiento de la dieta, se encuentran descensos significativos tanto en hombres, como en mujeres, en todos los parámetros antropométricos (peso IMC, perímetro de cintura, perímetro de cadera, ICC), pero no en el compartimento graso corporal, que aunque disminuyó no lo hizo de forma estadísticamente significativa. Del mismo modo, tras el seguimiento de la dieta se experimentaron descensos estadísticamente significativos, tanto en los hombres, como en las mujeres, en todos los parámetros lipídicos (colesterol total, colesterol LDL, colesterol HDL y triglicéridos), pero no en la glucemia, que aunque disminuyó no lo hizo de forma estadísticamente significativa. Se encontraron asociaciones a nivel basal y final de los polimorfismos estudiados con los parámetros antropométricos y con los parámetros lipídicos. Se encuentra interacción gen*dieta en cuanto al polimorfismo LIPC respecto a la trigliceridemia, también en el caso del polimorfismo en el gen LEP respecto a los cambios de colesterol LDL. También el polimorfismo en el gen TCF7L2 interactuó con la respuesta a la dieta en los parámetros antropométricos, así como el polimorfismo en el gen del PPARgamma y el polimorfismo en el gen del MC4R. Se puede cocluir que este tipo de dieta resulta útil a corto plazo para disminuir el peso corporal, IMC, perímetro de cintura, perímetro de cadera e ICC, y para reducir los niveles de colesterol total, LDL, HDL y triglicéridos. Aunque el efecto de la dieta puede verse modulado por la presencia de polimorfismos genéticos.

A doença neurodegenerativa mais comum no mundo é a doença de Alzheimer (DA), e 10% dos casos apresentam sintomas antes dos 65 anos, quase todos com associação genética, com hereditariedade autossômica dominante e penetrância entre 92 a 100% dos portadores. Na presente revisão, realizamos uma busca sobre as variantes genéticas associadas à doença de Alzheimer de início precoce (DAIP), enfatizando as características associadas mais importantes e as principais mutações já descritas. Os genes mais comumente relacionados com o surgimento da DAIP são APP, PSEN1, PSEN2 e MAPT, e mutações nestes afetam o metabolismo e a estrutura destas proteínas, resultando em acúmulos de peptídeo Aβ que causam inflamação e toxicidade no cérebro, levando à ativação da micróglia e promovendo a liberação de fatores neurotóxicos e pró-inflamatórios que aceleram a neurodegeneração. O gene PSEN1 é responsável por 70% das mutações conhecidas da DAIP, sendo a L166P associada à idade de ocorrência da doença abaixo dos 30 anos. Mutações em APP levam à agregação da proteína em placas neurodegenerativas. Todas as mutações descritas para MAPT estão associadas a um aumento dos emaranhados neurofibrilares. O polimorfismo E4 da Apolipoproteína E (APOE) influencia o aumento no risco de DAIP elevando as chances em três vezes para portadores heterozigotos e entre oito a dez vezes para os homozigotos. Apenas 5% das mutações associadas à DAIP são conhecidas, e novos estudos apresentam outros genes candidatos, bem como a importância de alterações epigenéticas na gênese desta doença.

espanolEl fallo ovarico prematuro (FOP) es un defecto ovarico primario caracterizado por la ausencia de menarquia (amenorrea primaria) o agotamiento prematuro de los foliculos ovaricos antes de los 40 anos (amenorrea secundaria). Como en el caso de menopausia fisiologica, FOP se presenta por manifestaciones tipicas del climaterio: infertilidad asociado con palpitaciones, intolerancia al calor, sofocos, ansiedad, depresion, fatiga. Esta condicion es bioquimicamente caracterizada por niveles bajos de hormonas gonadales (estrogenos e inhibinas) y altos niveles de gonadotropinas (LH y FSH) (amenorrea hipergonadotropica). Mas alla de la infertilidad, los defectos hormonales pueden causar graves consecuencias neurologicas, metabolicas o cardiovasculares y conducir a la aparicion temprana de osteoporosis. La heterogeneidad de FOP tambien se refleja en la variedad de posibles causas, que incluyen autoinmunidad, farmacos toxicos y defectos geneticos. Esta afeccion tiene un fuerte componente genetico. Las anomalias del cromosoma X (por ejemplo, el sindrome de Turner) representan las principales causa de amenorrea primaria asociada con disgenesia ovarica. A pesar de la descripcion de varios genes candidatos, la causa de FOP permanece indeterminada en la gran mayoria de los casos. El manejo incluye la sustitucion del defecto hormonal por preparaciones de estrogeno / progestina. El La unica solucion actualmente disponible para el defecto de fertilidad en mujeres con reserva folicular ausente es donacion de ovulos. EnglishPremature ovarian failure (PFO) is a primary ovarian defect characterized by the absence of menarche (primary amenorrhea) or premature depletion of the ovarian follicles before age 40 (secondary amenorrhea). As in the case of physiological menopause, FOP is presented by typical manifestations of the climacteric: infertility associated with palpitations, intolerance to heat, hot flashes, anxiety, depression, fatigue. This condition is biochemically characterized by low levels of gonadal hormones (estrogens and inhibins) and high levels of gonadotropins (LH and FSH) (hypergonadotropic amenorrhea). Beyond infertility, hormonal defects can cause serious neurological, metabolic or cardiovascular consequences and lead to the early onset of osteoporosis. The heterogeneity of FOP is also reflected in the variety of possible causes, including autoimmunity, toxic drugs, and genetic defects. This condition has a strong genetic component. X chromosome abnormalities (eg, Turner syndrome) represent the leading cause of primary amenorrhea associated with ovarian dysgenesis. Despite the description of several candidate genes, the cause of FOP remains undetermined in the vast majority of cases. Management includes replacement of the hormonal defect with estrogen / progestin preparations. The only solution currently available for the fertility defect in women with absent follicular reserve is egg donation.

O Al tóxico é um dos principais fatores limitantes ao crescimento radicular em solos ácidos, acarretando sérias limitações á produção agrícola. Estes solos estão amplamente distribuídos nas regiões tropicais e subtropicais, englobando cerca de 50% das terras agricultáveis no planeta. O desenvolvimento de genótipos tolerantes ao Al é uma alternativa sustentável para superar as limitações causadas pelos solos ácidos. A tolerância ao Al em milho é uma característica complexa, envolvendo possivelmente múltiplos genes e mecanismos, que não estão bem compreendidos até o momento. No presente trabalho, foram avaliados 36.147 marcadores SNPs gerados pela técnica de genotipagem por sequenciamento (GBS), 39 SSRs e três genes candidatos em uma população de RILs derivada do cruzamento entre duas linhagens altamente contrastantes quanto à tolerância ao Al. A associação entre marcadores e fenótipo foi realizada por meio de modelos lineares generalizados (GLM) e do mapeamento de QTLs por intervalos múltiplos (MIM), sendo identificados oito QTLs nos cromossomos 2, 3, 4, 5, 6 e 8. Um QTL de efeito maior, explicando 22% da variância genotípica da tolerância ao Al, foi identificado no cromossomo 6 (bin 6.00), corroborando com resultados previamente publicados. Nessa região, além do gene candidato ZmMATE1, dois QTLs de expressão (eQTL) foram mapeados flanqueando o gene alvo, sendo considerados como cis eQTLs. Essa região genômica foi transferida para linhagens semi-isogênicas de milho, resultando em um aumento de duas vezes na tolerância ao Al, associados com um aumento na expressão do ZmMATE1. Tais resultados validam o QTL6 como uma região genômica capaz de aumentar a tolerância ao Al em milho. O gene candidato ZmMATE2 foi co-localizado com o segundo QTL de maior efeito para a tolerância ao Al, mas não foi validado nas linhagens semi-isogências de milho. No entanto, um trans eQTL explicando 24% da variação genotípica da expressão do ZmMATE2 foi mapeado no cromossomo 3. O uso de uma elevada densidade de marcadores permitiu um aumento considerável na precisão dos QTLs identificados, cujos intervalos de confiança foram restringidos entre 1,7 e 31,7 Mb. A integração entre informações do mapa genético com distância física foi possível devido ao alinhamento das sequências dos SNP no genoma de referência do milho, outra grande vantagem dos marcadores baseados na técnica de GBS. Assim, os resultados gerados contribuem com informações relevantes que podem ser aplicadas diretamente no melhoramento assistido visando o desenvolvimento de genótipos de milho mais tolerantes ao Al. Adicionalmente, as demais regiões de QTLs associadas com buscas in silico possibilitaram elencar novos genes candidatos, que poderão ser alvos para estudos avançados contribuindo para uma melhor compreensão dos mecanismos e genesenvolvidos na tolerância ao Al em milho. The Al toxicity is a major constraint for root growth on acid soils, leading to serious limitations in crop production. These soils are widely distributed in tropical and subtropical regions, comprising about 50% of arable land on the planet. The development of Al tolerant genotypes is a sustainable alternative to overcome the limitations caused by acid soils.Aluminum tolerance is a complex trait in maize, possibly involving multiple genes and mechanisms that are still not well understood. In our current work, 36,147 SNPs based on genotyping-by-sequencing technology (GBS), 39 SSRs and three candidate genes wereassessed in a population of RILs derived from a cross between two maize lines highly contrasting for Al tolerance. Marker-trait associations were performed using generalized linear models (GLM) and multiple interval mapping (MIM), been identified eight QTL on chromosomes 2, 3, 4, 5, 6 and 8. A major QTL, explaining 22% of the genotypic variance ofAl tolerance, was mapped on chromosome 6 (bin 6.00), confirming previously published results. The candidate gene ZmMATE1 was mapped in this region, as well as two expression QTL (eQTL) flanking the target gene, which were considered as cis eQTL. This genomic region was transferred to maize near-isogenic line, resulting in a two-fold increase of Al tolerance associated with an enhanced ZmMATE1 expression. These results validated the QTL6 as capable to improve Al tolerance in maize. The candidate gene ZmMATE2 was colocated with the Al tolerance QTL5.1, but it was not validated in the lines the maize NILs. However, a trans eQTL explaining 24% of genotypic variation of ZmMATE2 expression was mapped to chromosome 3. A high density of GBS-based markers allowed a considerable precision improvement of QTL identified, whose confidence intervals were restricted from 1.7 to 31.7 Mb. Integration of genetic map information with physical genomic position was possible due to the alignment of SNP sequences in the reference maize genome, which is another great advantage of these GBS-based markers. Thus, the results generated here can be directly applied on marker-assisted breeding to develop maize genotypes with improved Al tolerance. Moreover, the other QTL regions combined with in silico search allowed to select new candidate genes to be target for advanced studies, which can contribute to a better understanding of the mechanisms and genes involved in maize Al tolerance.

La diabetes tipo 1 (DT1) es una enfermedad autoinmune causada por la destrucción de las células productoras de insulina en el páncreas. Esta destrucción está mediada por linfocitos T autorreactivos y monocitos, y además existen componentes genéticos y ambientales que influyen en la susceptibilidad a padecer la enfermedad. Dentro del componente genético, el mayor determinante de la susceptibilidad a la DT1 se encuentra en la región HLA de clase II, en la que los haplotipos asociados a la enfermedad suponen el 50% de la carga genética. Los primeros estudios de asociación de genes candidatos establecieron 5 regiones que influyen en el riesgo a padecer DT1, pero el gran avance se ha dado en los últimos cinco años con el desarrollo de los estudios de barrido genómico (GWAS) que han permitido elevar a 50 el número de regiones asociadas a la enfermedad. en nuestro estudio en población española encontramos pequeñas diferencias en la susceptibilidad a DT1 conferida por los genes HLA de clase II que podrían indicar la presencia de diferencias poblacionales. Además, describimos la influencia de cuatro regiones cromosómicas en la edad de comienzo de la enfermedad. Este resultado apoya la necesidad de incluir este tipo de análisis en el estudio general de la genética de la DT1, con el objetivo de determinar los factores genéticos que puedan actuar como “aceleradores” de la enfermedad. Entre los genes candidatos seleccionados, describimos por primera vez la asociación del gen STAT4 a la DT1. Por último, la ausencia de asociación en el único gen no relacionado con el sistema inmunitario (G6PC2) concuerda con los estudios que apoyan que la base genética de la DT1 está formada principalmente por genes relacionados con la respuesta inmunitaria y que no existen defectos genéticos en el funcionamiento de las células beta que predispongan a la enfermedad. [ABSTRACT]Type 1 diabetes (T1D) is an autoimmune disease caused by the destruction of insulinproducing cells in the pancreas mediated by autorreactive T cells and monocytes. There is a genetic and an environmental component that influences T1D susceptibility. The strongest genetic modifier is located in the class II HLA region, in which certain haplotypes carry 50% of the genetic load of the disease. The association studies of candidate genes established 5 regions associated with T1D, but a more significant progress has been made in the last five years with the development of the genome-wide association studies (GWAS), which have increased the number of T1D genetic associations to 50 chromosome regions. Our study in a Spanish population provides with some interesting differences in the T1D susceptibility conferred by the HLA class II genes that could be caused by populational differences. We also describe the influence of four chromosome regions in the age at onset of T1D, a result that supports the need for including these analyses in the general study of T1D genetics to identify genetic factors that could accelerate or delay the disease onset. Among the selected candidate genes, we describe for the first time the association of STAT4 with the disease. Finally, no association was detected in G6PC2, the only selected gene that is not related with the immune system. This result is concordant with previous studies supporting that the genetic basis of T1D is composed mainly of genes related with the immune response.

Both type 1 (PSSM1) and type 2 polysaccharide storage myopathy (PSSM2) are characterised by aggregates of abnormal polysaccharide in skeletal muscle. Whereas the genetic basis for PSSM1 is known (R309H GYS1), the cause of PSSM2 in Quarter Horses (PSSM2-QH) is unknown and glycogen concentrations not defined.To characterise the histopathological and biochemical features of PSSM2-QH and determine if an associated monogenic variant exists in genes known to cause glycogenosis.Retrospective case control.Sixty-four PSSM2-QH, 30 PSSM1-QH and 185 control-QH were identified from a biopsy repository and clinical data, histopathology scores (0-3), glycogen concentrations and selected glycolytic enzyme activities compared. Coding sequences of 12 genes associated with muscle glycogenoses were identified from whole genome sequences and compared between seven PSSM2-QH and five control-QH.Exertional rhabdomyolysis in PSSM2-QH occurred predominantly in barrel racing and working cow/roping performance types and improved with regular exercise and a low starch/fat-supplemented diet. Histopathological scores, including the amount of amylase-resistant polysaccharide (PSSM2-QH 1.4 ± 0.6, PSSM1-QH 2.1 ± 0.3, control-QH 0 ± 0, p 0.001), and glycogen concentrations (PSSM2-QH 129 ± 62, PSSM1-QH 175 ± 9, control-QH 80 ± 27 mmol/kg, p 0.0001) were intermediate in PSSM2-QH with significant differences among groups. In PSSM2-QH, abnormal polysaccharide had a less filamentous ultrastructure than PSSM1-QH and phosphorylase and phosphofructokinase activities were normal. Seventeen of 30 PSSM2-QH with available pedigrees descended from one of three stallions within four generations. Of the 29 predicted high or moderate impact genetic variants identified in candidate genes, none were present in only PSSM2-QH and absent in control-QH.Analyses of PSSM2-QH and PSSM1-QH were performed on shipped samples, controls on frozen samples.PSSM2-QH is a novel glycogen storage disorder that is not the result of a mutation in genes currently known to cause muscle glycogenoses in other species.Ambos os tipos 1 e 2 de miopatia por acúmulo de polissacarídeo (PSSM) são caracterizados por agregados de polissacarídeos anormais no músculo esquelético. Enquanto a base genética do PSSM 1 é conhecida (R309H GYS1), a causa do PSSM2 em cavalos Quarto de Milha (PSSM2-QH) é desconhecida, e a concentração de glicogênio não é definida.Identificar as características histopatológicas e bioquímicas do PSSM-QH e determinar se há uma variante monogênica em genes conhecidos por causar glicogenose.Caso controlado retrospectivo.64 PSSM2-QH, 30 PSSM1-QH e 185 QH controles foram identificados em um arquivo de dados. Informação clínica, achados histológicos (escala 0-3), concentração de glicogênio e atividade enzimática de algumas enzimas glicolíticas foram comparadas. Sequências codificadas de 12 genes associados com glicogenose muscular foram identificados nas sequências genômicas completas, e comparadas entre 7 PSSM2-QH e 5 QH controles.Rabdomiólise por exercício em PSSM2-QH ocorreu predominantemente em cavalos de corrida de tambor e cavalos de team roping/trabalho com gado, e melhorou com exercício regular e uma dieta com baixo amido e alta gordura. A escala histopatológica, incluindo a quantidade de polissacarídeos resistentes à amilase (PSSM2-QH 1.4 ± 0.6, PSSM1-QH 2.1 ± 0.3, controle-QH 0 ± 0, P 0.001), e concentrações de glicogênio (PSSM2-QH 129 ± 62, PSSM1-QH 175 ± 9, controle-QH 80 ± 27 mmol/kg, P 0.0001) foram intermediárias em PSSM2-QH com diferença significante entre grupos. Em PSSM2-QH, polissacarídeo anormal teve uma ultraestrutura menos filamentosa do que PSSM1-QH e as atividades de fosforilase e fosfofrutoquinase foram normais. Dezessete dos 30 PSSM2-QH com pedigree disponível descendiam de 1 de 3 garanhões dentro de 4 gerações. Das 29 variações genéticas preditas a terem impacto moderado ou alto como genes candidatos, nenhuma estava presente apenas em PSSM2-QH e ausente no grupo controle-QH. PRINCIPAIS LIMITAÇÕES: As análises feitas nas amostras de PSSM2-QH e PSSM1-QH foram realizadas em amostras enviadas por correio, e as amostras dos animais controles eram amostras congeladas. CONCLUSÕES: PSSM2-QH é uma nova doença por acúmulo de glicogênio que não é o resultado de uma mutação nos genes conhecidos por causarem glicogenose muscular em outras espécies.

Objetivo: Realizar una aproximación a la embriología y genética del reflujo vesicoureteral (RVU) y de la nefropatía de reflujo (NR). Reconocer los patrones de asociación familiar del RVU y tratar de ver en qué casos se deberían considerar estudios genéticos a estos pacientes y, en tal caso, qué tipo de estudios. Por último, estudiar qué tipo de asociación presentan estos dos fenómenos (RVU y NR). Métodos: Revisión bibliográfica de artículos relacionados hasta junio de 2007. Resultados: Se reconocen dos tipos de RVU primario según la presentación: aislado y sindrómico; de este último se conocen sus mecanismos de transmisión y sigue patrones de herencia mendeliana. Los estudios epidemiológicos ponen de manifiesto que el RVU aislado también presenta asociación familiar, y es objeto de estudio el patrón de herencia del mismo; la mayoría de los autores sostienen la idea de que se trata de un fenómeno genéticamente heterogéneo en el que interactúan diferentes genes y efectos medioambientales. Son múltiples los genes candidatos implicados. Las características del RVU (expresividad y penetrancia variables, resolución espontánea) hacen difícil seleccionar aquellos pacientes subsidiarios de estudio genético. A pesar del tratamiento del RVU, la incidencia de fallo renal crónico secundario al mismo no ha descendido. Algunos de los genes candidatos en estudio para el RVU se han identificado como reguladores de la embriogénesis de la yema ureteral, paso clave para el desarrollo del riñón y tracto urinario. Análisis en ratones y humanos sugieren que parte del daño renal asociado al RVU es congénito y debido a una malformación congénita; por lo que la asociación entre RVU y fallo renal puede deberse a un defecto genético del desarrollo y no a la mala evolución del paciente con RVU. La investigación en animales es un paso clave para profundizar en los conocimientos en este tema (genes candidatos y asociación de RVU con NR). Conclusiones: Es importante conocer los patrones de asociación familiar del RVU (aislado y sindrómico) para dar consejo genético cuando sea posible. Por ello, en todo paciente con RVU, son necesarias una anamnesis y exploración específicas y dirigidas. La indicación actual de estudio genético tiene limitaciones. Se realizará diagnóstico prenatal si existe RVU sindrómico con mutación conocida, expresividad fija y penetrancia completa o si las manifestaciones conllevan riesgo vital. Los datos epidemiológicos y estudios de laboratorio nos orientan a la posibilidad de nefropatía congénita asociada en casos de RVU grave.

The general objective of this work is to analyze the regulatory processes underlying flowering transition and inflorescence and flower development in grapevine. Most of these crucial developmental events take place within buds growing during two seasons in two consecutive years. During the first season, the shoot apical meristem within the bud differentiates all the basic elements of the shoot including flowering transition in lateral primordia and development of inflorescence primordia. These events practically end with bud dormancy. The second season, buds resume shoot growth associated to flower formation and development. In grapevine, the lateral meristems can give rise either to tendril or inflorescence primordia that are homologous organs. With this purpose, we performed global transcriptome analyses along the bud annual cycle and during inflorescence and tendril development. In addition, we approach the genomic analysis of the MIKC type MADS-box gene family in grapevine to identify all its members and assign them putative biological functions. Regarding buds developmental cycle, the results indicate that the main factors explaining the global gene expression differences were the processes of bud dormancy and active growth as well as stress responses. Non dormant buds exhibited up-regulation in functional categories typical of actively proliferating and growing cells (photosynthesis, cell cycle regulation, chromatin assembly) whereas in dormant ones the main functional categories up-regulated were associated to stress response pathways together with transcripts related to starch catabolism. Major transcriptional changes during the dormancy period were associated to the para/endodormancy, endo/ecodormancy and ecodormancy/bud break transitions. Global transcriptional analyses along tendril and inflorescence development suggested that these two homologous organs share a common transcriptional program related to cell proliferation functions. Both structures showed a progressive decrease in the expression of categories such as cell-cycle, auxin metabolism/signaling, DNA metabolism, chromatin assembly and a cluster of five transcripts belonging to the GROWTH-REGULATING FACTOR (GRF) transcription factor family, that are known to control cell proliferation in other species and determine the size of lateral organs. However, they also showed organ specific transcriptional programs that can be related to their differential organ structure and function. Tendrils showed higher transcription of genes related to photosynthesis, hormone signaling and secondary metabolism than inflorescences, while inflorescences have higher transcriptional activity for genes encoding transcription factors (especially those belonging to the MADS-box gene family). Further analysis along inflorescence development evidenced the relevance of additional functions likely related to processes of flower development such as fatty acid and lipid metabolism, jasmonate signaling and oxylipin biosynthesis. The transcriptional analyses performed highlighted the relevance of several groups of transcriptional regulators in the developmental processes studied. The expression profiles along bud development revealed significant differences for some MADS-box subfamilies in relation to other plant species, like the members of the FLC and SVP subfamilies suggesting new roles for these groups in grapevine. In this way, it was found that VvFLC2 and VvAGL15.1 could participate, together with some members of the SPL-L family, in dormancy regulation, as was shown for some of them in other woody plants. Similarly, the expression patterns of the VvFLC1, VvFUL, VvSOC1.1 (together with VvFT, VvMFT1 and VFL) genes could indicate that they play a role in flowering transition in grapevine, in parallel to their roles in other plant systems. The expression levels of VFL, the grapevine LEAFY homolog, could be crucial to specify the development of inflorescence and flower meristems instead of tendril meristems. MADS-box genes VvAP3.1 and 2, VvPI, VvAG1 and 3, VvSEP1-4, as well as VvBS1 and 2 are likely associated with the events of flower meristems and flower organs differentiation, while VvAP1 and VvFUL-L (together with VvSOC1.1, VvAGL6.2) could be involved on tendril development given their expression patterns. In addition, the biological function ofVvAP1 and VvTFL1A was analyzed using a gene silencing approach in transgenic grapevine plants. Our preliminary results suggested a possible role for both genes in the initiation and differentiation of tendrils. Finally, the genomic analysis of the MADS-box gene family in grapevine revealed differential features regarding number and expression pattern of genes putatively involved in the flowering transition process as compared to those involved in the specification of flower and fruit organ identity. Altogether, the results obtained allow identifying putative candidate genes and pathways regulating grapevine reproductive developmental processes paving the way to future experiments demonstrating specific gene biological functions. RESUMEN El objetivo general de este trabajo es analizar los procesos regulatorios subyacentes a la inducción floral así como al desarrollo de la inflorescencia y la flor en la vid. La mayor parte de estos eventos cruciales tienen lugar en las yemas a lo largo de dos estaciones de crecimiento consecutivas. Durante la primera estación, el meristemo apical contenido en la yema diferencia los elementos básicos del pámpano, lo cual incluye la inducción de la floración en los meristemos laterales y el subsiguiente desarrollo de primordios de inflorescencia. Estos procesos prácticamente cesan con la entrada en dormición de la yema. En la segunda estación, se reanuda el crecimiento del pámpano acompañado por la formación y desarrollo de las flores. En la vid, los meristemos laterales pueden dar lugar a primordios de inflorescencia o de zarcillo que son considerados órganos homólogos. Con este objetivo llevamos a cabo un estudio a nivel del transcriptoma de la yema a lo largo de su ciclo anual, así como a lo largo del desarrollo de la inflorescencia y del zarcillo. Además realizamos un análisis genómico de la familia MADS de factores transcripcionales (concretamente aquellos del tipo MIKC) para identificar todos sus miembros y tratar de asignarles posibles funciones biológicas. En cuanto al ciclo de desarrollo de la yema, los resultados indican que los principales factores que explican las diferencias globales en la expresión génica fueron los procesos de dormición de la yema y el crecimiento activo junto con las respuestas a diversos tipos de estrés. Las yemas no durmientes mostraron un incremento en la expresión de genes contenidos en categorías funcionales típicas de células en proliferación y crecimiento activo (como fotosíntesis, regulación del ciclo celular, ensamblaje de cromatina), mientras que en las yemas durmientes, las principales categorías funcionales activadas estaban asociadas a respuestas a estrés, así como con el catabolismo de almidón. Los mayores cambios observados a nivel de transcriptoma en la yema coincidieron con las transiciones de para/endodormición, endo/ecodormición y ecodormición/brotación. Los análisis transcripcionales globales a lo largo del desarrollo del zarcillo y de la inflorescencia sugirieron que estos dos órganos homólogos comparten un programa transcripcional común, relacionado con funciones de proliferación celular. Ambas estructuras mostraron un descenso progresivo en la expresión de genes pertenecientes a categorías funcionales como regulación del ciclo celular, metabolismo/señalización por auxinas, metabolismo de ADN, ensamblaje de cromatina y un grupo de cinco tránscritos pertenecientes a la familia de factores transcripcionales GROWTH-REGULATING FACTOR (GRF), que han sido asociados con el control de la proliferación celular y en determinar el tamaño de los órganos laterales en otras especies. Sin embargo, también pusieron de manifiesto programas transcripcionales que podrían estar relacionados con la diferente estructura y función de dichos órganos. Los zarcillos mostraron mayor actividad transcripcional de genes relacionados con fotosíntesis, señalización hormonal y metabolismo secundario que las inflorescencias, mientras que éstas presentaron mayor actividad transcripcional de genes codificantes de factores de transcripción (especialmente los pertenecientes a la familia MADS-box). Análisis adicionales a lo largo del desarrollo de la inflorescencia evidenciaron la relevancia de otras funciones posiblemente relacionadas con el desarrollo floral, como el metabolismo de lípidos y ácidos grasos, la señalización mediada por jasmonato y la biosíntesis de oxilipinas. Los análisis transcripcionales llevados a cabo pusieron de manifiesto la relevancia de varios grupos de factores transcripcionales en los procesos estudiados. Los perfiles de expresión estudiados a lo largo del desarrollo de la yema mostraron diferencias significativas en algunas de las subfamilias de genes MADS con respecto a otras especies vegetales, como las observadas en los miembros de las subfamilias FLC y SVP, lo cual sugiere que podrían desempeñar nuevas funciones en la vid. En este sentido, se encontró que los genes VvFLC2 y VvAGL15.1 podrían participar, junto con algunos miembros de la familia SPL-L, en la regulación de la dormición. De un modo similar, los patrones de expresión de los genes VvFLC1, VvFUL, VvSOC1.1 (junto con VvFT, VvMFT1 y VFL) podría indicar que desempeñan un papel en la regulación de la inducción de la floración en la vid, como se ha observado en otros sistemas vegetales. Los niveles de expresión de VFL, el homólogo en vid del gen LEAFY de A. thaliana podrían ser cruciales para la especificación del desarrollo de meristemos de inflorescencia y flor en lugar de meristemos de zarcillo. Los genes VvAP3.1 y 2, VvPI, VvAG1 y 3, VvSEP1-4, así como VvBS1 y 2 parecen estar asociados con los eventos de diferenciación de meristemos y órganos florales, mientras que VvAP1 y VvFUL-L (junto con VvSOC1.1 y VvAGL6.2) podrían estar implicados en el desarrollo del zarcillo dados sus patrones de expresión. Adicionalmente, se analizó la función biológica de los genes VvAP1 y VvTFL1A por medio de una estrategia de silenciamiento génico. Los datos preliminares sugieren un posible papel para ambos genes en la iniciación y diferenciación de los zarcillos. Finalmente, el análisis genómico de la familia MADS en vid evidenció diferencias con respecto a otras especies vegetales en cuanto a número de miembros y patrón de expresión en genes supuestamente implicados en la inducción de la floración, en comparación con aquellos relacionados con la especificación de identidad de órganos florales y desarrollo del fruto. En conjunto, los resultados obtenidos han permitido identificar posibles rutas y genes candidatos a participar en la regulación de los procesos de desarrollo reproductivo de la vid, sentando las bases de futuros experimentos encaminados a conocer la funciones biológicas de genes específicos.

espanolGossypium barbadense L. ¨algodon nativo¨, especie originaria del Peru, de gran valor etnobotanico y de alto potencial industrial en el sector textil por presentar diferentes colores y tonalidades, y por ende no requerir de tintes; viene desapareciendo al igual que muchas de sus variedades, poseedoras de genes candidatos, que permitirian el mejoramiento de muchas variedades comerciales. La investigacion se centro en determinar la propagacion in vitro de G. barbadense “algodon nativo” de fibra marron. Las semillas procedieron del distrito de San Benito, Contumaza, Cajamarca-Peru. La fase experimental se desarrollo en el Laboratorio de Biotecnologia del Instituto de la Papa y Cultivos Andinos. Se empleo un diseno en bloques completamente al azar. Para el establecimiento in vitro se sembro nudos en medio MS (1962), suplementado con diferentes concentraciones de acido naftalenacetico (ANA) y 6 bencilaminopurina (BAP), los cuales constituyeron los tratamientos (T). Los resultados obtenidos fueron analizados estadisticamente con la prueba ANOVA y TUKEY, encontrandose diferencias estadisticamente significativas. Se concluye que para la propagacion in vitro de G. barbadense ¨algodon nativo¨ de fibra marron, las concentraciones 0,5 mg.L-1 de ANA y 2 mg.L-1 de BAP, son las mas adecuadas. EnglishGossypium barbadenseL. "native cotton", a species native to Peru, of great ethnobotanical value and high industrial potential in the textile sector by presenting different colors and shades, and therefore do not require dyes; has been disappearing like many of its varieties,possessing candidate genes that would allow the improvement of many commercial varieties. The research focused on determining the in vitropropagation of G. barbadense"native cotton"of brown fiber.The seeds came from the San Benito district, Contumaza, Cajamarca-Peru. The experimental phase was developed in the Biotechnology Laboratory of the Institute of Potato and Andean Crops. A completely randomized block design was used. For in vitro establishment, knots were seeded in MS medium (1962), supplementedwith different concentrations of naphthalenacetic acid (ANA) and 6 benzylaminopurine (BAP), which constituted the treatments (T). The results obtained were statistically analyzed with the ANOVA and TUKEY test, finding statistically significant differences. It is concluded that for the in vitropropagation of G. barbadense"nativecotton" of brown fiber, the concentrations 0.5 mg.L-1 of ANA and 2 mg.L-1 of BAP are the most adequate.

ResumoA influência da herança genética tem sido cada vez mais investigada nas afecções do ombro, como a lesão do manguito rotador, instabilidade e ombro congelado. Ainda que os achados iniciais sejam pouco esclarecedores, é necessário construir progressivamente um banco de marcadores genéticos para catalogar perfis genômicos que, mais adiante, poderão contribuir para a previsão do risco da doença, desenvolvimento de melhores ferramentas de diagnóstico e tratamento. O presente artigo busca atualizar o que há de evidências de estudos genéticos na literatura para essas doenças, desde análises de polimorfismos, expressão de genes candidatos em tecidos e estudos de associação genômica ampla (GWAS, na sigla em inglês). Porém, é necessário apontar que existe grande dificuldade na replicação e utilização dos achados, principalmente em razão da falta de poder estatístico, da alta taxa de resultados falso-positivos e da grande quantidade de variáveis envolvidas.

The quantitative real-time polymerase chain reaction is a widely used method for gene expression analysis requiring carefully selected reference genes to ensure data validity. Regardless of several studies on gene expression bivalves and particularly Crassostrea gigas, has not been fully investigated regarding the evaluation of reference genes suitable for normalization of expression analysis. In this study, five candidate reference genes: actin, β tubulin, α subunit of elongation factor 1, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and 28S ribosomal RNA were analyzed, to determine the most suitable reference genes, after of Crassostrea gigas spat were fed with Gymnodinium catenatum and Prorocentrum lima in mixed and compared to non-toxic diet Isochrysis galbana. The results showed that β-tub and ef-1α were the most stable genes for oysters feed with a mixed diet of P. lima and I. galbana. The gapdh and 28S rRNA were the most stable genes for oysters feed with G. catenatum and I. galbana. In addition, the selection of optimal reference genes during dinoflagellates exposure was verified by analyzing the expression level of trypsin and cytochrome c oxidase I target genes. Our study could be beneficial for future studies on gene expression in C. gigas.RESUMENLa reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa en tiempo real es un método ampliamente utilizado para el análisis de expresión génica, requiere genes de referencia cuidadosamente seleccionados para garantizar la validez de los datos. A pesar de los estudios sobre expresión génica en bivalvos y particularmente en Crassostrea gigas, existe escasa información sobre la evaluación de los genes de referencia adecuados para la normalización del análisis de expresión. En este estudio se analizaron cinco genes candidatos de referencia: actina, β tubulina, subunidad α del factor de elongación 1, gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa y ARN ribosomal 28S, para determinar los genes más adecuados, en juvenilesde Crassostrea gigas alimentado con una dieta mixta de Gymnodinium catenatum y Prorocentrum lima en comparación con una dieta no tóxica de Isochrysis galbana. Los resultados mostraron que β tub y ef1 α fueron los genes más estables para C. gigas alimentado con una dieta mixta de I. galbana y P. lima; los genes más estables para los ostiones alimentados con I. galbana y G. catenatum fueron gapdh y 28S rRNA. Además, la selección de los genes de referencia durante la exposición a dinoflagelados tóxicos se verificó analizando el nivel de expresión de los genes blanco tripsina y citocromo c oxidasa I. El presente estudio será de gran utilidad para futuros estudios sobre análisis de expresión génica en juveniles de C. gigas.

La tecnología Crispr/Cas es una técnica novedosa que utiliza unas guías y una proteína (Cas9) para dirigirse a zonas elegidas del ADN y cortar y provocar mutaciones, lo que permite editar secuencias génicas a voluntad. Tiene muchas aplicaciones en la mejora vegetal al permitir modificar cualquier carácter. En muchas especies, se utiliza la técnica de transformación con Agrobacterium tumefaciens para introducir la construcción Crispr/Cas en la célula de la planta. La optimización del protocolo de transformación es clave para la obtención de mutantes, que pueden ser de enorme validez en la mejora de cultivos con importancia económica. El proceso implica varios pasos de cultivo in vitro. El objetivo de este trabajo es: ¿ Evaluar el tejido óptimo para la transformación de las especies modelo Nicotiana benthamiana, Petunia hybrida y Antirrhinum majus ¿ hojas o hipocotilo ¿ Optimizar el protocolo de transformación de hojas e hipocotilos ¿ Optimizar las condiciones in vitro para la generación de callos y tallos ¿ Evaluar genes candidatos posiblemente involucrado en la formación de callos por RT-PCR. Escuela Técnica superior de Ingeniería Agronómica Universidad Politécnica de Cartagena

RESUMEN: Los factores genéticos que confieren susceptibilidad a la migraña crónica (MC) y los mecanismos biológicos subyacentes son, a día de hoy, desconocidos. Existen varios factores ambientales que se relacionan con un mayor riesgo de MC, entre los cuales se encuentran los eventos vitales estresantes. Los mecanismos epigenéticos, que han adquirido un creciente interés en el estudio de la cronificación de la migraña, tienen el potencial de vincular las influencias del ambiente con cambios en la expresión de genes que podrían modificar el fenotipo de la enfermedad. En este estudio se realizó un análisis de la metilación de determinados genes candidatos en pacientes con MC, migraña episódica (ME) y controles sanos, y se investigó la frecuencia del trastorno por estrés postraumático (TEPT) en migrañosos. Los resultados muestran diferencias en la metilación de algunos de estos genes en sujetos con MC y ME, que podrían constituir mecanismos adaptativos, facilitadores o atenuadores, del dolor y estrés crónicos, y revelan una frecuente comorbilidad entre el TEPT y la migraña, sobre todo MC, que sugiere la necesidad de un abordaje específico en estos pacientes y respalda el estudio de las vías de estrés en la migraña. ABSTRACT: Genetic factors that confer susceptibility to chronic migraine (CM) and underlying biological mechanisms are currently unknown. There are several environmental factors related to an increased risk of CM, including stressful life events. Epigenetic mechanisms, that have gained growing interest in the study of migraine chronification, have the potential to link environmental influences with changes in gene expression that could modify disease phenotype. In this study, a methylation analysis of some candidate genes was performed in patients with CM or episodic migraine (EM) and healthy controls, and the frequency of post-traumatic stress disorder (PSTD) in migraineurs was investigated. Results show differences in the methylation level of some genes in CM and EM subjects, which could constitute adaptive, facilitating or attenuating mechanisms of chronic pain and stress, and also show a frequent comorbidity between PSTD and migraine, especially CM, which suggests the need for a specific approach in these patients and supports the study of stress pathways in migraine.

Orientadores: Fabio Marcio Squina, André Ricardo de Lima Damásio Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Atualmente, a busca por fontes renováveis de energia e matéria prima é constante devido tanto aos recorrentes problemas ambientais, quanto aos econômicos e sociais resultantes do uso contínuo de combustíveis fósseis. A utilização da biomassa lignocelulósica, por sua vez, apresenta-se como uma oportunidade sustentável, visando à produção de biocombustíveis pela fermentação da celulose e hemicelulose e a possível valorização da lignina para produção de compostos de alto valor agregado. O uso da lignina, contudo, ainda é bastante limitado, sendo esta geralmente incinerada para a produção de energia. Esta fração da biomassa corresponde a um polímero de estrutura complexa, sendo composto por diversas moléculas aromáticas, como, por exemplo, o ácido ferúlico. Alguns microrganismos produzem as chamadas enzimas ligninolíticas, as quais são responsáveis tanto pela degradação polimérica da lignina, quanto por sua assimilação e conversão. Nesse sentido, a descoberta de novas linhagens de microrganismos ligninolíticos juntamente com a compreensão dos seus respectivos sistemas enzimáticos são essenciais para impulsionar os processos de valorização da lignina. Desta forma, o presente trabalho caracterizou uma levedura isolada a partir de um consórcio microbiano cultivado com fragmentos de lignina. Esta levedura, nomeada Rhodosporidium fluviale LM-2 apresenta um genoma de 50,7 Mb com 17.942 genes. Dentre os genes codificadores de proteínas, destaca-se a presença e superexpressão de enzimas ligninolíticas como peroxidases e beta-eterase, bem como de enzimas relacionadas ao metabolismo de aromáticos, como a descarboxilase de ácidos fenólicos (phenolic acid decarboxilase-PDC). Esta última, converte o ácido ferúlico a 4-vinil guaiacol (4-VG), composto de alto valor agregado usado em indústrias alimentícias. Visando a uma aplicação biotecnológica, foram selecionados dois genes candidatos (Rf_PDC_A e Rf_PDC_B) da levedura R. fluviale LM-2 codificadores da enzima PDC para expressão recombinante em Saccharomyces cerevisiae. A linhagem recombinante expressando Rf_PDC_B produziu mais 4-VG do que a linhagem parental quando cultivada em meio rico contendo ácido ferúlico e em meio mínimo contendo hidrolisado lignocelulósico. Neste trabalho, em suma, empregou-se uma combinação de estratégias ômicas as quais permitiram a descrição de vias enzimáticas importantes para a degradação da lignina, sendo que uma delas foi aplicada para produção de biocomposto a partir de resíduos agroindustriais Abstract: Currently, the search for renewable sources of energy and raw material is constant, due to recurrent environmental, economic, and social problems resulting from the continuous use of fossil fuels. The use of lignocellulosic biomass, in turn, presents itself as a sustainable opportunity, aiming at the production of biofuels through the fermentation of cellulose and hemicellulose and the possible valorization of lignin to produce compounds with high added value. However, the use of lignin is still limited, and it is usually burned for energy. Lignin is a polymer with a complex structure composed of several aromatic compounds, such as ferulic acid. Some microorganisms have ligninolytic enzymes responsible for the depolymerization of lignin, as well as the assimilation and conversion of aromatic compounds. Discovering new ligninolytic strains and understanding their enzyme system is essential to improve lignin valorization. In this sense, this work characterized a yeast isolated from a microbial consortium cultured with lignin fragments. This yeast, called Rhodosporidium fluviale LM-2, has a genome of 50.7 Mb with 17,942 genes. Among the protein-coding genes, there is the presence and overexpression of ligninolytic enzymes, such as peroxidases and beta-etherase, as well as enzymes related to the metabolism of aromatic compounds, such as phenolic acid decarboxylase (PDC). This enzyme converts ferulic acid into 4-vinyl guaiacol (4-VG), a high value-added compound used in the food industry. Thus, aiming at a biotechnological application, two genes (Rf_PDC_A and Rf_PDC_B) from R. fluviale LM-2 that encode the PDC enzyme were selected for expression in the yeast model Saccharomyces cerevisiae. The recombinant strain S. cerevisiae Ethanol Red™ expressing the Rf_PDC_B gene increased 4-VG production compared to the parental strain when cultivated in rich medium containing ferulic acid and in minimal medium containing lignocellulosic biomass hydrolyzate. In summary, a combination of omics strategies described important enzymatic pathways for lignin degradation, one of which was applied to the production of bioproducts from agro-industrial residues Doutorado Bioquímica Doutora em Biologia Funcional e Molecular FAPESP 2017/08166-6 CAPES 001

El lupus eritematoso sistémico (LES) es una enfermedad autoinmune crónica multisistémica en cuya etiopatogenia participan factores genéticos. El análisis de los patrones de expresión ligados a mecanismos principalmente inmunológicos puede ser empleado con perspectiva diagnóstico-terapéutica. El objetivo es conocer los genes de predisposición al LES que son candidatos a estar diferencialmente expresados y clasificarlos según su mecanismo molecular. Se realizó una revisión narrativa de la literatura en las bases de datos de PubMed, Embase, Scopus y Web Of Science. Uso del recurso informático RAYYAN-Intelligent Systematic Review para el manejo de los artículos encontrados y para realizar el cribado de los títulos y resúmenes. Lectura a texto completo de una muestra seleccionada de 50 artículos y evaluación de su calidad mediante la herramienta Q-Genie. Como resultado se aprecia que los genes candidatos a estar diferencialmente expresados en pacientes con LES pueden clasificarse según los siguientes mecanismos: vía del TLR, procesos de inflamación, firma del IFN de tipo I, firma de los granulocitos, firma del neutrófilo, alteraciones vinculadas al sistema del complemento, vía NFκβ, firma de los linfocitos T y respuesta Th17, firma de los linfocitos B, Ig y CDs, sistema del HLA de clase II, muerte celular, actividad telomerasa, reparación del ADN, receptores hormonales, metabolismo de xenobióticos e inactivación del cromosoma X. Se han identificado alteraciones epigenéticas relacionadas con la metilación, los miARN y lncARNs con efectos sobre múltiples genes. El análisis genético está dirigido hacia el estudio del genotipo y de la expresión génica mediante técnicas basadas en PCR y en secuenciación. De los 50 estudios revisados, 37 presentaban buena calidad y 13 calidad moderada. En conclusión, se puede decir, que en la etiopatogenia del LES intervienen diversos genes relacionados con diferentes mecanismos moleculares cuya clasificación permite caracterizar firmas genéticas de la enfermedad. Estos hallazgos pueden ser empleados en el futuro con perspectiva diagnóstica y terapéutica, favoreciendo un abordaje de la enfermedad basado en una medicina de precisión o personalizada., Grado en Medicina

Weeds are one of the greatest threats to faba bean (Vicia faba L.) production and herbicide application is known to be the most efficient weed control method. However, the susceptibility of the current cultivars to post emergence herbicide applications impose a limitation for weed control in faba bean. Therefore, the deployment of postemergence herbicide tolerance is desirable in faba bean. To address this, a set of 130 faba bean accessions were screened for their response to the recommended dosages of two herbicides, metribuzin at 250 g a.i. ha−1 and imazethapyr at 75 g a.i. ha−1 at Marchouch and Terbol stations during four seasons between 2014 and 2018. The herbicide damage score along with other phenological and yield related traits were recorded and analyzed to evaluate the effects of post emergence herbicide application on the tested accessions and to select the herbicide tolerant ones. Tolerance to metribuzin and imazethapyr in eight faba bean accessions was confirmed as no significant reduction in grain yield resulted from the herbicide application. Moreover, in the aim to identify superior and broad adapted herbicide tolerant faba bean genotypes and to identify the most discriminating environments for herbicide screening, 37 accessions with different levels of tolerance to the recommended dosages of metribuzin and imazethapyr were selected to further evaluate the performance and stability of their plant height and grain yield across different environments (location x season x herbicide treatment). Data collected at Marchouch and Terbol during four seasons between 2014 and 2019 were used and the evaluation was based on the following stability parameters: cultivar superiority, static stability, Wricke’s eco-valence and Finlay and Wilkinson’s regression model. Differences observed in the genotypes ranking suggest that the evaluation of performance and stability of herbicide tolerant faba beans should be based on a combination of stability parameters. Genotype * environment biplot analysis indicated that the environments representing the metribuzin treatment at Marchouch 2014–2015 and the non-treated treatment at Terbol 2018–2019 are the ideal environments for evaluating faba bean genotypes. Biplots showed also that the metribuzin and imazethapyr tolerant accession IG12983 is the ideal genotype as he showed good and stable plant height and grain yield performance across the environments. Finally, to identify molecular markers associated with key genes imparting tolerance to herbicides the same set of accessions phenotyped before was genotyped using genotyping by sequencing (GBS). The GBS yield 10,794 high quality single nucleotide polymorphisms (SNPs). 10 and 14 SNPs highly associated with phenological and yield related traits under herbicide treatments were identified after conducting Single-trait and Multi-trait Genome Wide Association Studies (GWAS) respectively. Genomic sequences containing herbicide tolerance associated SNPs were aligned against the NCBI database using BLASTX tool and default parameters to annotate candidate genes underlying the causal variants. SNPs from acidic endochitinase, LRR receptor-like serine/threonine-protein kinase RCH1, probable serine/threonine-protein kinase NAK, malate dehydrogenase, photosystem I core protein PsaA and MYB-related protein P-like were significantly associated with herbicide tolerance traits. The identified SNPs will facilitate and fasten the efficient and effective development of herbicide tolerant cultivars and can be used for introgressing herbicide tolerance into desired agronomic background. Las malas hierbas se consideran como mayor amenaza para la producción de las habas (Vicia faba L.) ya que no se dispone de métodos efectivos de control adecuados particularmente en el estado de postemergencia. En un intento de mejorar la tolerancia a los herbicidas de postemergencia más comunes, se evaluó durante cuatro años la respuesta de una colección de 130 accesiones de habas a las dosis recomendadas de metribuzin (250 g i.a. ha−1) e imazetapir (75 g i.a. ha−1) en condiciones de campo en las estaciones experimentales de Marchouch (Marruecos) y Terbol (Líbano). Estos trabajos han permitido confirmar la tolerancia de ocho accesiones a metribuzin y a imazetapir. Asimismo, se ha estudiado la estabilidad de componentes del rendimiento de 37 accesiones de habas con diferentes niveles de tolerancia a las dosis recomendadas de ambos herbicidas en diferentes ambientes (localidad x año x tratamiento con herbicida). Los resultados mostraron que la estabilidad de la respuesta en habas tolerantes a herbicidas se basa en una combinación de efectos. Los análisis de interacción Genotipo*Ambiente mostraron el tratamiento con metribuzin en Marchouch 2014-2015 y el control sin herbicida en Terbol 2018-2019 son los ideales para evaluar los genotipos de habas con tolerancia a herbicidas. La accesión IG12983 tolerante a ambos herbicidas mostró una altura de planta y rendimiento de grano altos y estables en todos los ambientes. Finalmente, la colección de habas fue genotipada por secuenciación (Genotyping by Sequencing “GBS”), resultando en la identificación de 10.794 polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) de alta calidad. El análisis de asociación (Genome Wide Association “GWAS”) permitió la identificación de 10 y 14 SNP altamente asociados con tolerancia a los herbicidas, según se analizara por un solo o por múltiples caracteres, respectivamente. Las secuencias genómicas que contenían SNP asociados con la tolerancia a los herbicidas se alinearon con la base de datos del NCBI utilizando y la herramienta BLASTX y parámetros predeterminados para anotar los genes candidatos subyacentes a las variantes causales. Los SNP de la endoquitinasa ácida, la serina/treonina-proteína quinasa RCH1 similar al receptor LRR, la probable serina/treonina-proteína quinasa NAK, la malato deshidrogenasa, la proteína PsaA del núcleo del fotosistema I y la “MYB”- relacionada con proteína “P-like” se asociaron significativamente con los caracteres de a tolerancia a herbicidas. Estos SNP identificados permitirán acelerar el desarrollo eficiente y eficaz de cultivares tolerantes a herbicidas.

Trabajo fin de máster presentado en la Universidad de La Rioja, Máster en Química y Biotecnología.--Calificación: 7.9, [ES] La variedad de vid Tempranillo (Vitis vinifera L.) es una de las más cultivadas en la producción de vino tinto en España debido a las cualidades de las uvas y que influirán en la calidad final del vino. Las características en la composición de las bayas vienen determinada por diferentes parámetros como la diversidad varietal o las condiciones de cultivo. Las previsiones realizadas dentro del cambio climático se caracterizan, entre otros parámetros, por un aumento de las temperaturas y se ha observado un adelanto en el ciclo fenológico durante la maduración de las bayas de vid. La aceleración en los procesos de maduración provoca la reducción de la acidez, del contenido en compuestos fenólicos y una mayor acumulación de azúcares en las bayas. Esto se traduce en la obtención de vinos con un mayor grado alcohólico y baja intensidad de color. La exploración de la diversidad intravarietal de la vid nos permite la selección clonal de individuos mejor adaptados a las condiciones climáticas previstas, siendo una importante herramienta en el campo de la viticultura para la adaptación de esta industria a los procesos del cambio climático. En este trabajo se han analizado las progenies obtenidas por autofecundación de dos clones de tempranillo TT-807 y TT-1084 caracterizados por presentar un ciclo fenológico largo y elegidos por su posible adaptación al cambio climático. Por un lado se han estudiado dos genes candidatos, seleccionados en un análisis transcriptómico y cuyos polimorfismos se estiman responsables de la duración del ciclo fenológico. Para ello, las autofecundaciones de TT-807 y TT-1084 se han genotipado por PCR Tetra-ARMS del gen VIT_17s0000g05120 y por PCR RFLP del gen VIT_06s0004g07060 respectivamente. Por otro lado, se ha analizado la variación en el contenido de azúcar y pH de las bayas entre envero y madurez de individuos disponibles de cada autofecundación. Por último, se ha intentado establecer una relación entre los distintos genotipos y la aceleración fenológica, esta asociación confirmaría el papel que tienen estos genes como responsables del carácter ciclo largo. Las técnicas empleadas han demostrado ser alternativas viables a la secuenciación para la detección de Polimorfismo de un Solo Nucleótido (SNPs). Los resultados muestran que plantas con fechas más tempranas de envero producen bayas con mayor º Brix y pH, y que el polimorfismo del gen candidato del clon TT-807 parece estar relacionado con el carácter ciclo largo mientras que el gen del clon TT-1084 no parece presentar esta relación. Sin embargo, durante este trabajo el número de plantas con datos disponibles fue limitado. Esto, junto a la necesidad de generar grupos de individuos comparables entre sí, ha resultado en un tamaño muestral pequeño, suponiendo una de las principales limitaciones de este trabajo. Por tanto, estos resultados, han de tomarse como preliminares, poniendo de manifiesto la necesidad de continuar con estudio., [EN] Tempranillo c.v. (Vitis vinifera L.) is one of the most cultivated for red wine production in Spain due to the qualities of the grapes, which influence of the wine quality. The characteristics and berry composition are determinated by different parameters such as varietal diversity or growing conditions. The forecasts made about climate change are characterized, within other parameters, by an increase of temperatures, and an advance of the phenological cycle was observed during the ripening of vine berries. The ripening acceleration causes reductions of acidity and content of phenolic compounds, and a increase of sugars accumulation in the berries. This changes translates into wines with a higher alcoholic strength and low intensity of color. The varietal diversity exploration of the vine, allows the clonal selection of plants which are better adapted to the anticipated climatic conditions, being an important tool in the field of viticulture for the adaptation of this industry to the processes of climate change. In this work, the progeny obtained by self-fertilization of two tempranillo clones, TT-807 and TT-1084 were analyzed, which were previously characterized by having a long phenological cycle and they were chosen for their possible adaptation to climate change. On the one hand, two candidate genes were studied, which were selected in a transcriptomic analysis and whose polymorphisms are estimated to be responsible for the duration of the phenological cycle. For it, the TT-807 and TT1084 self-fertilization progeny were genotyped, by Tetra-ARMS PCR of the VIT_17s0000g05120 gene, and by PCR RFLP of the VIT_06s0004g07060 gene, respectively. On the other hand, the variation of sugar content and pH of the berries of available individuals from each self-fertilization progeny, were analyzed, between veraison and ripening. Finally, it was made an attempt to establish a relationship between the different genotypes and the phenological acceleration. This association would confirm the role that these genes have as responsible for the long cycle character. The techniques used proved to be viable alternatives to sequencing for detection of Single Nucleotide Polymorphism (SNPs). The results show that plants with earlier veraison dates produce berries with higher º Brix and pH, and that the alternative polymorphism of candidate gene of TT-807 clone seems to be related to the long cycle character, while the gene of TT-1084 clone does not present this relationship. However, the number of plants with available phenological data was limited. This, and the need to generate groups of comparable individuals, turned out in a small sample size, which is the principal limitation of this work. Therefore, these results must be taken as preliminary, highlighting the need to further study.

Ao longo do curso da evolução estruturas carnosas diferenciadas nas sementes, comumente denominadas como \"arilo\", são descritas em diversas espécies e podem ser consideradas tegumentos supranumerários. Além de funcionarem como atrativos para agentes dispersores e representarem uma característica relevante para classificação botânica, tais estruturas podem apresentar propriedades de valor agronômico em algumas espécies. Botanicamente, a nomenclatura dessas estruturas é definida de acordo com as distintas origens anatômicas que apresentam e pouco se sabe sobre os mecanismos moleculares envolvidos no surgimento das mesmas uma vez que são ausentes nas espécies modelo mais estudas até o momento. Maracujá (Passiflora edulis) e romã (Punica granatum) são conhecidas por seu valor medicinal e nutritivo. Ambas apresentam estruturas carnosas conspícuas, nas quais ocorre o acúmulo de suco, tornando-as importantes culturas no setor agroindustrial. O presente trabalho caracterizou o desenvolvimento morfoanatômico das estruturas carnosas presentes nas sementes de P. edulis e P. granatum, as quais possuem origens anatômicas e formação distintas, apesar de apresentarem a mesma função biológica. Adicionalmente, para o melhor entendimento do controle molecular da identidade e formação do arilo em P. edulis, analisou-se o padrão de expressão de genes candidatos, conhecidamente cruciais para o desenvolvimento do óvulo e de seus tegumentos em Arabidopsis, através das técnicas de hibridização in situ e RT-qPCR. A associação de estudos morfoanatômicos e estudos de moleculares é fundamental, pois gera informações temporais e espaciais sobre os padrões de expressão gênica, o que auxilia a elucidar as vias regulatórias que levam à diferenciação celular e morfogênese ao longo do desenvolvimento. A detecção dos ortólogos de INO, PHB e WUS ao longo do desenvolvimento dos óvulos e sementes de P. edulis indicou a conservação dos mecanismos moleculares descritos em espécies modelo. Mais importante, a presença de transcritos destes genes no arilo, indica que os ortólogos em P. edulis estão envolvidos na determinação de sua identidade e que seu desenvolvimento envolve mecanismos também presentes no desenvolvimento de tegumentos, dando indícios de homologia entre essas estruturas. Juntamente com as informações e recursos moleculares disponíveis para algumas espécies de Passiflora, os resultados obtidos neste trabalho, evidenciam o potencial da utilização destas espécies como modelo para estudos do desenvolvimento do arilo. Adicionalmente, servem de subsídio para estudos futuros, incluindo, por exemplo, a transformação genética utilizando os genes analisados neste trabalho, entre outros, visando melhor caracterizar suas funções em Passiflora e contribuir com estudos filogenéticos e evolutivos dessas inovações morfológicas During the course of evolution fleshy structures differentiated from seeds and are commonly referred to as \"aril\". These are described in several species and can be considered as supernumerary teguments. In addition to its role in attracting seed dispersal agents and representing a relevant characteristic for botanical classification, such structures may present properties of agronomic value in some species. Botanically, the nomenclature of these structures is defined according to their anatomical origins and little is known about the molecular mechanisms involved in their initiation, since these are absent in the currently most studied model species. Passion fruit (Passiflora edulis) and pomegranate (Punica granatum) are known for their medicinal and nutritional values. Both species present conspicuous fleshy structures that are responsible for the production of juice, which makes them agriculturally important crops. The present work characterized the morphoanatomical development of the fleshy structures present in the seeds of P. edulis and P. granatum, which have different anatomical origins and formation, despite the same biological function. In addition, for the better understanding of the molecular control of aril identity and formation in P. edulis the expression patterns of candidate genes, known to be crucial for ovule and integument development in Arabidopsis, was analysed by in situ hybridization and RT-qPCR. The association of morphoanatomical and molecular studies is of great importance since it generates spatio-temporal information about gene expression patterns, helping to elucidate the regulatory pathways that lead to cell differentiation and morphogenesis throughout development. The detection of INO, PHB and WUS orthologs during ovule and seed development in P. edulis indicates the conservation of molecular mechanisms described in model species. More importantly, the presence of transcripts of these genes in arils indicates that the orthologs in P. edulis are involved in determining aril identity and that its development involves the same mechanisms present in the development of integuments, suggesting a homology between the structures. Along with the information and molecular resources available for some species of Passiflora, the results obtained with this work show the potential of these species as a model for studies of aril development. Additionally, these support future studies, such as genetic transformation using the genes analysed in this work, aiming to better characterize their functions in Passiflora and contribute with phylogenetic and evolutionary studies of these morphological innovations

Orientadores: Anete Pereira de Souza, Luciana Rossini Pinto Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) está entre as espécies de maior importância econômica no mundo, constituindo uma das principais fontes de produção de açúcar e álcool. Apesar de o Brasil ocupar posição de destaque, como o maior produtor mundial, os níveis de produtividade são considerados baixos. A obtenção de novas variedades de cana-de-açúcar, mais produtivas e resistentes a pragas e doenças, é um processo que consome vários anos até o lançamento para o plantio comercial. O desenvolvimento de mapas de ligação pode contribuir significativamente para os programas de melhoramento, principalmente na localização de genes associados a características agronômicas de interesse. Os bancos de dados de seqüências expressas (ESTs-database) oferecem uma oportunidade para a construção de mapas funcionais, os quais servem de base para a estratégia de genes candidatos (Candidate-gene approach). O projeto de seqüenciamento de ESTs (SUCEST) do programa Genoma da FAPESP já identificou cerca de 40 mil clusters que representam os genes de cana-de-açúcar. Deste modo, o mapeamento de ESTs pode ser conduzido pela análise do polimorfismo no comprimento de restrição (RFLPs) utilizando os ESTs como sondas de hibridização. Tendo em vista os avanços que serão alcançados no melhoramento genético da cana-de-açúcar com a exploração das informações contidas nos bancos de dados de ESTs, este projeto teve como objetivo mapear ESTs relacionados a genes de interesse em cana-de-açúcar, utilizando-os como sondas em ensaios de RFLP em uma progênie derivada do cruzamento entre duas variedades précomerciais de cana-de-açúcar. Assim é importante ressaltar que o presente projeto complementa um programa de mapeamento genético molecular de duas variedades pré-comerciais de cana-de-açúcar, e outro, de mapeamento de QTL¿s associados a características de interesse agronômico, utilizando como marcadores as seqüências produzidas pelo projeto SUCEST Abstract: Sugarcane (Saccharum spp.) is the species that has the greatest economic importance in the world, as it is one of the main sources of sugar and alcohol production. Although Brazil is the biggest producer of this crop - participating with 25% of world production, the productivity levels are considered low. The acquisition of new sugarcane varieties, which are more productive and resistant to plagues and illnesses, is a lengthy process that takes years until the launching of the commercial crops. Linking map development can contribute significantly towards improvement programs, mainly in the localization of genes associated to the agronomical traits of interest. The expressed sequence tag (ESTs) database offers a chance for the construction of functional maps, which serve as a base for the Candidate-gene approach. The EST sequence project (SUCEST) of the FAPESP Genome program has already identified about forty thousand clusters that represent sugarcane genes. In this way, EST mapping can be led by the restriction fragment length polimorfism (RFLPs) analysis using the ESTs as hibridization probes. In view of the advances that will be reached in sugarcane genetic improvement with the exploration of the information contained in the EST database, the aim of this project is to map ESTs related to sugarcane interest genes using them as probes in the RFLP assays in a lineage derived from the crossing between two sugarcane commercial crosses. The present project complements a molecular genetic mapping program; and another QTL mapping, associates the agronomics traits, using the sequences produced for the SUCEST project as markers Mestrado Genética Vegetal e Melhoramento Mestre em Genética e Biologia Molecular

Orientador: Marcelo Falsarella Carazzolle Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Moniliophthora perniciosa é o fungo basidiomiceto responsável pela doença vassoura-de-bruxa, que atinge árvores de cacau (Theobroma cacao), comprometendo seriamente a produção de cacau ao ser introduzido no estado da Bahia. O fungo é categorizado em três biótipos de acordo com o grupo de hospedeiros que infecta. O biótipo-C infecta espécies do gênero Theobroma enquanto o S do gênero Solanum, sendo que a progressão da doença é muito similar em ambos os biótipos. Por último, o L tem lianas como hospedeiro, porém com modo de vida endofítico, não causando sintomas aparentes da doença. Este trabalho investigou o genoma de diversas amostras dos três biótipos em busca de evidências que poderiam explicar as diferenças na patogenicidade e especificidade de hospedeiro. Para isto sequenciamos o genoma de 18 amostras de M. perniciosa e 4 de M. roreri, espécie irmã e também fitopatógena de cacau. Reconstruindo a filogenia da espécie, tivemos indicação de que o biótipo-L divergiu do ancestral de Moniliophthora anteriormente aos outros, e que o biótipo-S seria um grupo parafilético, em que aparentemente há dois subgrupos separados geograficamente. De maneira geral, verificamos que os genomas dos três biótipos de M. perniciosa apresentam um perfil muito parecido, com pouca variação no número e, notavelmente, sequência de genes. A alta presença de retrotransposons, por outro lado, aparenta ser importante para a evolução da espécie e pode ter contribuído no processo de especialização à diversos hospedeiros. Análises que se baseiam na busca de genes sob efeito da seleção positiva nos indicou diversos genes candidatos que podem ter alta relevância na especificidade de hospedeiros dos biótipos C e S, tendo papel na quebra da resistência do hospedeiro através de processos como evasão do sistema imune ou neutralização de componentes de defesa. Estudos futuros são necessários para explorarmos outros aspectos da biologia dos biótipos, mas o projeto é um passo importante para entendermos melhor como se dá a infecção deste fungo, caracterizando diferenças entre os biótipos e possíveis alvos que podem futuramente ser utilizados no desenvolvimento de métodos para a combater a doença Abstract: The fungus Moniliophthora perniciosa is a basidiomycete responsible for the Witches' Broom disease in cacao trees (Theobroma cacao), compromising cocoa beans production after it was introduced in Bahia state. The fungus is classified in three biotypes, according to the group of hosts it can infect. The C-biotype infects species from the genus Theobroma and the S-biotype, from Solanum, both of which shows very similar disease progression. At last, liannas are the host of L-biotype, but this one lives as an endophytic, nor causing any classical symptoms from the disease. This study investigated the genome of many samples from the three biotypes searching for evidences that could explain the differences in pathogenicity and host specificity. We sequenced the genome of 18 samples of M. perniciosa and 4 of M. roreri, a sister species that also can infect cacao trees. After reconstructing the phylogeny of the species, we found indications that the L-biotype diverged from the Moniliophthora ancestral before the others, and that the S-biotype is actually a paraphyletic group, in which apparently there are two subgroups geographically separated. Overall we found that the genome of the three biotypes of M. perniciosa have a very similar profile, showing low variation of number and, notably, sequence of genes. On the other side, it seems that the frequent presence of retrotransposons is important for the evolution of the species and may have contributed for the specialization process to expand the host range. Analyses that are based on the search for gene under the effect of positive selection suggested many candidate genes that may be highly relevant in the host specificity of S- and C- biotypes, having a role in breaking the host resistance through events like evasion from immune system or defenses neutralization. Future studies are required to explore other aspects of the biotypes biology, but this project is an important step for us to understand the nature of this fungus infection, describing differences between the biotypes and possible targets that may be used in the future in developing new methods to combat the disease Mestrado Bioinformática Mestre em Genética e Biologia Molecular CAPES

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Botânica, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2016. No Brasil, o feijão-caupi é considerado uma das espécies alimentares mais cultivadas no Norte e Nordeste. Constitui um dos mais importantes componentes da dieta alimentar proteica e energética das populações rurais dessas regiões, é citada como fonte de folatos uma vitamina pertencente ao grupo vitaminas hidrossolúveis do complexo B9. As moléculas de folatos são formadas por três grupos funcionais: pterina, ácido para-aminobenzoico (pABA) e de um a oito resíduos de gluatamato. Em plantas, a primeira reação de produção de folatos é catalisada pela ação da gch1, que fornece instruções para a produção da enzima GTP ciclohidrolase 1, esta enzima está envolvida na primeira etapa da produção de folatos em plantas, produzindo a pterina, enquanto o precursor de pABA é sintetizado no cloroplasto. O objetivo do presente trabalho foi a quantificação do teor de folatos em 50 genótipos de feijão-caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp.], disponibilizados pelo banco de germoplasma da Embrapa Meio-Norte (Piauí, Brasil), International Institute of Tropical Agriculture (IITA) (Oyo State, Nigéria) e Ahmadu Bello University (Zária, Nigéria). Além disso, estudou-se a correlação dos teores de folatos e os níveis de expressão do gene Vugch1, que codifica para a GTP ciclohidrolase 1, enzima considerada chave na rota de síntese de pterinas, um precursor de folatos. Os genótipos foram plantados em casa de vegetação e as sementes imaturas foram coletadas com 10, 15, 20 e 25 dias após a antese. O maior nível de expressão de Vugch1 foi observado em sementes coletadas 20 dias após a antese. Com as análises realizadas em sementes maduras constatou-se que houve uma variação no teor de folatos entre 177 a 780 μg/100g (Pingo de Ouro e Yarwaja, respectivamente) nos genótipos estudados, valores estes bem acima dos encontrados na literatura para o feijão-caupi. Confirmou-se a correlação entre a expressão do gene Vugch1 e a variação no teor de folatos. Com esses resultados, existe a possibilidade de avaliar os genótipos mais adequados para utilização de programas de melhoramento genético com variedades de feijão-caupi que possuam maior concentração no teor de folato. Espécies silvestres têm sido exploradas como fonte de alelos de tolerância para o melhoramento genético vegetal de várias culturas. O parental silvestre do amendoim, Arachis duranensis, é um genótipo que apresenta alta adaptabilidade ao déficit hídrico e foi utilizado em um ensaio de dry drown para sequenciamento do transcriptoma. A análise in silico e a validação por RT-qPCR de genes diferencialmente expressos auxiliaram na identificação de genes candidatos associados à resposta a seca. Dentre eles, uma proteína LEA mostrou-se positivamente regulada mediante a esse estresse. Sabe-se que proteínas LEA se comportam como chaperonas e são encontradas em abundância em tecidos sob dessecação, diante disso, o objetivo desse trabalho foi caracterizar, clonar e introduzir esse gene via transgenia em planta modelo (Arabidopsis thaliana) para compreender os efeitos da sua superexpressão. O gene foi inserido em plantas de A. thaliana, ecotipo Columbia 0, utilizando o método de floral dip e os eventos em homozigose (geração T3) foram testados. As linhagens foram plantadas em placas de meio MS com 150 mM de NaCl e 200 mM de manitol, separadamente, além de outro grupo que foi plantado em meio MS e colocado em temperaturas extremas (-18°C por uma hora e 37°C por oito horas). Foram calculadas as taxas de sobrevivência e o teor de açúcares solúveis totais de cada amostra/ensaio. O teste de seca também foi feito, onde a irrigação foi suspensa por 15 dias e foram feitas análises de área foliar, teor relativo de água e coexpressão de genes relacionados à tolerância a seca. Nos ensaios com NaCl e manitol não houveram diferenças entre as linhagens e as plantas não transformadas, além de ter sido observado desenvolvimento reduzido das plantas. Nos ensaios com temperaturas extremas as linhagens mantiveram seus teores de açúcares iguais ao controle enquanto as não-transformadas (NT) aumentaram seu teor de açúcares solúveis totais apenas no tratamento de calor e sem diferença significativa na taxa de sobrevivência entre as linhagens e NT. No ensaio com seca houve maior desenvolvimento da área foliar em algumas linhagens quando comparadas às plantas NT. Na análise de teor relativo de água as linhagens mostraram maiores teores relativos de água quando comparado à NT, sob condição de rega controlada e após 15 dias sem irrigação, sendo uma linhagem com maior teor significativo. Esse evento foi selecionado para a análise de expressão gênica de três genes coexpressos com a Dehidrina. Houve aumento da expressão dos três genes em diferentes situações, tanto pelo fato da planta superexpressar a AdDHN quanto pela indução da seca. Os resultados sugerem que esse gene possa conferir uma melhor resposta aos estresses abióticos. In Brazil, the cowpea is considered one of the most cultivated food species in the North and Northeast. It is one of the most important components of protein and energy diet of rural populations in these regions, is cited as a source of folate a vitamin belonging to the watersoluble vitamins group B9 complex. Folate molecules consist of three functional groups: pterin, para-aminobenzoic acid (pABA) and one to eight residues of gluatamate. In plants, the first folate production is catalyzed by the action of gch1, which provides instructions for the production of the enzyme GTP cyclohydrolase 1, the enzyme is involved in the first step of folate production in plants producing pterin as the precursor pABA is synthesized in the chloroplast. The aim of this study was to quantify the folate content in 50 cultivars of cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp.] provided by the germplasm bank of Embrapa Meio Norte (Piauí, Brazil), International Institute of Tropical Agriculture (IITA) (Oyo State, Nigeria) and Ahmadu Bello University (Zaria, Nigeria). In addition, the correlation of folate content and the expression of the gene Vugch1 was studied. Vugch1 codes for GTP cyclohydrolase 1, a key enzyme for the pterins pathway. The cultivars were planted in the greenhouse and the immature seeds were harvested 10, 15, 20 and 25 days after anthesis. The highest expression level of Vugch1 gene was observed 20 days after anthesis. It was ibserved a variation in the folate content in mature seeds ranging from 177 to 780 μg/100g (Pingo de Ouro and Yarwaja respectively). It was confirmed the correlation between the expression of the Vugch1 gene and folate content. With these results, it is possible to perform appropriate genotype crosses in order to generate new elite varieties with high folate content.

Titulo en ingles: Pulmonary hypertension syndrome ¿does it have a genetic origin in broiler chickens?RESUMEN: La identificación de por lo menos el 83 % de polimorfismos de nucleótido simple de tipo no sinónimo en líneas comerciales de alto rendimiento como el pollo para asadero, ponedoras y gallinas de plumaje sedoso, proporcionan información acerca de la tasa de variación en la secuencia de nucleótidos del genoma del pollo, la cual ocurre cada 5 x 10-3 nucleótidos. Es importante encontrar asociaciones entre dichas variantes con características fenotípicas de interés como la susceptibilidad o la resistencia a enfermedades y tal es el caso de la hipertensión arterial pulmonar, síndrome ampliamente reconocido en pollos de engorde, que ocasiona hasta un 30 % de la mortalidad en líneas comerciales de rápido crecimiento. Un paso hacia la identificación de estas asociaciones es el empleo tanto de herramientas moleculares como de modelos estadísticos que permitan obtener en corto tiempo los resultados necesarios para iniciar un plan adecuado de selección y mejoramientoEl presente documento describe la metodología de secuenciación del genoma del pollo doméstico, el uso de técnicas de identificación de polimorfismos de genes candidatos en pollos comerciales susceptibles al Síndrome de Hipertensión Pulmonar y las implicaciones actuales generadas por la implementación de técnicas de genética molecular en busca de un mayor conocimiento del genoma de las especies domésticas nativasPalabras clave: marcadores genéticos, SNPs, whole-genome shotgun, Gallus gallus, epidemiología genética, regresión logísticaABSTRACT: At least 83 % of non-synonimous polymorphisms which are of the simple nucleotide type have been identified in high performance commercial birds, such as Broiler, Layer and Silkie. This has allowed the collection of information about the variation rate in the nucleotide sequence in the chicken genome. The abovementioned variation occurs at 5 x 10-3 intervals in the nucleotide chain. It is important to look for associations among those variations, related to key phenotype characters, such as disease resistance or susceptibility. An example is the pulmonary arterial hypertension in meat-type broilers, a syndrome which accounts for nearly 30 % of mortalityA step toward the identification of these associations has been implemented by using both molecular technolo- gies and statistical models that allow the generation of quick results useful in the implementation of breeding and selection programsThe present document describes both, the methodology for sequencing the domestic chicken genome and the polymorphism identification within candidate genes of susceptible broiler chickens prone to develop hypoxic pulmonary hypertension. Current implications to increase the knowledge about native species genome related to the use of molecular genetics are also discussedKey Words: genetic markers, SNPs, whole-genome shotgun, Gallus gallus, genetic epidemiology, logistic regression Titulo en ingles: Pulmonary hypertension syndrome ¿does it have a genetic origin in broiler chickens?RESUMEN: La identificación de por lo menos el 83 % de polimorfismos de nucleótido simple de tipo no sinónimo en líneas comerciales de alto rendimiento como el pollo para asadero, ponedoras y gallinas de plumaje sedoso, proporcionan información acerca de la tasa de variación en la secuencia de nucleótidos del genoma del pollo, la cual ocurre cada 5 x 10-3 nucleótidos. Es importante encontrar asociaciones entre dichas variantes con características fenotípicas de interés como la susceptibilidad o la resistencia a enfermedades y tal es el caso de la hipertensión arterial pulmonar, síndrome ampliamente reconocido en pollos de engorde, que ocasiona hasta un 30 % de la mortalidad en líneas comerciales de rápido crecimiento. Un paso hacia la identificación de estas asociaciones es el empleo tanto de herramientas moleculares como de modelos estadísticos que permitan obtener en corto tiempo los resultados necesarios para iniciar un plan adecuado de selección y mejoramientoEl presente documento describe la metodología de secuenciación del genoma del pollo doméstico, el uso de técnicas de identificación de polimorfismos de genes candidatos en pollos comerciales susceptibles al Síndrome de Hipertensión Pulmonar y las implicaciones actuales generadas por la implementación de técnicas de genética molecular en busca de un mayor conocimiento del genoma de las especies domésticas nativasPalabras clave: marcadores genéticos, SNPs, whole-genome shotgun, Gallus gallus, epidemiología genética, regresión logísticaABSTRACT: At least 83 % of non-synonimous polymorphisms which are of the simple nucleotide type have been identified in high performance commercial birds, such as Broiler, Layer and Silkie. This has allowed the collection of information about the variation rate in the nucleotide sequence in the chicken genome. The abovementioned variation occurs at 5 x 10-3 intervals in the nucleotide chain. It is important to look for associations among those variations, related to key phenotype characters, such as disease resistance or susceptibility. An example is the pulmonary arterial hypertension in meat-type broilers, a syndrome which accounts for nearly 30 % of mortalityA step toward the identification of these associations has been implemented by using both molecular technolo- gies and statistical models that allow the generation of quick results useful in the implementation of breeding and selection programsThe present document describes both, the methodology for sequencing the domestic chicken genome and the polymorphism identification within candidate genes of susceptible broiler chickens prone to develop hypoxic pulmonary hypertension. Current implications to increase the knowledge about native species genome related to the use of molecular genetics are also discussedKey Words: genetic markers, SNPs, whole-genome shotgun, Gallus gallus, genetic epidemiology, logistic regression

El síndrome nefrótico se define como la unión de proteinuria masiva, hipoalbuminemia e hiperlipidemia, que pueden asociarse a edemas e hipercoagulabilidad. Se origina de una anormalidad de la barrera de filtración glomerular con una fuga masiva de proteína y los efectos secundarios consecuentes. En sus formas primarias, ocurre con una incidencia de 1-3 por cada 100.000 niños menores de 16 años. La forma congénita es una variante poco frecuente del síndrome nefrótico, la cual se presenta en el nacimiento o dentro de los tres primeros meses de vida, y suele ser resistente a la corticoterapia. Se debe evaluar primero la existencia de infecciones congénitas y luego buscar las enfermedades monogénicas más comunes, finalmente se puede recurrir a la secuenciación de nueva generación para buscar mutaciones en los demás genes candidatos. Se presenta el caso de una niña con síndrome nefrótico congénito de difícil control, enfatizando en el proceso diagnóstico y el manejo de soporte. Se resalta la importancia de la asesoría genética a la familia en todos los casos

Resumen El principal objetivo de la farmacogenomica (PGx) es definir un tratamiento farmacologico individualizado basado en el perfil genetico de cada paciente, convirtiendo el paradigma clasico de tratamiento clinico centrado en la enfermedad en un nuevo enfoque, la medicina personalizada. Los polimorfismos geneticos pueden modificar la expresion y la funcion de las enzimas y las proteinas involucradas en la farmacocinetica y la farmacodinamica de los farmacos. Asi, la presencia de variantes alelicas permite predecir la respuesta farmacologica para garantizar la eficacia y la seguridad del tratamiento. Para la aplicacion clinica de la PGx mediante la identificacion de dichas variantes existen actualmente 2 planteamientos diferentes: el analisis de genes candidatos y los estudios de asociacion genomica. La implementacion clinica de la PGx mejora la eficacia, la seguridad y la relacion costo-efectividad de los tratamientos; sin embargo, se ha ralentizado debido a una serie de barreras que se revisaran en este trabajo, asi como sus posibles soluciones.

A calvície é um caráter hereditário complexo e a forma mais comum de perda de cabelo em humanos, acometendo cerca de 50% da população masculina com idade de 50 anos. Apesar de ser amplamente aceita a opinião de que a calvície é um fenótipo autossômico dominante em homens e autossômico recessivo em mulheres, há uma grande suspeita de uma herança poligênica. O objetivo deste trabalho é identificar a relação da hereditariedade na calvície, além de identificar (troca o 1o identificar por conhecer ou compreender) genes candidatos para desencadeá-la. A pesquisa foi realizada a partir de uma revisão sistemática da literatura no período de 01.01.2008 até 30.06.2018 na base de dados do PubMed. Foram utilizados os seguintes descritores: “male pattern baldness” e “genetic”. Foram encontrados 53 artigos na busca eletrônica, sendo 10 selecionados na amostra final do estudo. Os genes identificados se encontram principalmente nos cromossomos X e 20 em determinados loci. O gene Receptor de Andrógenos (AR) é o mais estudado, além de seu upstream (EDA2R) e downstream (OPHN1), enquanto também foram descritos e estudados polimorfismos através de GWAS, e detectados os mais característicos, como o rs12565725, no cromossomo 1, rs929626 no cromossomo 5 e o rs756853 no cromossomo 7; além do locus cromossômico 20p11. Outros genes foram relacionados também, como o EBF1 e o HDAC9. Entretanto, os estudos apresentados não se mostram conclusivos e reforçam que análises mais aprofundadas são necessárias.

A inconstância na resposta individual de cada paciente ao tratamento com medicamentos ansiolíticos está diretamente relacionada às variações genéticas envolvidas. Essa variabilidade infl uencia os efeitos terapêuticos e pode também ditar as reações adversas de um tratamento e, portanto, uma dose que é benéfica para um indivíduo pode ser ineficaz e/ou insegura para outro. O tratamento da ansiedade generalizada é usualmente realizado com fármacos antidepressivos, como os inibidores seletivos da recaptação da serotonina (ISRS), e os padrões de herdabilidade relacionados a processos de metabolização destes fármacos podem infl uenciar o desfecho da terapia. O objetivo deste trabalho foi reunir os dados presentes na literatura sobre a associação de genes candidatos com a resposta ao tratamento da ansiedade, e analisar as perspectivas da aplicação da farmacogenética no tratamento desta patologia. A resposta ao tratamento com ansiolíticos, como os ISRS, depende da variabilidade de genes codifi cantes de proteínas envolvidas com o papel da serotonina no cérebro. Por meio de estudos foi possível detectar essas variações e várias delas mostraram a importância da farmacogenética. Além disso, alguns dos genes relacionados à farmacogenética dos ISRS já são conhecidos (como CIP2D6, CIP2C19, CIP2C9) e este conhecimento pode ser aplicado na prática clínica, de forma a personalizar o tratamento dos pacientes.

Resumen Introducción. El Tizón Foliar y la Mancha Púrpura de la Semilla son enfermedades causadas por Cercospora kikuchii que afectan a la soja (Glycine max L. Merr.) en el mundo y cuyos agentes etiológicos son hongos clasificados en distintas especies con cierta proximidad. Objetivo. Proporcionar un panorama sobre el patosistema del Tizón Foliar y la Mancha Púrpura de la Semilla causadas por Cercospora kikuchii, que afectan el cultivo de soja. Desarrollo. El grado de severidad y/o incidencia de ambas enfermedades varía tanto en Argentina como en el resto del mundo. Estudios recientes demostraron que hay gran variabilidad tanto morfológica como molecular entre los aislamientos de C. kikuchii obtenidos de pecíolo y semilla en las regiones norte, pampa norte y pampa sur recolectados en los años 2015 y 2016. El genoma a nivel de cromosoma de C. kikuchii se encuentra disponible. El ensamblaje del genoma de 9 contigs es de 34,44 Mb y el N50 es de 4,19 Mb. Sobre la base de la predicción de genes ab initio, se identificaron varios genes candidatos relacionados con la patogenicidad, incluidos 242 genes para efectores putativos, 55 grupos de genes de metabolitos secundarios y 399 genes de enzimas activas en carbohidratos. Conclusión. El Tizón Foliar y la Mancha Púrpura de la Semilla son enfermedades endémicas en la Argentina. El patógeno causal de ambas enfermedades presenta una gran variabilidad genética y molecular en la Argentina. Abstract Introduction. Cercospora Leaf blight and Purple Seed Stain are diseases caused by Cercospora kikuchii that affect soybean (Glycine max L. Merr.) worldwide and whose etiological agents are fungi classified in different species certain proximity. Objective. To provide an overview of the pathosystem of Cercospora Leaf blight and Purple Seed Stain caused by Cercospora kikuchii affecting soybean. Development. The degree of severity and/or incidence of both diseases varies in Argentina as well as in the rest of the world. Recent studies showed that there is great variability both morphologically and molecularly among C. kikuchii isolates obtained from petiole and seed in the northern, northern pampas, and southern pampas regions collected in the years 2015 and 2016. The chromosome-level genome of C. kikuchii is available. The genome assembly of 9 contigs is 34.44 Mb and the N50 is 4.19 Mb. Based on ab initio gene prediction, several pathogenicity-related candidate genes were identified, including 242 genes for putative effectors, 55 secondary metabolite gene clusters, and 399 carbohydrate-active enzyme genes. Conclusion. Cercospora Leaf Blight and Purple Seed Stain are endemic diseases in Argentina. The causal pathogen of both diseases shows great genetic and molecular variability in Argentina.

Orientador: Marcelo Carnier Dornelas Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O gênero Passiflora é representado por lianas e pequenos arbustos que totalizam cerca de 600 espécies. As flores deste gênero possuem uma série de inovações fisiológicas e morfológicas, que possibilitam a adaptação a diferentes tipos de polinizadores. Os compostos voláteis que compõem o aroma destas flores contribuem para o sucesso reprodutivo destas espécies, uma vez que atuam na atração de polinizadores específicos. Os constituintes voláteis emitidos pelas flores são em sua grande maioria lipofílicos com baixo peso molecular e pertencem a diferentes classes de metabólitos vegetais. O objetivo deste trabalho foi analisar os componentes voláteis presentes no aroma de três espécies de Passiflora com diferentes síndromes de polinização: melitofilia, ornitofilia e quiropterofilia (Passiflora edulis, P. coccinea e P. mucronata, respectivamente). As análises foram realizadas utilizando técnicas de micro extração em fase sólida (SPME) associada à cromatografia gasosa e espectrometria de massas (GC-MS). Os resultados sugerem diferenças no padrão de substâncias voláteis detectas no "headspace" floral das espécies P. edulis e P. coccinea e P. mucronata. P. aedulis possui como componentes voláteis majoritários os benzenóides metoxilados provenientes da via dos fenilpropanóides; P. coccinea possui principalmente terpenóides e P. mucronata possui terpenóides, alcanos, derivado de ácido graxo e substância contendo enxofre. No banco de etiquetas de seqüências expressas (ESTs) de tecidos reprodutivos de P. edulis (PASSIOMA) foram encontradas seqüências similares a genes relacionados à via de biosbiossíntese de componentes voláteis. Destes, PePAL e PeOMT, potencialmente envolvidos na produção de benzenóides metoxilados, que também são encontrados em outras espécies vegetais polinizadas por insetos, tiveram seus padrões de expressão analisados em tecidos de flores de P. edulis por RT-PCR quantitativa ou semi-quantitativa e por hibridização in situ. Os resultados sugerem que a via de fenilpropanóides está ativa em tecidos florais de P. edulis potencialmente envolvidos na emissão de voláteis, especialmente no tecido epitelial da corona, o qual apresenta características ultraestruturais de células secretoras. O trabalho corrobora com a observação de diferença no padrão de componentes voláteis em flores de Passiflora, e apresenta dois genes candidatos envolvidos na produção de uma classe de metabolitos especializados em P. edulis Abstract: The genus Passiflora comprises more than 600 species of lianas and small shrubs. The typical flowers of Passiflora congregate a series of morphological and physiologic innovations that allow adaptation to a number of pollinating agents. The volatile compounds present in the flower scent ("headspace") are important features to the effective reproduction of plant species since they act in the attraction of the correct pollinating agent. These compounds emitted by flowers are basically of low-molecular weight, mostly lipophilic and are represented by very different chemical classes. The aim of this work was the analysis of the volatile compounds present in the floral "headspace" of three different Passiflora species pollinated by bees, hummingbirds and bats (Passiflora edulis, P. coccinea and P. mucronata, respectively). Solid phase micro extraction (SPME) coupled to GC-MS analysis was the analytical tool in that study. The results showed different patterns of volatile compounds in the floral "headspace" of P. edulis, P. coccinea and P. mucronata. The "headspace" of P. edulis contained phenylproanoids mostly represented by methylated benzenes, P. coccinea, terpenes and P. mucronata terpenes, alkanes, fatty acid derivative, and sulphur-containing compounds. Genes potentially involved with the synthesis of key enzymes of volatile compounds pathways were identified in an Expressed Sequence Tag (EST) database obtained from reproductive tissues of P. edulis (PASSIOMA). Among these PePAL and PeOMT possibly involved with the production of methylated benzenes that acting in the insect attraction in different plant species. PePAL and PeOMT had their expression patterns analyzed by quantitative and semi-quantitative RT-PCR as well as by in situ hybridization. This approach confirmed that the phenylpropanoid pathway is active in flowers of P. edulis, especially in the epithelial tissue in corona filaments that has ultra-structural features of secretor cells. This work emphasizes the chemical differences in scent flower among Passiflora species, and shows two genes potentially involved in scent flowers production in P. edulis Doutorado Biologia Vegetal Doutor em Biologia Vegetal

Orientador: Iscia Teresinha Lopes Cendes Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: As epilepsias são distúrbios cerebrais caracterizados por uma predisposição persistente para a geração de crises epilépticas, que são interrupções transitórias no funcionamento normal do sistema nervoso. Acredita-se que a maioria das epilepsias relacionadas com idade de inicio precoce possui etiologia presumivelmente genética. Sendo assim, elas representam um grupo para o qual o uso de testes genéticos seria potencialmente benéfico. Os objetivos principais deste trabalho foram: a caracterização das bases moleculares de diferentes formas de epilepsia da infância e da adolescência e a avaliação do potencial dos genes candidatos estudados para a utilização em testes genéticos para fins clínicos. A estratégia empregada foi à triagem de mutações nos seguintes genes: SCN1A, em pacientes com síndromes de Dravet e de Doose; SCL2A1 em pacientes com síndrome de Doose e epilepsias idiopáticas generalizadas (EIGs), especialmente a epilepsia mioclonica juvenil (EMJ); e EFHC1 e GABRA1, em pacientes com EMJ e outras formas comuns de EIGs. A triagem de mutações foi realizada por sequenciamento automático pela técnica de Sanger. As alterações potencialmente deletérias foram investigadas em um grupo controle composto por 100 indivíduos sem epilepsia. O potencial deletério das substituições que resultam em troca do resíduo de aminoácido na proteína codificada foi estimado utilizando-se diferentes algoritmos de predição. As mutações previamente descritas na literatura foram compiladas e analisadas quanto a sua provável localização na proteína e predição de efeito deletério. Analises por Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA) foram realizadas para a detecção de variações no numero de copias de SCN1A. A analise de mutações no gene SCN1A revelou alterações potencialmente deletérias em 81% dos pacientes com síndrome de Dravet, e em apenas um paciente com síndrome de Doose. Esses dados, juntamente com os resultados das analises de compilação das mutações descritas na literatura, sugerem que o teste genético em SCN1A para fins clínicos seria altamente recomendável em indivíduos com síndrome de Dravet, mas não para os com síndrome de Doose típica. O gene SLC21A não parece estar envolvido na etiologia da síndrome de Doose e das EIGs em nossa casuística. A frequencia de alterações potencialmente deletérias no gene EFHC1 em indivíduos com EMJ foi relativamente baixa, sugerindo que esse gene não seja o principal causador dessa epilepsia, embora possa ser um fator de predisposição. Por fim, o gene GABRA1 não parece conferir predisposição para as EIGs comuns em nossa casuística Abstract: Epilepsy is a brain disorder characterized by a long lasting predisposition to generate epileptic seizures, which are transient interruptions of normal brain function. Most epilepsies with early onset presumably have a genetic etiology. Thus, they represent a group for which the use of genetic testing would be potentially beneficial. The main goals of this study were to characterize the molecular basis of different forms of epilepsy in childhood and adolescence and to evaluate the potential clinical use of genetic testing in the context of these disorders. To achieve these goals we searched for mutations in the following genes: SCN1A in patients with Dravet and Doose syndromes; SLC2A1 in patients with Doose syndrome and idiopathic generalized epilepsies (IGEs), particularly juvenile myoclonic epilepsy (JME); and EFHC1 and GABRA1 in patients with JME and other common forms of IGEs. Mutation screening was performed by automated Sanger sequencing using capillary electrophoresis. Potentially deleterious nucleotide changes found were subsequently investigated in a control group of 100 individuals without epilepsy. In addition, the deleterious potential of amino acid changes identified was estimated using different prediction algorithms. Mutations previously described in the literature were compiled and analyzed regarding their putative location on the protein and predicted deleterious effect. Furthermore, Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA) analyzes were performed to detect the presence of copy number variations in SCN1A. Our results showed potentially deleterious variants in SCN1A in 81% of patients with Dravet syndrome, but only in one patient with Doose syndrome. These data, along with the results of the compilation of mutations reported in the literature suggest that genetic testing for SCN1A is clinically relevant in Dravet syndrome, but not in typical Doose syndrome. SLC21A does not seem to be involved in the etiology of Doose syndrome and EIGs in our cohort. The frequency of potentially deleterious changes in EFHC1 in individuals with JME was relatively low, suggesting that this gene is not the main cause of this form of epilepsy, although it may be a predisposing factor. Lastly, GABRA1 does not seem to confer predisposition to common EIGs in our cohort Doutorado Fisiopatologia Médica Doutora em Ciências

Sorghum bicolor is one of the most important worldwide cereal crops due to its high carbon fixation efficiency, nitrogen acquisition, great adaptability to grow in distinct environments, and, above all, used as a staple food in Africa and Asia. Sorghum germplasm collection, quality of sequenced genome, and recent advances on genetic transformation have set this species as an up-and-coming model among C4 grasses. Sorghum, like all grasses, is made up of type II cell wall, whose main feature is the significant amounts of arabinoxylan and mixed-linkage (1,3;1,4)-β-D- glucan (MLG) polysaccharides. MLG is a D-glucose hemicellulosic polymer whose linear chain holds mainly β-(1,4) glycosidic linkages intercalated with little β-(1,3) glycosidic linkages that kink the chain turning it into a more water-soluble polymer. As a result, MLG chemical properties are attractive for biotechnology then understanding MLG synthesis and hydrolysis are essential topics. \"Lichenases,\" technically known as endo-β-D-(1,3;1,4)-glucanases, specifically hydrolyze β(1,3)-linkages that are immediately followed by β(1,4) ones. They are enzymes encoded by endo-(1,3;1,4)-β-D-glucanases genes of the glycosyl hydrolases family 17 (GH17). By contrast, MLG synthases are associated with the cellulose synthase-like F, H, and J. Recent studies with sugarcane roots have shown a strong correlation between a gradual increase in the level of endo-β-D-(1,3;1,4)-glucanases genes and proteins as aerenchyma develops into gas spaces. As in sugarcane and rice, sorghum has constitutive lysigenous aerenchyma and owns a diploid sequenced genome, differing from the complex sugarcane genome that hinders robust phylogenetic inferences. Thus, we used sorghum\'s primary roots for characterizing more in-depth molecular mechanisms involving MLG hydrolysis and aerenchyma formation. A non-branching seven-day-old primary root of sorghum allows a detailed anatomical characterization using the X-Ray microtomography technique. We divided the root into three segments (S1, S2, and S3), in which S1 has no aerenchyma, S2 is the aerenchyma initiation, and S3 a more advanced stage of aerenchyma development. Inferences indicated GH17 endo-(1,3;1,4)-β-D-glucanases utterly Poaceae-specific, family in which sorghum has three \"lichenases\" (Sblic1, Sblic2, and Sblic3) and rice two (OsEgl1 and OsEgl2). However, real-time PCR revealed differential expression solely for Sblic1, which increased tenfold from S1 to S3. Enzymatic assays with crude extracts detected an increase in endo-(1,3;1,4)-β-D-glucanases activities (S1S2). To verify if a knockout at endo-(1,3; 1,4)-β-D-glucanases would compromise gas spaces development, we decided to use the CRISPR-editing tool on rice genes (OsEgl1 and OsEgl2). Our decision took into consideration the high stability for rice genetic transformation, funding time, and, above all, the mastery of rice tissue culture at Rutgers, The State University of New Jersey. OsEgl1 and OsEgl2 have shown to be expressed in roots. Both candidate genes were targeted by gRNAs, which were cloned into the rice CRISPR psgR-Cas9-Os module. Subsequently, the cassettes were subcloned into plant transformation pCAMBIA1300 vector that was used in biolistic. We transformed rice calli and submitted transformants to hygromycin selection medium. Genotyping of plants showed the presence of Cas9, although no on-target mutation has been detected by RFLP analysis, T7E1 assays, and Sanger sequencing. Notably, we acquired a T-DNA line for OsEgl2, which might be valuable transgenic material for MLG hydrolysis\' studies for an eventual loss-of- function mutation in OsEgl2. Therefore, it would aggregate significant information to our findings, leading us to assert whether MLG hydrolysis is directly involved in gas space formation. Ultimately, the higher expression of Sblic1, increase in endo-(1,3; 1,4)-β-D-glucanases activity, and decrease of relative MLG quantity are intercorrelated and, thus, we conclude that MLG is degraded in roots and possibly associated with aerenchyma formation. Lastly, we emphasize that sorghum\'s primary roots are a promising model for MLG studies and aerenchyma development. Sorghum bicolor é uma das culturas cerealíferas mais importantes do mundo devido à sua alta eficiência de fixação de carbono, aquisição de nitrogênio, grande adaptabilidade ao cultivo em ambientes distintos e, acima de tudo, utilização como alimento básico na África e na Ásia. A coleção de germoplasma de sorgo, a qualidade do genoma sequenciado e os avanços recentes na transformação genética também colocaram esta espécie como um modelo promissor entre as gramíneas C4. O sorgo, como todas as gramíneas, é constituído de parede celular do tipo II, cuja principal característica são as quantidades significativas dos polissacarídeos arabinoxilanos e β- D-(1,3;1,4)-glucanos de ligação mista (GLM). O GLM é um polímero hemicelulósico de D-glicose cuja cadeia linear contém principalmente ligações glicosídicas β-(1,4) intercaladas com poucas ligações glicosídicas β-(1,3) que torcem a cadeia, transformando-a em um polímero mais hidrossolúvel. Como resultado, as propriedades químicas do GLM são atrativas para a biotecnologia e, então, a compreensão da síntese e hidrólise de GLM são importantes tópicos. As \"liquenases\", tecnicamente conhecidas como endo-β-D-(1,3;1,4)-glucanases, hidrolisam especificamente as ligações β (1,3) que são imediatamente seguidas pelas β (1,4). Elas são enzimas codificadas pelos genes das endo-(1,3;1,4)- β-D-glucanases da família das glicosil hidrolases 17 (GH17). Estudos recentes com raízes de cana-de-açúcar têm mostrado uma forte correlação entre um aumento gradual no nível de genes e proteínas de endo-β-D-(1,3;1,4)-glucanases à medida que o aerênquima se desenvolve em espaços gasosos. Assim como na cana-de-açúcar e no arroz, o sorgo tem aerênquima lisígeno constitutivo, embora possua genoma diploide sequenciado, diferindo do complexo genoma da cana-de-açúcar que dificulta inferências filogenéticas robustas. Assim, para uma compreensão molecular mais aprofundada em relação à hidrólise de GLM e formação de aerênquima, utilizamos raízes primárias de sorgo. A raiz primária de sorgo com sete dias não está ramificada e, por conseguinte, permite uma caracterização anatômica detalhada e rápida pela técnica de microtomografia de raios-X. Dividimos a raiz em três segmentos (S1, S2 e S3), em que S1 não tem aerênquima, S2 é a iniciação do aerênquima e S3 é um estágio mais avançado no desenvolvimento do aerênquima. Inferências indicaram as GH17 endo-(1,3;1,4)- β-D-glucanases totalmente exclusivas de Poaceae, família em que o sorgo possui três \"liquenases\" (Sblic1, Sblic2 e Sblic3) e arroz duas (OsEgl1 e OsEgl2). Todavia, a PCR em tempo real revelou expressão diferencial somente para Sblic1, o qual aumentou dez vezes de S1 para S3. Ensaios enzimáticos com extratos brutos detectaram um aumento na atividade das endo-(1,3;1,4)- β-D-glucanases (S1 S2). Para verificar se um nocaute nas endo-(1,3;1,4)- β-D-glucanases comprometeria o desenvolvimento dos espaços gasosos, decidimos usar a ferramenta de edição CRISPR nos genes do arroz (OsEgl1 e OsEgl2). Nossa decisão levou em consideração a alta estabilidade para a transformação genética do arroz, o tempo de financiamento e, especialmente, o domínio da cultura de tecido de arroz em Rutgers, The State University of New Jersey. OsEgl1 e OsEgl2 mostraram ser expressas nas raízes. Ambos os genes candidatos foram alvos de gRNAs, os quais foram clonados no módulo de CRISPR para arroz psgR-Cas9-Os. Subsequentemente, os cassetes foram subclonados no vetor de transformação de plantas pCAMBIA1300 que foi usado na biobalística. Transformamos calos de arroz e submetemos os transformantes ao meio de seleção com higromicina. A genotipagem de plantas mostrou a presença de Cas9, embora nenhuma mutação específica tenha sido detectada por análises de RFLP, ensaios de T7E1 e sequenciamento Sanger. Notadamente, adquirimos uma linhagem de T-DNA para OsEgl2, a qual pode ser um valioso material transgênico para os estudos de hidrólise de GLM em uma eventual mutação de perda de função em OsEgl2. Portanto, ela agregaria informações significativas às nossas descobertas, levando-nos a afirmar se a hidrólise de GLM está diretamente envolvida na formação dos espaços gasosos. Em suma, a maior expressão de Sblic1, o aumento da atividade enzimática de endo-(1,3;1,4)- β-D-glucanases e a diminuição da quantidade relativa de GLM estão intercorrelacionados e, por conseguinte, concluímos que o GLM é degradado nas raízes e possivelmente associado à formação de aerênquima. Por último, enfatizamos que as raízes primárias do sorgo é um modelo promissor para estudos de GLM e o desenvolvimento de aerênquima.

Orientadores: Marcos Antonio Machado, Marcio Alves Ferreira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O desenvolvimento floral envolve uma rede complexa de genes que agem no meristema apical para especificar a identidade do meristema floral e, mais adiante, a identidade de órgãos florais. Outros genes controlando a simetria e polaridade dos órgãos, assim como a influência de giberelinas e auxinas, desempenham um papel importante no estabelecimento do tamanho final e arquitetura da flor. Este trabalho propôs avaliar as alterações no transcriptoma do meristema durante a indução e diferenciação floral e em diferentes fases do desenvolvimento do botão floral em laranja doce. Para isto, foi construído um chip de microarranjo de citros contendo cerca de 32 mil unigenes de laranja doce, presentes no banco de dados CitEST. Para se avaliar o perfil global de expresssão, foram coletadas gemas em dois estágios de desenvolvimento, quatro estágios de desenvolvimento do botão floral e flores abertas. As análises estatísticas foram feitas por meio da comparação 2x2, considerando um dado estágio em relação ao estágio anterior. Foram encontrados 3.590 unigenes nãoredundantes com diferença de expressão em pelo menos uma das comparações e a análise de enriquecimento de ontologias (GSEA) definiu os processos biológicos mais representativos. Foram identificados vários unigenes de citros envolvidos com a sinalização do florescimento, regulação e morfogênese de órgãos florais. A validação por PCR em tempo real (RT-qPCR) foi feita com 29 genes candidatos e o perfil de expressão mostrou a mesma tendência do microarranjo. Para normalizar o nível de expressão dos genes alvo no RT-qPCR, foram usados os normalizadores GAPC2 e SAND. Esses genes foram selecionados como bons genes de referência em uma avaliação sistemática comparando a estabilidade de expressão de 15 genes em diferentes condições experimentais . As discussões sobre o possível papel dos genes e vias na regulação do desenvolvimento floral em citros são apresentadas. Uma vez que vários reguladores chave do florescimento são proteínas da família MADS-box, foi proposto identificar os genes MADS-box nos genomas de laranja doce e Clementina e avaliar o relacionamento filogenético entre o MADS-box de citros e Arabidopsis. As análises dos genomas de laranja doce e Clementina revelaram 83 e 92 genes MADS-box, respectivamente. Os MADS-box tipo II de citros foram distribuídos dentre as sub-famílias de MIKCc e MIKC*, enquanto que os genes do tipo I em geral não agruparam com os MADS-box de Arabidopsis. Este estudo espera obter uma maior compreensão sobre os eventos moleculares relacionados com o florescimento de citros e fornecer as bases para análises funcionais para descobrir o papel desses genes Abstract: Flower development involves a complex gene network that acts in the shoot apical meristem to specify the floral meristem identity and, later, to determine the floral organ identity. Other genes controlling symmetry and polarity of floral organs, as well as the influence of gibberellins and auxins, play important roles in establishing the final size and architecture of the flower. This work aimed to evaluate changes in the meristem's transcriptome during floral induction and differentiation, and in different stages of flower bud development in sweet orange. For this purpose, we built a citrus microarray chip containing about 32,000 unique assemblies (unigenes) of sweet orange, present in the CitEST database. To assess the global expression profile, we collected buds at two developmental stages, bud flowers at four stages and open flowers. Statistical analyses were performed in a 2x2 comparison, taking into account a given developmental stage compared to the stage before. It was found 3,590 nonredundant unigenes that were differentially expressed at least one comparison and a Gene Set Enrichment Analysis defined the most representative biological processess. Several citrus unigenes differentially modulated involved with flowering signaling, regulation and floral organs morphogenesis were identified. Validation by real time PCR (RT-qPCR) was performed to 29 candidate genes and the expression profile showed the same tendency of microarray. To normalize the expression level of the target genes, we used GAPC2 and SAND reference genes. These genes were selected as good reference genes in a systematic evaluation comparing the expression stability of 15 genes in different experimental conditions. Discussions about the possible role of the genes and pathways in the regulation of citrus flower development are presented. Since several key regulators of flowering are proteins belonging the MADS-box family, we proposed to identify MADS-box genes in the sweet orange and Clementine genomes and to evaluate the phylogenetic relationship between citrus and Arabidopsis MADS-box genes. Analysis of the sweet orange and mandarin genomes revealed 76 and 91 MADS-box genes, respectively. Type II MADS-box genes of citrus were grouped into MIKCc and MIKC* sub-families whereas tipo I MADS-box genes of citrus and Arabidopsis were grouped in separated clades. This work will help in the understanding of the genetic events related to citrus flowering and provide the basis for functional analyses to uncover the role of these genes Doutorado Genética Vegetal e Melhoramento Doutor em Genética e Biologia Molecular

The bovine milk fatty acid (FA) profile is one of the most complex and unique among terrestrial mammals. Its composition is extremely variable and depends on factors such as the source of the diet, the physiological state of the animal, and a fraction attributed to the genetic component. FA is mainly synthesized by the new synthesis that occurs in the mammary gland or derived from the ruminal biohydrogenation process. Recently, efforts have been made in an attempt to elucidate the main mechanisms associated with their metabolic pathways. In addition, the FA profile has been investigated as a biomarker for heat stress due to the great influence of diet on its composition. Most of these studies are carried out by analyzing genetic parameter estimation, genome-wide association study (GWAS), and in a complementary tool with enrichment analysis. However, little has been explored on approaches that can assess quantitative characteristics in a multivariate method. In this context, two studies were conducted using different strategies and objectives. The objective of this study was to estimate the genetic parameters for FA under conditions of thermal stress (decline) and without thermal stress (intercept), subsequently to compare genomic values between rankings (intercept and decline). Records of test-day milk of 7 FA (saturated FA - SFA, unsaturated FA - UFA, monounsaturated fatty acid - MUFA, polyunsaturated FA - PUFA, palmitic FA - C16:0, oleic FA - C18:0, and stearic FA - C18:1) were used in genetic analysis. The components of variance were obtained using a repeatability model with random regression of a THI function (temperature and humidity index). Saturated FA (saturated and C16:0) showed lower estimates of heritability under thermal stress conditions. C18:1 showed greater sensitivity to heat under conditions of thermal stress. Correlations between the rankings of genomic genetic values ranged from -0.27 to 0.99. Our results demonstrated an opportunity to investigate new biomarkers and improve selection processes for thermotolerance. In experiment 2, the objective was to adjust latent variables (unobservable variable) and predict factor scores to use them as a phenotype in the estimation of genetic parameters, GWAS, and enrichment analysis. The adjustments were obtained through confirmatory factor analysis (multivariate method) whose main objective is to reduce the size of the data. The set of observable variables that obtained the best fit in the model were SAT, POLI, C18: 0, and C18:1. These variables were combined into a factor that represented 3 stages of lactation (40-60; 160-180; 250-270), based on fixed intervals in days in milk (DIM) and later, were merged to represent lactation order (1 to 3) used in genetic analysis. The heritability estimates for latent variables were low (0.07 to 0.11). From the GWAS results, 11 candidate genes (PLD1, TM6SF2, NUDT7, LIPT1, AKPA1, APOH, RPGRIP1L, FTO, GMDS, ALDH3B1, and PC) were located on 9 chromosomes, mostly including genes that have not yet been discussed in the literature. In the enrichment analysis, functional terms were revealed including fatty acid synthesis, triacylglycerol synthesis, and lipid and lipoprotein metabolism. Overall, our study contributed as a design for further studies and to improve the knowledge base on the genetic mechanisms underlying the composition of FA. O perfil de ácidos graxos do leite (AGL) bovino é um dos mais complexos e únicos entre mamíferos terrestres. A sua composição é extremamente variável e dependente de fatores como fonte da dieta, estado fisiológico do animal e uma fração atribuída ao componente genético. AGL são principalmente sintetizados pela de novo síntese que ocorre na glândula mamária ou derivados do processo de biohidrogrenação ruminal. Recentemente, esforços têm sido realizados na tentativa de elucidar os principais mecanismos associados às suas vias metabólicas. Além disso, o perfil de AGL tem sido investigado como biomarcador para o estresse térmico devido a grande influência da dieta na sua composição. Esses estudos são realizados na sua maioria pela análise de estimação de parâmetros genéticos, associação genômica ampla (GWAS) e de forma complementar com análise de enriquecimento. No entanto, pouco ainda tem sido explorado sobre abordagens que possam avaliar características quantitativas de forma multivariada. Neste contexto, foram conduzidos dois estudos utilizando estratégias e objetivos diferentes. Objetivou-se, no 1 estudo, estimar os parâmetros genéticos para AGL sob condições de estresse térmico (declínio) e sem estresse térmico (intercepto), posteriormente, comparar valores genômicos entre rankings (intercepto e declínio). Dados de produção de 7 AGL (AGL saturado - SAT, ALG insaturado - INSAT, ácido graxo monoinsaturado - MONO, AGL poliinsaturado - POLI, AGL palmítico - C16:0, AGL oleico - C18:0, e AGL esteárico - C18:1) foram utilizados nas análises genéticas. Os componentes de variância foram obtidos por meio de um modelo de repetibilidade com regressão aleatória de uma função de THI (índice de temperatura e umidade). AGL saturados (saturado e C16:0) apresentaram menores estimativas de herdabilidade sobre condições de estresse térmico. C18:1 apresentou maior sensibilidade ao calor em condições de estresse térmico. Correlações entre os rankings de valores genéticos gnômicos variaram entre -0.27 a 0.99. Nossos resultados demonstraram uma oportunidade para investigar novos biomarcadores e melhorar os processos seletivos para termotolerância. No experimento 2, objetivou-se ajustar variáveis latentes (variável não observável) e predizer fator scores para utilizá-las como fenótipo na estimação de parâmetros genéticos, GWAS e análise de enriquecimento. Os ajustes foram obtidos por meio de uma análise fatorial confirmatória (método multivariado) que tem como principal objetivo reduzir a dimensão dos dados. O conjunto de variáveis observáveis que obtiveram melhor ajuste no modelo foram SAT, POLI, C18:0 e C18:1. Essas variáveis foram combinadas em um fator que representou 3 estágios de lactação (início: 40-60; meio: 160-180; final: 250- 270), baseados em intervalos fixos em dias em lactação (DEL) e posteriormente, foram combinadas para representar ordens de parto (1-3) utilizadas nas análises genéticas. As estimativas de herdabilidades para variáveis latentes foram de baixa magnitude (0,07 a 0,11). Dos resultados de GWAS, 11 genes candidatos genes (PLD1, TM6SF2, NUDT7, LIPT1, AKPA1, APOH, RPGRIP1L, FTO, GMDS, ALDH3B1, e PC) foram localizados em 9 cromossomos, incluindo na sua maioria genes que ainda não foram discutidos na literatura. Na análise de enriquecimento, foram revelados termos funcionais incluindo síntese de ácidos graxos, síntese do triglicerol e metabolismo de lipídeos e lipoproteínas. No geral, nosso estudo contribuiu como molde para novos estudos e para melhorar a base de conhecimento sobre os mecanismos genéticos subjacente à composição de AGL.

Orientador: Erich Vinicius de Paula Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: Apesar da caracterização detalhada das alterações inflamatórias e endoteliais observadas na doença falciforme (DF), as relações e a hierarquia entre elementos envolvidos na patogênese desta doença complexa ainda estão pouco descritos. Meta-análises de estudos de expressão gênica depositados em bases públicas representam uma nova estratégia capaz de identificar os principais mediadores em doenças complexas. Neste trabalho foram realizadas várias meta-análises de estudos de expressão gênica envolvendo DF, os quais incluem estudos com amostras de pacientes, bem como modelos in vitro da doença. Meta-análises foram realizadas com a ferramenta da bioinformática Inmex, baseada no pacote metodológico de bioinformática RankProd, usando dados brutos de expressão gênica. Análise funcional foi realizada com mais de 60 conjuntos de bibliotecas de avaliação de vias biológicas alteradas. Nossos resultados demonstram que a associação bem caracterizada do ponto de vista experimental entre imunidade inata, hemostasia, angiogênese e metabolismo de heme com a DF, é também consistentemente observada no nível transcriptômico, mesmo em estudos independentes. O enriquecimento dos genes e vias associados à imunidade inata e associados ao mecanismo de reparo a danos suportam o modelo em que padrões moleculares associados a dano celular (DAMPs) figuram entre os principais mediadores da patogênese da DF. Nosso estudo também gerou um novo banco de dados de genes candidatos, vias biológicas e fatores de transcrição não anteriormente associados com a patogênese da DF, que pode servir de ponto de partida para investigações adicionais em modelos e pacientes com DF Abstract: Despite the detailed characterization of the inflammatory and endothelial changes observed in Sickle Cell Disease (SCD), the hierarchical relationship between elements involved in the pathogenesis of this complex disease is yet to be described. Meta-analyses of gene expression studies from public repositories represent a novel strategy, capable to identify key mediators in complex diseases. We performed several meta-analyses of gene expression studies involving SCD, including studies with patient samples, as well as in-vitro models of the disease. Meta-analyses were performed with the Inmex bioinformatics tool, based on the RankProd package, using raw gene expression data. Functional gene set analysis was performed using more than 60 gene-set libraries. Our results demonstrate that the well-characterized ¿ at the experimental level - association between innate immunity, hemostasis, angiogenesis and heme metabolism with SCD is also consistently observed at the transcriptomic level, across independent studies. The enrichment of genes and pathways associated with innate immunity and damage repair-associated pathways supports the model of erythroid danger-associated molecular patterns (DAMPs) as key mediators of the pathogenesis of SCD. Our study also generated a novel database of candidate genes, pathways and transcription factors not previously associated with the pathogenesis of SCD that warrant further investigation in models and patients of SCD Mestrado Ciências Biomédicas Mestre em Ciências Médicas CNPQ 400005/2013-1 FAPESP 2014/00984-3

Beef cattle production is a major component of the Brazilian economy and places the country amongst the top worldwide beef producers and exporters. The development and use of composite populations represent a promising alternative to increase production efficiency and quality in beef cattle. The strategic combination of different breeds poses a great opportunity to maximize genetic variability and exploit heterosis and breed complementarity. In order to successfully implement genomic evaluations for beef cattle, various genomic approaches and methodologies need to be investigated. In addition, the majority of genomic models and methods currently used for genomic evaluations were developed based on purebred animals and the knowledge on the use of genomic information in synthetic or composite cattle breeds is still very limited. Therefore, studies investigating more sophisticated methodologies and genomic approaches will enable a more efficient use of the genomic information available for composite breeds and consequently, more accurate breeding values. The overall objectives of this thesis are to: 1) identify genomic regions and potential candidate genes associated with various economically important traits in composite beef cattle populations; 2) investigate genomic selection methodologies and imputation strategies to improve the accuracy of genomic prediction of breeding values in the genetically diverse population of Montana Tropical Composite® cattle. Approximately 4,000 genotyped animals from multiple breeds (Montana, Nellore, Aberdeen Angus, Red Angus, Senepol, and Simmental) and SNP chip panels were available for this research. In summary, this project contributed to the application of genomic approaches to fastener genetic progress for a variety of economically important traits in composite beef cattle and increase the profitability of beef producers. A pecuária e um componente importante da economia brasileira e coloca o país entre os principais produtores e exportadores mundiais de carne bovina. O desenvolvimento e uso de populações de compostos representam uma alternativa promissora para aumentar a eficiência e a qualidade da produção em bovinos de corte. A combinação estratégica de diferentes raças representa uma grande oportunidade para maximizar a variabilidade genética e explorar a heterose e complementaridade entre raças. Para implementar com sucesso avaliações genômicas para bovinos de corte, várias abordagens e metodologias genéticas e genômicas precisam ser investigadas. Além disso, a maioria dos modelos e métodos genômicos atualmente utilizados para avaliações genômicas foram desenvolvidos com base em animais de raça pura e o conhecimento sobre o uso de informações genômicas em raças sintéticas ou compostas de gado ainda e muito limitado. Portanto, estudos que investigam metodologias mais sofisticadas e abordagens genômicas permitirão um uso mais eficiente das informações genômicas disponíveis para raças de raça pura e composta e, consequentemente, predição de valores genéticos genômicos mais acurados. Os objetivos gerais são: 1) identificar regiões genômicas e potenciais genes candidatos associados a várias características econômicas importantes em animais compostos; 2) investigar metodologias de seleção genômica e estratégias de imputação para melhorar a acurácia de predição de valores genéticos genômicos na população geneticamente diversa do composto Montana Tropical®. Aproximadamente, 4.000 genótipos de animais de várias raças (Montana, Nelore, Aberdeen Angus, Red Angus, Senepol e Simmental) em diversas densidades foram utilizados nesta pesquisa. Dessa forma, este trabalho contribuiriu para a viabilidade da aplicação de métodos e abordagens genômicas para o progresso genético para uma variedade de características economicamente importantes em bovinos de corte compostos e a lucratividade dos produtores de carne bovina.

The study of our genome has played an important role in the field of personalized medicine and clinical practice becoming a useful tool to assist the medical community in the early diagnosis and treatment of countless diseases; osteoarthritis (OA) is a complex chronic degenerative joint disease, despite the high prevalence of this disease and its great impact on public health, little is currently known about its etiology and risk of progression. The purpose of this review is to show the advances in genetics in the study of osteoartrosis.The present is a review of the literature of the different aspects in which genetics has developed in the study of osteoartrosis, its scopes and its possible impact on prevention and treatment.The identification of a high number of candidate genes confirms the complex nature of the disease, it seems clear that the degree of expression of different genes is altered between an arthrosic patient and a healthy one. A deeper understanding of the link between the entire genome sequence and the association with well-characterized OA phenotypes will enable the development of biomarkers, report the risk of disease progression and allow better guidance of treatments.El estudio de nuestro genoma ha jugado un papel importante en el campo de la medicina personalizada y la práctica clínica, lo que la convierte en una herramienta útil para ayudar a la comunidad médica en el diagnóstico y tratamiento temprano de innumerables enfermedades. La osteoartrosis (OA) es una enfermedad articular degenerativa crónica compleja; a pesar de su alta prevalencia y gran impacto en la salud pública, actualmente se sabe poco sobre su etiología y riesgo de progresión. El objeto de la presente revisión es mostrar los avances de la genética en el estudio de la osteoartrosis.Revisión de la literatura sobre los diferentes aspectos en donde la genética se ha desarrollado en el estudio de la osteoartrosis, sus alcances y sus posibles repercusiones en la prevención y tratamiento.La identificación de un elevado número de genes candidatos nos confirma la compleja naturaleza de la enfermedad, parece claro que el grado de expresión de diferentes genes está alterado entre un paciente artrósico y uno sano. Una comprensión más profunda del vínculo entre la secuencia de todo el genoma y la asociación con fenotipos bien caracterizados de la OA, permitirá el desarrollo de biomarcadores, informar el riesgo de progresión de la enfermedad y permitir una mejor orientación de los tratamientos.

La Hipertensión Arterial Pulmonar (HAP) es una enfermedad grave y poco frecuente que afecta a las arterias pulmonares de mediano y pequeño calibre, provocando su estrechamiento progresivo. Esto conlleva un aumento de la poscarga en el ventrículo derecho que desencadena Insuficiencia Cardiaca y, si no se corrige, puede llevar a la muerte. En las últimas dos décadas se han producido grandes avances en el conocimiento de las bases genético-moleculares de la HAP, describiéndose una amplia variedad de vías moleculares implicadas. Hasta la fecha, se han relacionado 12 genes con alto nivel de evidencia y 5 genes con menor evidencia. Más aún, las técnicas de secuenciación masiva han permitido la identificación de nuevos genes candidatos. El principal gen relacionado con esta enfermedad codifica la proteína bone morphogenic protein receptor type 2 (BMPR2), un receptor de la super familia transforming growth factor beta (TGF-β). Otros genes implicados en la HAP son: canales de potasio (KCNK3, KCNA5, ABCC8), T-box transcription factor 4 (TBX4), y otros genes de la vía TGF-β/BMP(BMP9/GDF2, SMAD1, SMAD4, SMAD9, BMPR1B). Así mismo, cada vez existe más evidencia de la afectación de otros genes en otras vías patogénicas. Más recientemente, se ha postulado la teoría de “la segunda agresión” debido a la presencia de dos variantes genéticas responsables en una misma persona. Esto hace necesario el uso de técnicas de secuenciación masiva para estudiar un conjunto de genes, todo el exoma e, incluso, todo el genoma...

Orientadora: Prof.a Dra. Gisah Amaral de Carvalho Coorientador no exterior: Prof. Dr. Peter A. Kopp Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Medicina Interna e Ciências da Saúde. Defesa : Curitiba, 29/01/2021 Inclui referências Resumo: O carcinoma familiar não-medular de tireoide (CNMTF) representa cerca de 3-9% de todos os carcinomas de tireoide diferenciados: quando dois ou mais membros da mesma família são identificados com câncer papilífero, folicular, células de Hürthle e/ou anaplásico e não se identifica nenhuma característica sindrômica associada. Entretanto, não há consenso quanto à apresentação clínica do CNMTF nestes pacientes, nem quais seriam os genes envolvidos nessa predisposição. Alguns estudos mostraram uma apresentação mais agressiva nos pacientes com CNMTF do que naqueles com a forma esporádica. Mas outros trabalhos não conseguiram identificar essa diferença. Por esse motivo, um dos objetivos desse trabalho é comparar a apresentação clínica dos pacientes com a forma familiar em relação àqueles com carcinoma não-medular esporádico (CNMTE). Com essa finalidade, selecionamos 39 pacientes cujas famílias apresentavam 2 ou mais parentes de primeiro grau afetados. Foram avaliados dados sobre a idade de início do câncer, sua evolução, o grau de parentesco entre os membros afetados, a análise histológica através de material cirúrgico emblocado em parafina e dados clínicos e laboratoriais para determinação do estadiamento do câncer de tireoide. Foi, também, coletado sangue total para posterior análise genética. Paralelamente, registramos dados referentes a todos os pacientes com carcinoma de tireoide esporádicos seguidos na Unidade de Tireoide do SEMPR-HC-UFPR e selecionamos 119 deles como grupo controle. Além disso, na tentativa de identificar um padrão de variante genômica, foram selecionadas duas famílias com 8 e 5 CNMT e realizadas análise do exoma do sangue periférico, análise comparativa dos exomas e listagem de potenciais genes candidatos para avaliação do padrão de segregação dessas variantes nos demais familiares. Clinicamente, observou-se que o grupo de CNMTF tiveram diagnóstico em idade inferior ao grupo do carcinoma não-medular esporádico (CNMTE) (38,74 ± 14,48 versus 46,65 ± 13,77, p < 0,001), apresentavam um tumor de tamanho menor (18,28 mm ± 13,56 versus 25,27 mm ± 20,39, p = 0,047), e apresentavam mais frequentemente metástase linfonodal (46,2% versus 21,8%, p = 0,007) já ao diagnóstico. Apesar disso, quando avaliado o reestadiamento dinâmico, não houve diferença significativamente estatística entre a evolução do CNMTE e do CNMTF. Do ponto de vista genético, a análise bioinformática mais restrita não identificou nenhuma variante que correspondesse aos critérios estabelecidos e que segregasse em todos os pacientes afetados em uma das famílias. Na segunda família, variantes nãosinônimas nos genes TOR1AIP1, GFI1, MUC16, GPD2, DCLRE1B, MADCAM1, NEFH, CA14, POGZ, RHBG, BCAN, OR6Y1, PFDN2, PRRC2C, AGAP5, ANAPC1, CCDC74B e MUC4 foram identificadas. Abstract: Familial non-medullary thyroid carcinoma (FNMTC) represents around 3-9% of all differentiated thyroid carcinoma. FNMTC is defined when non-medullary thyroid cancer (NMTC) occurs in two or more first-degree relatives and no syndromic sign is identified. NMTC includes papillary, follicular, Hürthle cell and anaplastic thyroid carcinoma. However, there is no consensus about the evolution of these patients. And, in most cases, the genetic pathways are still not known. Some studies support a worse prognosis than sporadic nonmedullary thyroid carcinoma (SNMTC). However, others do not. Therefore, one of our aims is to characterize the FNMTC patients' evolution and compare it with SNMTC. For this purpose, patients who have two or more relatives affected were recruited. Data about cancer (initial diagnosis, evolution, and paraffin blocks), kinship information and blood are being analyzed. In parallel, we collected sporadic thyroid carcinoma data followed in the Thyroid Unit of SEMPR-HC-UFPR. In FNMTC group, the age at diagnosis was earlier in FNMTC (38.74 ± 14.48 versus 46.65 ± 13.77, p < 0.001), the tumor size was smaller (18.28 mm ± 13.56 versus 25.27 mm ± 20.39, p = 0.047), and presented with more lymph node metastasis (46.2% versus 21.8%, p = 0.007) at the diagnosis. Nevertheless, when analyzed the therapy reclassification, there is no difference in outcomes between SNMTC and FNMTC. Furthermore, to identify genetic variants which confer cancer susceptibility, we selected two families with 8 and 5 thyroid cancer patients for performing: the whole exome of peripheral blood; comparative analysis of exomes and list the potential candidate genes; and selection of candidate genes and study the segregation pattern (for individualize the gene/variant is involved in this predisposition). In one of the families, the bioinformatic analysis using strict criteria did not show any candidate variant. In the second family, nonsynonymous variants in the following genes TOR1AIP1, GFI1, MUC16, GPD2, DCLRE1B, MADCAM1, NEFH, CA14, POGZ, RHBG, BCAN, OR6Y1, PFDN2, PRRC2C, AGAP5, ANAPC1, CCDC74B, and MUC4 were identified.

Sunflower broomrape (Orobanche cumana Wallr.) is a holoparasitic plant that causes significat yield losses to sunflower crops. While there are many studies associated with genetic resistance to broomrape in sunflower, the molecular tools that are available for research on O. cumana are very scarce. Genetic resistance to O. cumana in sunflower has been found in most cases following a gene-for-gene interaction, with dominant resistance genes in the host and dominant avirulence genes in the parasite. Due to this interaction, it is importat to know more about what the parasite is like and how it interacts, since a knowledge of both parts of the interaction is important for the development of long-term genetic resistance strategies, taking into account the rapid evolution in the virulence of the parasitic plant. The objectives of this Thesis focused on providing new data and molecular tools on the virulence/avirulence of O. cumana that are the basis for new approaches in the fight against the sunflower broomrape. In this work, SSR (simple sequence repeat) and SNP (single nucleotide polymorphism) molecular markers have been used to develop the first O. cumana genetic linkage map, successfully mapping a gene responsible for color, being the first step in the identification and mapping of other genes of interest. An avirulence gene, AvrHybrid2, has been positioned on the genetic map, thanks to the study of the inheritance of the trait using two O. cumana population currently found in Spain. Although resistance to the parasite has been found mainly qualitative, controlled by dominant genes, continuous racial evolution has given rise to the need for new sources of quantitative resistance. For this reason, a genome-wide association study (GWAS) in sunflower against different O. cumana races has revealed a series of markers associated with resistance and several candidate genes have been identified in these regions. They should be studied in more detail to discover new genes that lead to better and longer lasting sunflower broomrape resistance. El jopo de girasol (Orobanche cumana Wallr.) es una planta holoparásita que causa importantes pérdidas de rendimiento en el cultivo de girasol. Si bien existen muchos estudios asociados con la resistencia genética en el huésped, las herramientas moleculares que se conocen para O. cumana son muy escasas. La resistencia genética a O. cumana se ha encontrado que sigue, en la mayoría de los casos, un modelo gen a gen, con genes dominantes de resistencia en el huésped y genes dominantes de avirulencia en el parásito. Debido a esta interacción, es importante conocer más sobre cómo es el parásito y cómo interactúa, ya que el conocimiento de ambas partes de la interacción es importante para el desarrollo de estrategias de resistencia genética a largo plazo, teniendo en cuenta la rápida evolución en la virulencia de la planta parásita. Los objetivos de esta Tesis se han centrado en aportar nuevos datos, así como herramientas moleculares relacionadas con la virulencia/avirulencia de O. cumana, que sirvan como base para el desarrollo de nuevos enfoques en la lucha contra esta planta parásita. En este trabajo se han utilizado marcadores moleculares de tipo SSR (secuencia de repetición simple) y SNP (polimorfismo de nucleótido simple) para desarrollar el primer mapa de ligamiento genético en O. cumana, mapeando además con éxito, un gen responsable del color, siendo el primer paso en la identificación y mapeo de otros genes de interés. Un gen de avirulencia, AvrHybrid2, ha sido mapeado en el mapa genético, gracias al estudio de la herencia llevado a cabo entre dos poblaciones de O. cumana presentes actualmente en España. Aunque la resistencia al parásito se ha encontrado principalmente cualitativa, controlada por genes dominantes, la evolución racial continua ha dado lugar a la necesidad de utilizar nuevas fuentes de resistencia de carácter cuantitativo. Por este motivo, un estudio de asociación de genoma completo (GWAS) en girasol evaluado frente a diferentes razas de O. cumana, ha revelado una serie de marcadores asociados a resistencia y, se han identificado varios genes candidatos en estas regiones que conviene estudiar con más detenimiento para descubrir nuevos genes. que logren conducir a una mejor y más duradera resistencia a jopo de girasol.

L’interès per els processos eco-evolutius que determinen la capacitat d’expansió de la distribució de les espècies ha incrementat recentment com a conseqüència de l’increment de velocitat del canvi climàtic i global. Alguns treballs teòrics recents suggereixen que la dinàmica demogràfica associada a la expansió condueix a una reducció de la diversitat genètica i de l’acumulació d’al·lels deleteris (càrrega d’expansió), disminuint la capacitat d’adaptació i impedint la pròpia expansió. Els estudis empírics realitzats en condicions naturals per tal de comprovar aquestes prediccions són molt escassos. En aquesta tesi, utilitzem la planta colonitzadora Leontodon longirostris per tal de caracteritzar la dinàmica demogràfica i evolutiva associada a l’expansió de la distribució a la Península Ibèrica al llarg d’un gradient climàtic. En primer lloc, vàrem produir un esborrany del 50% del genoma de l’espècie, que es va usar posteriorment per a seqüenciar 238 individus de 21 poblacions per inferir la història demogràfica de l’espècie i els patrons de diversitat i càrrega genètiques que se’n deriven. Per obtenir evidències fenotípiques sobre les adaptacions, avaluàrem la variabilitat en 42 poblacions per als trets clau del cicle de vida, en concret els relacionats amb el moment de la germinació, la floració i la senescència. Posteriorment utilitzàrem el mateix joc de seqüències descrit anteriorment per buscar senyals genòmiques de selecció, relacionar la variació fenotípica i genètica, i determinar la contribució relativa a l’adaptació de la variació genètica preexistent. Els resultats per als diferents escenaris demogràfics proposats indiquen que la història demogràfica va consistir en una expansió de sud a nord que va implicar la pèrdua de diversitat genètica i l’augment de la càrrega d’expansió. La variabilitat fenotípica observada indica una clina adaptativa per a la majoria dels trets del cicle vital analitzats: els genotips d’hàbitats més secs mostren taxes de germinació més baixes i condicions de germinació més restringides, i les plantes d’hàbitats més càlids i secs emergeixen més tard i floreixen abans. En conseqüència, les plantes que ocupen ambients més àrids, impredictibles i estressants, mostren una vida útil més curta, assoleixen mides reproductores menors, i assignen més biomassa a la reproducció. A nivell genòmic, la comparació dels escombrats selectius entre les poblacions del nucli i les del front d’expansió va proporcionar una evidència addicional sobre el paper dels processos adaptatius durant l’expansió. L’augment significatiu en la proporció de escombrats “”suaus”” a les poblacions del front d’expansió en comparació amb les de la zona de l’origen de l’expansió, suggereix que la variació genètica preexistent ha jugat un paper molt destacat en la ràpida adaptació a les noves condicions ambientals que es troben al llarg de la ruta d’expansió. Identifiquem diversos gens candidats (entre ells, ACS7, MTN2, PHYE i NRT2.7), que actuen principalment en les vies de senyalització relacionades amb la germinació i la floració, i que potencialment intervenen en els canvis fenològics detectats a nivell fenotípic. La precipitació d’estiu i les temperatures d’hivern i primavera semblen ser les forces selectives ambientals clau que impulsen la variació trobada en els gens suposadament involucrats en la germinació i la floració. En general, i contràriament a algunes prediccions teòriques i dades empíriques, en aquest sistema d’estudi la càrrega genètica acumulada durant l’expansió demogràfica no sembla impedir que les poblacions s’adaptin a les noves pressions de selecció. La capacitat d’adaptació, tot i la càrrega genètica observada, probablement sigui deguda a altres processos eco-evolutius associats a altres característiques de l’espècie, entre elles una elevada capacitat de dispersió i un sistema de reproducció de al·logàmia estricta. El interés por los procesos eco-evolutivos que determinan la capacidad de expansión del área de distribución de las especies ha incrementado recientemente debido los efectos del cambio climático. Algunos trabajos teóricos sugieren que la dinámica demográfica asociada conduce a una reducción de la diversidad genética y a la acumulación de alelos deletéreos (carga de expansión), disminuyendo la capacidad de adaptación e impidiendo la propia expansión. Los estudios empíricos realizados en condiciones naturales para comprobar dichas predicciones son muy escasos. En esta tesis, utilizamos la planta colonizadora Leontodon longirostris para caracterizar la dinámica demográfica y evolutiva asociada a la expansión a lo largo de un gradiente climático en la Península Ibérica. En primer lugar, generamos un borrador preliminar de aproximadamente el 50% del genoma de la especie, que se usó posteriormente para secuenciar 238 individuos de 21 poblaciones para inferir la historia demográfica de la especie y los patrones de diversidad y carga genéticas asociados a ésta. Para obtener evidencias fenotípicas sobre las adaptaciones, evaluamos la variabilidad en 42 poblaciones para los rasgos clave del ciclo de vida, en concreto los relacionados con el momento de la germinación, la floración y la senescencia. Posteriormente utilizamos el mismo juego de secuencias descrito anteriormente para buscar señales genómicas de selección, relacionar la variación fenotípica y genética, y determinar la contribución relativa a la adaptación de la variación genética prexistente. Los resultados para los diferentes escenarios demográficos propuestos indican que la historia demográfica consistió en una expansión del sur hacia el norte que acarreó la pérdida de diversidad genética y el aumento de la carga de expansión. La variabilidad fenotípica observada indica una clina adaptativa para la mayoría de los rasgos del ciclo vital analizados: los genotipos de hábitats más secos muestran tasas de germinación más bajas y condiciones de germinación más restringidas, y las plantas de hábitats más cálidos y secos emergen más tarde y florecen anticipadamente. En consecuencia, las plantas que ocupan ambientes más áridos, impredecibles y estresantes, muestran una vida más corta, alcanzan tamaños reproductivos menores, y asignan más biomasa a la reproducción. A nivel genómico, la comparación de los barridos selectivos entre las poblaciones del núcleo y del frente de expansión proporcionó una evidencia adicional sobre el papel de los procesos adaptativos durante la expansión. El aumento significativo en la proporción de barridos “suaves” en las poblaciones del frente de expansión en comparación con las de la zona del origen de la expansión, sugiere que la variación genética preexistente ha jugado un papel muy destacado en la rápida adaptación a las nuevas condiciones ambientales asociadas a la expansión. Identificamos varios genes candidatos (entre ellos, ACS7, MTN2, PHYE y NRT2.7), que actúan principalmente en las vías de señalización relacionadas con la germinación y la floración, y que potencialmente median los cambios fenológicos detectados a nivel fenotípico. La precipitación de verano y las temperaturas de invierno y primavera parecen ser las fuerzas selectivas ambientales clave que impulsan la variación encontrada en los genes supuestamente involucrados en la germinación y la floración. En general, y contrariamente a algunas predicciones teóricas y datos empíricos, en este sistema de estudio la carga genética acumulada durante la expansión demográfica no parece impedir que las poblaciones se adapten a nuevas presiones de selección. La capacidad de adaptación, a pesar de la carga genética observada, probablemente sea debida a otros procesos eco-evolutivos asociados a otras características de la especie, entre ellas una elevada capacidad de dispersión y un sistema de reproducción de alogamia estricta. Eco-evolutionary processes underlying species range shifts are fundamental to understand the distribution of organisms. Interest in such processes, particularly those associated with range expansion, has increased because of unprecedented rates of climate change. Recent theoretical work suggests intrinsic factors, i.e., demographic dynamics, during expansions may lead to reduced genetic diversity and the accumulation of deleterious alleles (expansion load), decreasing the species ability to adapt and thus limiting its expansion and distribution. Yet, empirical field studies testing these predictions in natural settings remain rather scarce and show contrasting results. In this thesis, we use the short-lived colonizing plant Leontodon longirostris to produce new empirical evidence of the evolutionary dynamics and consequences of range expansion in the Iberian Peninsula along a climatic gradient. To that end, we first produced a first genome draft for the species, covering c.a. 50% of the genome, and we use it to sequence 238 individuals from 21 populations in the Iberian Peninsula to infer the demographic history of the species and the patterns of genetic diversity and load associated to the expansion process. Second, to obtain phenotypic evidence for adaptation, we assess the variability in 42 populations for key life history traits related to the timing of germination, flowering, and senescence. Finally, we use the same set of sequences described above, to search for genomic signatures of selection, to relate phenotypic and genetic variation, and to determine the relative contribution of standing and novel genetic variation to adaptation. Our results from the different demographic scenarios tested indicate that the overall demographic history was a northward expansion that, as expected, was accompanied by a loss of genetic diversity and an increase in expansion load. The patterns of phenotypic variability strongly suggest an adaptive cline for most life-history transitions. We find a continuous range of germination behavior and lifecycle variability, from annuality to iteroparity, following a gradient of decreasing aridity. Genotypes from drier habitats show overall lower germination rates and more restricted conditions for germination. Seedlings from warmer and drier habitats emerge later and flower earlier. Consequently, plants from the southern localities, growing in more unpredictable and stressful arid environments, show a shorter lifespan, attain smaller sizes at reproduction, but also allocate more biomass to reproduction. Support for the range-wide role of selective processes leading to adaptation is also provided by genomic analyses. The comparison of selective sweeps between core and range-front populations provides further evidence that adaptation to both novel biotic and abiotic conditions occurred during the northward expansion. The significant increase in the proportion of putative soft sweeps in front populations compared to those in the core range suggests that standing variation has played a prominent role for rapid adaptation to the novel environmental challenges associated with migration into northern habitats. We identify several candidate genes (among them, ACS7, MTN2, PHYE and NRT2.7) mainly acting in signaling pathways related to germination and flowering, and potentially mediating the phenological changes detected at the phenotypic level. Summer precipitation and minimum temperatures of winter and spring seem to be the key environmental cues driving the variation found in genes putatively involved in germination and flowering, respectively. Overall, then, and contrary to some theoretical expectations and empirical data, in this study system the genetic load accumulated during demographic expansion does not seem to prevent the species and its populations to adapt to novel selection pressures. Adaptation in spite genetic load was probably possible due to other eco-evolutionary processes involving some other important traits, among them the high dispersal capacity and the self-incompatible mating system of the species. Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ecologia Terrestre

El objetivo general de esta tesis doctoral fue conocer la diversidad microbiana presente en microhábitats de yacimientos arqueológicos de elevado valor cultural, expuestos constantemente a condiciones ambientales duras y áridas. Se eligieron las pirámides de Djoser y Lahun para llevarlo a cabo, dos de las más antiguas y grandes de la necrópolis de Memphis del antiguo Egipto. El estudio se centró en las bacterias y hongos que habitan las piedras y rocas de estos yacimientos arqueológicos, denominados por sus siglas en inglés, SIB (stone-inhabiting bacteria) y RIF (rock-inhabiting fungi). Se realizaron estudios comparativos microbianos mediante análisis de metabarcoding basado en amplicones, métodos de aislamiento tradicionales de cultivo in vitro y técnicas de microscopía de epifluorescencia. El análisis de metagenómica de ambas pirámides permitió identificar 644 especies de bacterias y 204 de hongos. En los ensayos de aislamiento se identificaron 28 especies bacterianas y 34 de hongos. Un total de 19 especies de bacterias y 16 de hongos dependían exclusivamente del cultivo, mientras que 92 especies de bacterias y 122 de hongos eran independientes del cultivo. Las bacterias más abundantes fueron de los géneros Bacillus, Blastococcus y Planococcus. Los hongos más abundantes fueron Knufia karalitana y Pseudotaeniolina globosa. Se realizó la caracterización morfológica, fisiológica y molecular de la cepa del hongo meristemático negro P. globosa, aislada en la pirámide de Djoser y se comparó con una cepa italiana. Todos los datos confirmaron la coespecificidad de las dos cepas. Sin embargo, la egipcia fue capaz de crecer en rangos más amplios de temperatura y pH que la italiana, así como a niveles extremos de salinidad y mostró mucha más tolerancia al calor y a las radiaciones UV. Sobre la base de los resultados filogenéticos usando cinco marcadores (ITS, nrSSU/18S, nrLSU/28S, BT2 y RPB2), P. globosa se atribuyó a la familia Teratosphaeriaceae (Capnodiales). La cepa egipcia se puede considerar una biovariante bien adaptada a entornos extremos y duros. Asimismo, se diseñaron dos marcadores moleculares específicos para detectar rápidamente y a bajo coste la presencia de Actinobacteria que viven sobre piedras (SIAb) antes de realizar análisis adicionales. La búsqueda de marcadores se centró en la vía de la síntesis de aminoácidos similares a las micosporinas (MAAs). Mediante “minería genómica” se obtuvieron dos genes candidatos: un homólogo de un gen clave en los MAAs y las vías del siquimato conocido como DAHP II (aroF) y otro homólogo del gen Corismato mutasa (cm2). Ambos se encontraron principalmente en Actinobacteria. Después de la calibración los cebadores de nuevo diseño se aplicaron con éxito al ADN ambiental extraído de las pirámides de Djoser y Lahun utilizando PCR cuantitativa. Se concluyó que la diversidad microbiana en ambas pirámides fue mayor de lo esperado, considerando las duras condiciones de los sitios de muestreo. Se confirmó que el mejor enfoque metodológico para estudiar una comunidad microbiana compleja es a través de la combinación de microscopía e identificación molecular para microbios dependientes del cultivo y de métodos de metagenómica para aquellos independientes del cultivo. El potencial efecto biodeteriorante de algunos de los SIB y RIF hallados sobre tan importante patrimonio cultural requiere atención para diseñar planes y buscar soluciones de conservación para limitar su presencia. El desarrollo de nuevos métodos de identificación de SIAb permite un mayor conocimiento de la diversidad de organismos presentes en los monumentos al aire libre ya que puede llevar al descubrimiento de nuevas especies o biovariantes. El conocimiento de los mecanismos precisos de los microorganismos para habitar los monumentos y su papel en el biodeterioro está poco estudiado, lo que exige más investigación en el futuro, tanto a nivel genómico, como transcriptómico y metabólico utilizando enfoques basados en secuenciación de nueva generación y bioinformática. The general objective of this doctoral thesis was to know the microbial diversity present in microhabitats of archaeological sites with high cultural value, constantly exposed to harsh and arid environmental conditions. The pyramids of Djoser and Lahun were chosen to carry it out, two of the oldest and largest in the Memphis necropolis of ancient Egypt. The study focused on the bacteria and fungi that inhabit the stones and rocks of these archaeological sites, known for their acronyms in English, SIB (stone-inhabiting bacteria) and RIF (rock-inhabiting fungi). Microbial comparative studies were carried out using amplicon-based metabarcoding analysis, traditional in vitro culture isolation methods and techniques of epifluorescence microscopy. The metagenomic analysis of both pyramids allowed the identification of 644 species of bacteria and 204 of fungi. In isolation tests, 28 bacterial and 34 fungal species were identified. A total of 19 species of bacteria and 16 of fungi were exclusively culture-dependent, while 92 species of bacteria and 122 of fungi were culture-independent. The most abundant bacteria were of the Bacillus, Blastococcus and Planococcus genera. The most abundant fungi were Knufia karalitana and Pseudotaeniolina globosa. The morphological, physiological and molecular characterization of the strain of the black meristematic fungus P. globosa, isolated in the Djoser pyramid, was carried out and compared with an Italian strain. All data confirmed the conspecificity of the two isolates. However, the Egyptian one was able to grow under broader ranges of temperature and pH than the Italian, as well as extreme levels of salinity, and showed much more tolerance to heat and UV radiation. Based on the phylogenetic results using five markers (ITS, nrSSU/18S, nrLSU/28S, BT2 and RPB2), P. globosa was attributed to the family Teratosphaeriaceae (Capnodiales). The Egyptian strain can be considered a biovar well-adapted to extreme and harsh environments. In addition, two specific molecular markers were designed to detect inhabiting Actinobacteria (SIAb) the presence of stone quickly and inexpensively prior to further testing. The search for markers focused on the pathway for the synthesis of mycosporine-like amino acids (MAAs). Through “genomic mining”, two candidate genes were obtained: a homologue of a key gene in the MAAs and the shikimate pathways known as DAHP II (aroF) and another homologue of the Chorismate mutase gene (cm2). Both were found mainly in Actinobacteria. After calibration, the newly designed primers were successfully applied to environmental DNA extracted from the pyramids of Djoser and Lahun using quantitative PCR technique. It was concluded that the microbial diversity in both pyramids was higher than expected, considering the harsh conditions of the sampling sites. It was confirmed that the best methodological approach to study a complex microbial community is through the combination of microscopy and molecular identification for culture-dependent microbes and metagenomic methods for culture-independent ones. The potential bio-deteriorating effect of some of the SIBs and RIFs found on such an important cultural heritage sites requires attention to design conservation plans and find solutions to limit their presence. The development of new identification methods for SIAb allows a greater understanding of the diversity of organisms present in outdoor monuments, as it can lead to the discovery of new species or biovariants. The knowledge of the precise mechanisms of microorganisms to inhabit monuments and their role in biodeterioration is little studied, which requires more research in the future, both at the genomic, transcriptomic and metabolic levels using approaches based on next generation sequencing and bioinformatics.

El melanoma uveal (MU), es el tumor intraocular primario más común en adultos. A pesar de los grandes avances en cuanto al tratamiento local, aproximadamente un 50% de los pacientes desarrolla metástasis, fundamentalmente hepática. Generalmente, el MU se manifiesta como un tumor unilateral, aunque se han descrito casos de melanoma uveal bilateral primario (MUB) que sugieren la existencia de una posible predisposición genética. En la presente tesis doctoral, se ha abordado el estudio de las bases genéticas del MU desde diferentes perspectivas. Se llevó a cabo una estrategia de secuenciación masiva para identificar posibles genes candidatos a explicar la susceptibilidad genética frente a MUB. Asimismo, trataron de establecerse grupos/subgrupos pronóstico asociados a la presencia de alteraciones cromosómicas y mutaciones somáticas a nivel tumoral.

Tesis doctoral presentada para optar al grado de Doctor por la Universidad de Sevilla. Departamento de Genética.--28-10-2021, La integridad del genoma es un requisito indispensable para la correcta transmisión de la información genética de una célula a su descendencia. De hecho, evolutivamente, nuestras células han desarrollado numerosos procesos que actúan de forma coordinada para evitar o resolver amenazas que puedan potencialmente comprometer la estabilidad del genoma. Tanto agentes genotóxicos externos como aquellos derivados del propio metabolismo celular procedentes de procesos básicos como la replicación, transcripción y recombinación pueden ser causantes de inestabilidad genómica. Generalmente, la inestabilidad del genoma se manifiesta en forma de mutaciones y reordenamientos cromosómicos, siendo incluso una característica asociada a predisposición a cáncer y envejecimiento. La transcripción es un proceso esencial para la proliferación y supervivencia celular que a su vez supone un riesgo para la integridad del genoma por diversos motivos. Como consecuencia de la transcripción tienen lugar cambios topológicos en el ADN que dan lugar a ADN de cadena sencilla, el cual es más susceptible a sufrir daños que el ADN de cadena doble. Además, la maquinaria de transcripción puede ser un obstáculo para otros procesos esenciales como la replicación, causando roturas en el ADN, recombinación y, en consecuencia, reordenaciones cromosómicas. Otra de las causas más estudiadas es la formación de bucles R (en inglés R loops), estructuras formadas por un híbrido de ARN-ADN y la cadena sencilla de ADN desplazada. La formación de estas estructuras tiene lugar durante la transcripción cuando el transcrito de ARN naciente invade hibridando con su hebra molde de ADN, desplazando así la hebra no transcrita como ADN de cadena sencilla. A pesar de que los R loops pueden desempeñar funciones en procesos fisiológicos actuando como estructuras intermediarias, se ha demostrado que pueden llegar a ser una amenaza para la expresión génica y la integridad del genoma. En esta tesis nos centramos en la búsqueda de nuevos factores que puedan estar implicados en la inestabilidad genómica dependiente de la formación de R loops., Para ello, hemos llevado a cabo un escrutinio de alto rendimiento con microscopía de fluorescencia en células humanas con una colección de ARN interferentes dirigidos contra posibles genes diana de fármacos. Hemos empleado una línea celular especial que contiene un cassette para la expresión controlada de la enzima citidina deaminasa (AID) como herramienta para la detección indirecta de híbridos ARN-ADN combinada con la medida de daño en el ADN. Mediante esta aproximación hemos identificado 46 genes candidatos relacionados con procesos como transcripción, biogénesis del ARN, ciclo celular, degradación de proteínas y traducción, entre otros. Hemos llevado a cabo una caracterización en mayor detalle de 7 de los candidatos obtenidos para estudiar el posible efecto de su silenciamiento en la acumulación de R loops y daño en el ADN. Según los resultados obtenidos, decidimos centrarnos en dos factores con funciones diferentes: MeCP2, una proteína de unión a ADN metilado, y DDX47, una helicasa de ARN localizada en el nucléolo. El silenciamiento de MECP2 da lugar a un aumento de híbridos a nivel global en el nucleoplasma y en concreto, en genes con altos niveles de híbridos previamente descritos, así como en genes cuya expresión depende de MeCP2. El fenotipo de acumulación de bucles de ARN observado podría estar asociado al papel de MeCP2 en la regulación de la transcripción y en la condensación de la cromatina. Hemos estudiado en profundidad el papel de DDX47 en la homeostasis de los R loops y el efecto que tiene esta helicasa en la estabilidad del ADN. DDX47 se localiza fundamentalmente en el nucléolo y se recluta a la cromatina tanto en el locus del ADN ribosómico como en genes transcritos por la ARN polimerasa II (RNAPII). Esta unión a la cromatina es consistente con la acumulación de híbridos tanto en el ADN ribosómico como en genes transcritos por RNAPII. El silenciamiento de DDX47 produce una reducción del área total nucleolar, afecta parcialmente al reclutamiento de la ARN polimerasa I en el rDNA, y reduce drásticamente la transcripción en el nucléolo, sugiriendo un posible papel de esta helicasa nucleolar no sólo en el procesamiento del ARN sino también en la transcripción. Así mismo el silenciamiento de DDX47 está asociado a un incremento de las colisiones replicación-transcripción, lo cual podría contribuir a la inestabilidad genética observada. En colaboración con el laboratorio del Dr. Xue Xiaoyu en la Universidad de Yale, hemos descubierto que DDX47 es una helicasa de ARN-ADN capaz de resolver híbridos y estructuras R loops in vitro. En paralelo hemos demostrado que la sobreexpresión de DDX47 suprime fenotipos de acumulación de híbridos en células con niveles reducidos de factores previamente implicados en la prevención/resolución de estas estructuras. Nuestros resultados confirman que DDX47 es una helicasa conservada con capacidad para resolver híbridos ARN-DNA in vivo. Esta tesis nos ha permitido identificar a MECP2 y DDX47 como nuevos factores implicados en la homeostasis de los R loops y necesarios para prevenir la inestabilidad genómica dependiente de híbridos de ARN-DNA.

Els sòls salins-alcalins produeixen efectes més perjudicials que les sals neutres, reduint severament la productivitat de les plantes. Contràriament, l'objectiu agronòmic d'aquest segle consisteix a augmentar les produccions agrícoles per alimentar a una població creixent. Aquest estudi té com a objectiu explorar els mecanismes fisiològics, moleculars i genètics subjacents a les diferències en el rendiment de les plantes en condicions alcalines-salines utilitzant poblacions naturals d' A. thaliana de Catalunya i del món. En el capítol I, les respostes fisiològiques d' ecotips catalans d' A. thaliana contrastats, A1(c+) tolerant als carbonats i T6(c-) sensible, es van sotmetre a tractaments alcalins (alt pH vs bicarbonat) sota condicions hidropòniques. En ambdues poblacions, el tractament de NaHCO3 és més perjudicial que el pH alcalí aconseguit per amortidor orgànic. La població tolerant, transloca més nutrients, manté nivells més alts de clorofil·la, creix més i produeix més síliqües que la població sensible sota condicions d'alcalinitat. En el segon capítol, l'anàlisi del transcriptoma es va realitzar utilitzant plantes A1(c+) i T6(c) exposades durant 3h o 48h a l'estrès per pH (pH 5.9 vs pH 8.3) i alcalinitat (10 mM NaHCO3 a pH 8.3). Els nostres resultats indiquen que les plantes presenten diferències en la resposta de pH elevat vs HCO3-. A més, les fulles de plantes tolerants al carbonat no presenten una deficiència de ferro tan ràpidament com les sensibles. En les fulles A1(c+), l'activació d'altres gens relacionats amb la percepció de l'estrès, la transducció del senyal, els glucosinolats, l'adquisició de sofre i el cicle cel·lular donen una resposta eficient a l'estrès per bicarbonats i precedeix la inducció dels mecanismes d'homeòstasi de ferro. En les poblacions de Catalunya, la tolerància de les plantes als sòls calcaris és conduïda pel contingut de CaCO3 al sòl natiu. Per tal de testar si és aplicable a nivell mundial, en el capítol III, 360 poblacions d’ A. thaliana es van cultivar en sòls amb nivells de CaCO3 contrastats. Les plantes amb un creixement relatiu més alt en sòls calcaris són capaces de prendre més sofre, zinc i fòsfor. Aquests fenotips es van utilitzar per realitzar un estudi d'associació del genoma. La validació de gens candidats es va realitzar utilitzant línies de T-ADN utilitzant el genoma de referència Col-0 conreades de nou en sòls calcaris contrastats. El fenotip Zn, apunta a un transportador vacuolar malat, TDT, com un important regulador negatiu del contingut de nutrients minerals i de la regulació del pH en sòls calcaris. El capítol IV aborda la interrupció de la distribució d'A. thaliana al llarg de la costa catalana, que es superposa amb la presència de sòls alcalino-salins, suggerint que els mecanismes de tolerància envers als sòls alcalino-salins no es troben presents en aquesta espècie. Per provar aquesta hipòtesi, les poblacions locals de A. thaliana es van testar en jardins comuns durant diversos anys. Tanmateix, es van repetir els experiments a hivernacle utilitzant sòls alcalins naturals. La germinació va ser severament inhibida, especialment en plantes amb baix contingut de CaCO3 en el seu sòl natiu. L' estat nutricional i el nombre de síliqües eren més alts en les poblacions de regions amb nivells moderats de salinitat i bicarbonat en els seus sòls natius. En conclusió, les plantes responen diferencialment entre els tractaments d'alt pH i bicarbonat. Les línies sensibles detecten ràpidament deficiència de nutrients sota tractaments alcalins. L'estrès alcalí-salí produeix efectes més severs que l'estrès salí, i la germinació es veu fortament afectada especialment en les poblacions costaneres adaptades a sols salins silícics. Això podria ser una possible explicació en la manca de presència i distribució d'Arabidopsis thaliana en sòls alcalins dins la costa catalana. Los suelos salinos-alcalinos producen efectos más perjudiciales en las plantas que las sales neutras, reduciendo severamente la productividad de las plantas. Contrariamente al objetivo agronómico de este siglo que consiste en aumentar las producciones agrícolas debido a una demanda creciente. Este estudio tiene como objetivo explorar los mecanismos fisiológicos, moleculares y genéticos subyacentes a las diferencias en el rendimiento de las plantas en condiciones alcalinas-salinas utilizando poblaciones naturales de A. thaliana de Cataluña y del mundo. En el capítulo I, las respuestas fisiológicas de ecotipos catalanes de A. thaliana contrastados, A1(c+) tolerante a los carbonatos y T6(c-) sensible, se sometieron a tratamientos alcalinos (alto pH vs bicarbonato) bajo condiciones hidropónicas. En ambas líneas, el tratamiento de NaHCO3 es más perjudicial que el pH alcalino. La población tolerante, transloca más nutrientes, mantiene niveles más altos de clorofila, crece más y produce más silicuas que la población sensible bajo condiciones alcalinas. En el segundo capítulo, el análisis del transcriptoma se realizó utilizando plantas A1(c+) y T6(c-) expuestas durante 3h o 48h al estrés por pH (pH 5.9 vs pH 8.3) y alcalinidad (10 mM NaHCO3 a pH 8.3). Nuestros resultados indican las plantas presentan diferencias en la respuesta pH elevado vs HCO3-. Además, las hojas de plantas tolerantes con el carbonato no presentan una deficiencia de hierro tan rápidamente como las sensibles. En las hojas A1(c+), la activación de otros genes relacionados con la percepción del estrés, la transducción de la señal, los glucosinolatos, la adquisición de azufre y el ciclo celular dan una respuesta eficiente al estrés por bicarbonatos y precede la inducción de los mecanismos de homeostasis de hierro. En las poblaciones de Cataluña la tolerancia de las plantas a los suelos calcáreos es conducida por el contenido de CaCO3 al suelo nativo. Con el fin de testar si es aplicable a nivel mundial, en el capítulo III, 360 poblaciones de A. thaliana se sembraron en suelos con niveles de CaCO3 contrastados. Las plantas con un crecimiento relativo más alto en suelo calcáreo eran capaces de tomar más azufre, zinc y fósforo. Estos fenotipos se utilizaron para realizar un estudio de asociación del genoma. La validación de genes candidatos se realizó utilizando líneas de T-ADN utilizando el genoma de referencia de Col-0 cultivadas de nuevo en suelos calcáreos contrastados. El fenotipo Zn, apunta a un transportador vacuolar malato, TDT, como un importante regulador negativo del contenido de nutrientes minerales y la regulación de pH en suelos calcáreos. El capítulo IV aborda la interrupción de la distribución de A. thaliana a lo largo de la costa catalana, que se superpone con la presencia de suelos alcalino-salinos, sugiriendo que los mecanismos de tolerancia para suelos alcalino-salinos no están presentes en esta especie. Para probar esta hipótesis, las poblaciones locales de A. thaliana se testaron en jardines comunes durante varios años. Los experimentos se repitieron en invernadero utilizando suelos alcalinos naturales. La germinación fue severamente inhibida, especialmente en plantas con bajo contenido de CaCO3 en su suelo nativo. El estado nutricional y el número de silicuas eran más altos en las demás regiones con niveles moderados de salinidad y bicarbonato en sus suelos nativos. En conclusión, las plantas responden diferencialmente entre los tratamientos de alto pH y bicarbonato. Las líneas sensibles detectan rápidamente deficiencia de nutrientes bajo tratamientos alcalinos. El estrés alcalino-salino produce efectos más severos que el estrés salino, y la germinación se ve fuertemente afectada especialmente en la población costera adaptada a suelos salinos silíceos. Esto podría ser una posible explicación de la falta de distribución de Arabidopsis thaliana en suelos alcalinos en la costa catalana. Saline-alkaline soils produce more harmful effects in plants than neutral salts, severely reducing plant productivity. This reduction in fitness is opposite to the agronomic objective of this century, which consists of increasing agricultural productions to feed a growing population. This study aims to explore the physiological, molecular, and genetic mechanisms underlying the differences in plant performance under alkaline-saline conditions using natural populations of A. thaliana from Catalonia, on one hand, and the worldwide distributed stock center collection on the other. In chapter I, physiological responses from a moderate-carbonate tolerant A1 (c+) and a sensitive T6(c-) A. thaliana deme (small strands) from Catalonia were determined in plants submitted to alkaline treatments (high pH vs bicarbonate) under hydroponic conditions. In both demes the NaHCO3 treatment was more harmful than alkaline pH alone achieved by organic buffer. The tolerant deme translocated more nutrients, maintained higher chlorophyll levels, had better growth performance and consequently had a higher siliqua production under alkalinity than the sensitive deme. A quick activation of genes related to iron uptake was found in the roots of the tolerant line. Differences in physiological traits under alkaline treatment indicate differences at the transcriptomic level. In the second chapter of this dissertation, RNA-sequencing in leaves and microarray in roots were performed in plants exposed for 3h or 48h to either pH stress alone (pH 5.9 vs pH 8.3) or pH and alkalinity (10 mM NaHCO3 at pH 8.3). Differences in plant responses to high pH vs bicarbonate were detected. Our results indicate that leaves of carbonate-tolerant plants do not sense iron deficiency as fast as sensitive ones. In A1(c+) leaves, the activation of other genes related to stress perception, signal transduction, glucosinolates, sulfur acquisition, and cell cycle yield an efficient response to bicarbonate stress and precedes the induction of iron homeostasis mechanisms. Across the Catalonia populations, plant tolerance to calcareous soils was found to be driven by the native soil CaCO3 content. To see whether this also applies to a worldwide distribution scale, in Chapter III, 360 A. thaliana populations were sown in natural soils with contrasted CaCO3 concentrations. Plants with higher relative growth on calcareous soil were able to take up more sulfur, zinc and phosphorous. These phenotypes were used to perform a Genome Association Study. Candidate gene validation was performed using T-DNA lines in Col-0 background grown again in contrasted calcareous soils from the study area. The Zn phenotype, points to a malate vacuolar transporter, TDT, as an important negative regulator of mineral nutrient content and pH regulation on calcareous soils. Chapter IV addresses the fact that the disruption of A. thaliana distribution along the Catalan coast overlaps with the presence of alkaline-saline soil spots, suggesting that tolerance mechanisms to saline calcareous soils are not present in this plant species. To test this hypothesis, local A. thaliana populations were tested in multiyear small-scale common gardens and greenhouse experiments using natural alkaline-saline soil. Overall, germination was severely inhibited, especially in plants with low CaCO3 content in their native soil. Nutrition status and silique number were higher in demes from regions with moderate levels of both salinity and bicarbonate in their native soils. In conclusion, differences in plant responses were found between high pH and bicarbonate treatments. Under bicarbonate exposure, shoots of sensitive plants detect nutrient deficiency earlier than tolerant ones as tolerants maintain more efficient transport mechanisms. Alkaline-saline stress produces more deleterious effects than the single stress factors. Germination is severely reduced by alkaline salinity, especially in coastal populations adapted to saline siliceous soils. This could be a possible explanation for absence of Arabidopsis thaliana on coastal alkaline soils in NE Catalonia. Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Biologia i Biotecnologia Vegetal

La enfermedad por coronavirus 19 (COVID-19) es un síndrome respiratorio infeccioso producido por el virus SARS-CoV-2. Su rápida propagación y el elevado número de fallecidos la convirtió en pandemia en marzo de 2020 siendo una seria amenaza para la salud pública y la economía global. Actualmente, existen vacunas para la prevención de la enfermedad, pero no existe un tratamiento específico y las medidas terapéuticas se centran en paliar los síntomas. Además, los mecanismos moleculares involucrados en la infección son bastante desconocidos. Este proyecto consistió en un estudio bioinformático con el objetivo de mejorar el conocimiento sobre esta enfermedad. En un primer bloque, se recopilaron y procesaron los datos del interactoma humano, del interactoma SARS-CoV-2- humano, del interactoma SARS-CoV-2 y de las vías moleculares humanas. En el segundo bloque, se realizó un análisis estadístico de los datos a fin de identificar los mecanismos moleculares más relevantes en la infección y los productos génicos candidatos para la intervención terapéutica. Se reportaron 358 vías moleculares candidatas y 5 genes candidatos (MAVS, DDX58, IFIH1, TBK1 y RAB14) que podrían considerarse como "targets" potenciales para el desarrollo de fármacos en futuros estudios. Algunas vías moleculares, como aquellas asociadas a la ubicación proteica en los cuerpos de Cajal y la organización del centrosoma, no se habían asociado a la enfermedad previamente y pueden ser la base de futuras investigaciones. The 2019 novel coronavirus disease (2019) is an infectious respiratory syndrome caused by a novel virus coronavirus strain, SARS-CoV-2. In March 2020, COVID-19 became pandemic due to the quick spread and high mortality worldwide and it is a serious problem to global public health and economy. Vaccines have been developed to prevent infection but there is not a specific treatment against COVID-19 beyond therapies to symptom alleviation. Therefore, the molecular mechanism underlaying COVID-19 are largely unknown. Here, we developed a bioinformatic study to get a better understanding of the SARS-CoV-2 infection. The first block was a recompilation and processing of human interactome, SARS-CoV-2-human interactome, SARS-CoV-2 interactome and human molecular pathways. The second block was a statistical data analysis to identify the human molecular pathways associated with COVID19 and the candidate gene products to drug discovery. Statistical data analysis discovered 358 human molecular pathways and 5 genes (MAVS, DDX58, IFIH1, TBK1 y RAB14) that can be considered as potential candidates for drug targets in future studies. Some molecular pathways related with centrosome organization and protein localization in Cajal bodies have not been reported in previous studies and they could be the beginning of new research projects. La malaltia per coronavirus 19 (COVID-19) és una síndrome respiratòria infecciosa produït pel virus SARS-CoV-2. La seva ràpida propagació i l'elevat número de morts la va convertir en pandèmia al març de 2020 sent una seriosa amenaça per a la salut pública i l'economia global. Actualment, existeixen vacunes per a la prevenció de la malaltia, però no existeix un tractament específic i les mesures terapèutiques se centren en pal·liar els símptomes. A més, els mecanismes moleculars involucrats en la infecció són bastant desconeguts. Aquest projecte va consistir en un estudi bioinformàtic amb l'objectiu de millorar el coneixement sobre aquesta malaltia. En un primer bloc, es van recopilar i van processar les dades del interactoma humà, del interactoma SARS-CoV-2- humà, del interactoma SARS-CoV-2 i de les vies moleculars humanes. En el segon bloc, es va realitzar una anàlisi estadística de les dades a fi d'identificar els mecanismes moleculars més rellevants en la infecció i els productes gènics candidats per a la intervenció terapèutica. Es van reportar 358 vies moleculars candidates i 5 gens candidats (MAVS, DDX58, IFIH1, TBK1 i RAB14) que podrien considerar-se com "targets" potencials per al desenvolupament de fàrmacs en futurs estudis. Algunes vies moleculars, com aquelles associades a la ubicació proteica en els cossos de Cajal i l'organització del centrosoma, no s'havien associat a la malaltiaprèviament i poden ser la base de futures recerques.

Orientador: Anete Pereira de Souza Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A cana-de-açúcar é utilizada principalmente na produção de açúcar e etanol. As cultivares atuais são originárias de uma série de hibridizações naturais e artificiais e retrocruzamentos. Esse processo de domesticação e melhoramento resultou em um genoma altamente complexo, com elevados níveis de ploidia e aneuploidia, além de um genoma de aproximadamente 10 Gb. Sorgo, além de possuir alta sintenia com cana-de-açúcar, é o ancestral mais próximo com genoma completamente sequenciado e anotado. A presente tese teve como objetivo estudar as diferenças genéticas, a arquitetura gênica e a expressão gênica de uma região do genoma de cana-de-açúcar, assim como gerar ferramentas moleculares para este e outros estudos envolvendo o genoma desta espécie. Genes de cópia única foram buscados em transcritos de arroz, milho e sorgo e o resultado comparado com sequências expressas de cana-de-açúcar. Treze genes candidatos foram encontrados, dos quais o gene HP600 (em sorgo Sobic.003G221600) encontrava-se, além de em provável cópia única, em um QTL localizado em sorgo para Brix. Foi construída uma biblioteca de BAC para a variedade SP80-3280 e outra para a IACSP93-3046, com o objetivo de acessar o genoma de cana-de-açúcar. Foram desenvolvidos dois métodos de seleção de clones: macroarranjos (desenvolvido para ambas as bibliotecas) e mistura ordenada de clones (Pool3D ¿ desenvolvido para metade da biblioteca SP80-3280). As bibliotecas de BACs das variedades SP80-3280 e IACSP93-3046 resultaram em 221.184 e 165.888 clones, ambas com um tamanho médio de 110 kb, representando aproximadamente 2,4 e 1,8 vezes o genoma de cana-de-açúcar, respectivamente. Os treze genes foram utilizados para selecionar BACs nas duas bibliotecas utilizando macroarranjos e o Pool3D na biblioteca SP80-3280. Os BACs resultantes dos dois métodos de seleção da biblioteca da SP80-3280 para o gene HP600 foram utilizados para estudar a arquitetura gênica e transcritos do gene para estudar a expressão gênica em cana-de-açúcar. O gene da Proteína Centromérica C (CENP-C) foi encontrado ao lado do gene HP600 em cana-de-açúcar e sorgo, e ambos foram utilizados para exemplificar a expressão alélica e o comportamento genômico e genético. Os genes HP600 e CENP-C foram encontrados em dois grupos cromossômicos homeólogos. O primeiro grupo (Region01), com ploidia oito, representa a região sintênica de Sorghum bicolor, com todos os haplótipos dos dois genes expressos, porém os haplótipos do HP600 exibiram expressão diferencial. O segundo grupo de homeologos (Region02), com ploidia dez, é uma região formada a partir de diferentes genes não-colineares com sorgo contendo duplicações dos genes HP600 e CENP-C (parálogos). Essa duplicação ocorreu após a separação de sorgo e cana-de-açúcar, resultando em um pseudogene HP600 não expresso e uma versão fusionada e recombinada do CENP-C com um terceiro gene (ortólogo do Sobic.003G299500) com pelo menos dois haplótipos quiméricos expressos. O mapa genético evidenciou que marcadores em regiões duplicadas são incorporados ao mapa com distância genética enviesadas, afetando diretamente o mapeamento genético. Esta tese apresenta a complexidade envolvida na genética, genômica e expressão gênica de cana-de-açúcar e na dinâmica genômica e alélica, o que pode ser útil para a compreensão de outros genomas poliploides Abstract: Sugarcane is mainly used in the production of sugar and ethanol. The contemporaneous cultivars originate from a series of natural and artificial hybridizations and backcrossing. The process of domestication and breeding resulted in a complex genome with high levels of ploidy, aneuploidy and approximately 10Gb genome. In addition, Sorghum has high sintenia with sugarcane and it is the closest ancestor with genome completely sequenced and annotated. The aim of this thesis was to study the genetic architecture, genomic and gene expression of a region in sugarcane, as well as generate molecular tools involving sugarcane genome. Single copy genes were searched in rice, maize and sorghum transcripts and the result compared to expressed sequences of sugarcane. Thirteen candidates¿ genes were found, which the HP600 gene (in sorghum Sobic.003G221600) was in silgle copy and also located in a QTL in sorghum for Brix. A BAC library was constructed for the sugarcane SP80-3280 variety and another for IACSP93-3046 with the objective of accessing the sugarcane genome. Two methods of clone selection were developed: macroarrays (developed for both libraries) and orderly clone mixing (Pool3D - developed for half of the SP80-3280 library). The BAC libraries construction of the varieties SP80-3280 and IACSP93-3046 resulted in 221,184 and 165,888 clones, both with an average size of 110 kb, representing approximately 2.4 x and 1.8 x the sugarcane genome, respectively. The thirteen genes were used to select BACs from both libraries using macroarrays and the Pool3D selection of the SP80-3280 library. The BACs of the SP80-3280 library resulting from the two selections for the HP600 gene were used to study the genomic architecture and transcripts of the gene to study the genic expression in sugarcane. The gene of Centromeric Protein C (CENP-C) was found side-by-side the HP600 gene in sugarcane and sorghum, and both were used to exemplify allelic expression and genomic and genetic behavior. The HP600 and CENP-C genes were found in two homeologue chromosomic groups. The first group (Region01), with ploidy eight, represents the synthenic region of Sorghum bicolor, with all the haplotypes of the two genes expressed, but the HP600 haplotypes exhibited differential expression. The second group of homoelogues (Region02), with ploidy ten, is a region formed from different non-collinear genes with sorghum containing duplications of the HP600 and CENP-C genes (paralogues). This duplication occurred after sorghum and sugarcane separation, resulting in an HP600 pseudogene and a fused and recombined version of CENP-C with a third gene (ortholog of Sobic.003G299500), with at least two expressed chimeric haplotypes. The genetic map evidenced that markers in duplicate regions are mapped in linkage groups with bias in the genetic distance, affecting the genetic mapping. This thesis presents the complexity involved in genetics, genomics and gene expression of sugarcane and in genomic and allelic dynamics, which may be useful for understanding other polyploid genomes Doutorado Genética Vegetal e Melhoramento Doutor em Genética e Biologia Molecular FAPESP 2010/50119-6 CNPQ 142950/2010-0 CAPES

Orientadores: Patricia Jacqueline Thyssen, Tatiana Teixeira Torres Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Calliphoridae (Insecta, Diptera, Oestroidea) é uma família de moscas bastante numerosa, com aproximadamente 1.500 espécies descritas e distribuídas mundialmente, das quais ao menos 120 estão presentes na região Neotropical. Entre seus integrantes tem sido registrada uma grande diversidade de hábitos alimentares (= fenótipos) e, por esta razão, ganham destaque nos campos médico, veterinário, sanitário, econômico e forense, em particular as espécies "Chrysomya albiceps" (Wiedemann, 1819), "Chrysomya megacephala" (Fabricius, 1794), "Cochliomyia hominivorax" (Coquerel, 1858), "Cochliomyia macellaria" (Fabricius, 1775), "Lucilia cuprina" (Wiedemann, 1830) e "Lucilia eximia" (Wiedemann, 1830). Objetivando investigar e traçar um perfil epidemiológico para as espécies selecionadas para este estudo, foram compilados da literatura casos de miíases no Brasil, e registrados outros em campo, com foco na bionomia dos agentes envolvidos. Estudos de expressão gênica em escala genômica permitem a descoberta de elementos funcionais do genoma relacionados a diferentes fenótipos manifestados pelos organismos. Calliphoridae se contextualiza como um excelente grupo alvo para buscar compreender como se efetiva a diversidade fenotípica de hábitos alimentares, especialmente no que diz respeito aos mecanismos envolvidos com a procura de recursos, pelos adultos, e ao desenvolvimento das formas imaturas. Assim, ensaios alimentares, com as formas imaturas, e experimentos de dupla escolha, com fêmeas adultas grávidas das seis espécies de califorídeos, foram conduzidos in vitro para observar possíveis diferenças quando os espécimes eram expostos aos recursos "modo parasitário" ou "modo necrofágico". Adicionalmente, a metodologia do RNA-seq foi usada para investigar genes candidatos que possam estar envolvidos no hábito alimentar de C. hominivorax. Os imaturos, tanto das espécies classificadas como necrófagas quanto parasitas facultativas, completaram seu desenvolvimento nos dois tipos de dietas. A espécie parasita obrigatória, C. hominivorax, completou seu desenvolvimento apenas no recurso "modo parasitário". Diante da escolha das fêmeas foi possível classificar C. hominivorax como parasita obrigatória; C. albiceps, L. cuprina e L. eximia como parasitas facultativas; e C. macellaria e C. megacephala como necrófagas. Foi observado um comportamento de aversão das larvas de C. hominivorax ao substrato "modo necrofágico", o que poderia ser a chave para explicar a especialização dos imaturos desta espécie. Na comparação dos perfis de expressão associados às respostas aos substratos foram recuperados 1.798 genes diferencialmente expressos, dos quais 336 foram selecionados como candidatos para estudos futuros. A análise do RNA-seq evidenciou alguns genes não anotados, membros da família Osiris e genes ligados a vias estruturais da cutícula muito expressos em larvas em processo de aversão. Por outro lado, os genes menos expressos estão envolvidos em vias de armazenamento. Genes que participam de vias quimiossensoriais como membros do grupo dos receptores gustatórios (GRs), proteínas ligantes a odores (OBPs) e receptores ionotrópicos (IRs) também foram encontrados. O presente estudo fornece informações relevantes para o entendimento do hábito alimentar de imaturos e adultos de espécies de califorídeos e uma investigação em dados genômicos de C. hominivorax em resposta a uma dieta alimentar contrastante ao seu hábito parasita, permitindo uma identificação de genes potencialmente relacionados ao hábito alimentar do parasitismo obrigatório Abstract: Calliphoridae (Insecta, Diptera, Oestroidea) is a speciouse family of flies, with approximately 1,500 species described and distributed worldwide, of which at least 120 are present in the Neotropical region. Among its members a great diversity of feeding habits (= phenotypes) has been registered and, for this reason, these flies gain importance in the medical, veterinary, sanitary, economic and forensic fields, in particular the species "Chrysomya albiceps" (Wiedemann, 1819), "Chrysomya megacephala" (Fabricius, 1794), "Cochliomyia hominivorax" (Coquerel, 1858), "Cochliomyia macellaria" (Fabricius, 1775), "Lucilia cuprina" (Wiedemann, 1830) e "Lucilia eximia" (Wiedemann, 1830). In order to investigate and draw an epidemiological profile for the species chosen for this study, cases of myiasis in Brazil were compiled from the literature, and recorded in the field, focusing on the bionomy of the agents involved. Gene expression studies allow the discovery of functional elements of the genome related to different phenotypes manifested by organisms. Calliphoridae are an excellent model group to pursue studies seeking to understand the origins of the phenotypic diversity of feeding habits, especially with regard to the mechanisms involved in the development of immature forms and the search for resources by adults. Thus, immature assays and two-choice experiments with pregnant adult females of the six blowflies species were conducted in vitro to observe possible differences when the specimens were exposed to parasite-like or necrophagous-like resources. Additionally, the RNA-seq methodology was used to investigate candidate genes that may be involved in the feeding habit of C. hominivorax. The immature, both species classified as necrophagous and facultative parasites completed their development in the two types of diet. The species classified as an obligate parasite, C. hominivorax, has completed its development only in the parasite-like diet. In the two-choice experiments, it was possible to classify C. hominivorax as an obligate parasite, C. albiceps, L. cuprina and L. eximia as facultative parasites and C. macellaria and C. megacephala as necrophagous. An aversion behavior of C. hominivorax larvae to the decomposing substrate was observed, which could be the central to explain the specialization of immature of C. hominivorax. In the comparison of expression profiles associated with responses to substrates, 1,798 differentially expressed genes were recovered, of which 336 were selected as candidates for future studies. Differentially expressed genes included some unannotated genes, members of the Osiris family and, genes linked to structural functions of the cuticle highly expressed in larvae with aversion to the necrophagous- like diet. On the other hand, the less expressed genes in larvae with aversion to the necrophagous-like diet are involved in storage functions. Genes with chemosensory role gustatory receptors (GRs), odorant binding proteins (OBPs), and ionotropic receptors (IRs) were also found differentially expressed. This study provides relevant information for the understanding of the feeding habits of immature and adult blow flies species and an investigation of genome-wide expression data of C. hominivorax in response to a diet contrasting with its preference, allowing the identification of genes potentially related with the feeding habits of obligate parasites Mestrado Biodiversidade Animal Mestre em Biologia Animal CAPES FAPESP 2014/01600-4

Introdução e objetivo: De acordo com a classificação molecular do câncer de mama (BC), os tumores TNBC (câncer de mama triplo negativo) prevalecem como o subtipo mais agressivo, representando 10 a 15% de todos os tumores de mama diagnosticados. Além disso, o fato de os pacientes portadores de tumores de TNBC apresentarem respostas desfavoráveis em relação ao comportamento clínico e taxas de recorrência mais altas motivou um número crescente de pesquisas a direcionar a atenção da descoberta de biomarcadores para o contexto do TNBC. Infelizmente, muitos biomarcadores não conseguiram manejar a previsão da doença. Portanto, há um interesse crescente em explorar as capacidades de novas moléculas dentro das populações de TBNC. O presente trabalho tem como objetivo utilizar ferramentas in silico e bancos de dados públicos de câncer disponíveis para avaliar o papel biológico de um conjunto de genes previamente identificado por nosso grupo no subtipo TNBC. Desenho experimental: Uma abordagem em três etapas foi desenvolvida para selecionar novos e potenciais biomarcadores de uma lista de 100 genes diferencialmente expressos, obtidos de um estudo anterior realizado por nosso grupo na comparação do TNBC com expressão diferencal de SPARC. Primeiro, todos os genes foram anotados manualmente usando os bancos de dados NCBI e a literatura científica. Em seguida, os genes restantes foram avaliados quanto à expressão do tumor versus expressão normal e intrínseca do subtipo. Depois disso, um novo conjunto de genes foi selecionado para avaliar melhor o perfil da expressão e seu significado clínico no TNBC usando dados de três bancos de dados diferentes. Finalmente, o conjunto de genes selecionado foi avaliado de acordo com padrões de expressão, valor prognóstico, alterações genéticas e interações de redes moleculares com ênfase no TNBC. Todos os dados foram obtidos de bancos de dados públicos de câncer e as análises foram realizadas com o R Statistical Package (www.r-project.org/). Resultados e discussão: Cinco de 100 genes foram previstos de acordo com seu desfecho clinico para pior prognóstico, quando regulados positivamente (MESP1, ZNF556, KLHL13), bem como com negativamente (TSPAN8, RIMS2) em pacientes portadores de tumores do tipo basal. Características como desdiferenciação, progressão tumoral e metástase, troncicidade, desregulação no ciclo celular e na matriz extracelular foram encontradas em todos os genes, refletindo assim o estado dos tumores agressivos da mama. Usando esse subconjunto de genes, observamos diferenças significativas na sobrevida em pacientes com câncer de mama nas análises de Kaplan-Meier. Conclusão: Os cinco genes candidatos identificados podem ajudar a revelar os mecanismos moleculares subjacentes ao câncer de mama e fornecer orientações sobre a possível seleção personalizada de esquemas terapêuticos. A abordagem usada neste estudo fornece novos insights para entender melhor o TNBC e outros subtipos de câncer Introduction and purpose: according to breast cancer (BC) molecular classification, TNBC (triple negative breast cancer) tumors have prevailed as the most aggressive subtype, accounting for 10-15% of all diagnosed breast tumors. else, the fact that patients carrying tnbc tumors bear disadvantaged responses regarding clinical behavior and alta recurrence rates has motivated a rising number of researches to drive biomarker discovery attention into tnbc context. Unfortunately, many biomarkers have failed to manage disease prediction. Therefore, there is a growing interest to explore the capacities of novel oncogenic molecules inside new tbnc populations. The present work aims to use in silico tools and public available cancer databases to evaluate biological role of a gene set previously identified by our group. Experimental design: a three-stage approach was developed to select new genes from a list of 100 top differentially expressed genes obtained from a previous study performed by our group. First, all genes were manually annotated by using ncbi-databases and scientific literature. Then, the remaining genes were assessed for tumor versus normal and intrinsic subtype expression. After that, a new gene set was selected to further assess the expression profiling and its clinical significance in triple negative breast cancer using data from three different databases. Finally, the selected gene-set was evaluated according to expression patterns, prognostic value, genetic alterations and molecular network interactions with emphasis on TNBC. All data were obtained from public cancer databases and analyses were performed with r statistical package (www.r-project.org/). Results and discussion: five out of 100 genes were predicted according to their significant outcome for worse prognosis as upregulated (mesp1, znf556, klhl13) as well as downregulado (tspan8, rims2) in patients carrying basal-like tumors. Characteristics such as de-differentiation, tumor progression and metastasis, stemness, dysregulation in the cell cycle and in the extracellular matrix were found in all genes, which reflect the state of aggressive breast tumors. By using this subset of genes, we observed significant differences in survival among breast cancer patients in kaplan-meier analyses. Conclusion: the five candidate genes identified can help reveal the underlying molecular mechanisms of BC and provide guidance on possible personalized selection of therapeutic regimens. It does not escape our knowledge that the approach of this study may give a new insight to better understand TNBC and other types of cancer

A diferenciação das castas na abelha melífera Apis mellifera é regulado pela interação do hormônio juvenil (HJ) com as vias de sensoriamento de nutrientes (IIS, TOR e EGFR) e, através da sinalização de hipóxia, associada a uma dinâmica mitocondrial castaespecífica no corpo gorduroso, que é o centro metabólico dos insetos. Larvas de rainhas apresentam maiores títulos de HJ e maior taxa respiratória que larvas de operárias. No entanto, não sabemos como esses fatores são funcionalmente conectados. Nesse projeto investigamos a resposta transcricional e fisiológica imediata do HJ em larvas operária, especificamente no corpo gorduroso. A hipótese foi que a aplicação tópica deste hormônio em larvas operárias possa mimetizar as condições endógenas observadas em rainhas. No primeiro experimento, larvas de operárias do quarto (L4) e quinto instar inicial (L5F2) foram coletadas de favos e transferidos para um sistema de criação in vitro. No experimento, 3 grupos experimentais foram definidos. No primeiro grupo, larvas receberam uma aplicação tópica de 10 µg de HJ-III sintético em 2 µL de acetona. O segundo grupo recebeu quantidade igual de solvente e o terceiro grupo foi mantido como não tratado. Após 1, 6 e 24 horas, o corpo gorduroso dessas larvas foi dissecado para extração de RNA e síntese de cDNA para quantificação dos níveis de transcritos por RT-qPCR dos seguintes genes: Kr-h1, o gene de resposta imediata à HJ como controle da eficiência do tratamento, genes candidatos de dinâmica mitocondrial (ERR, TOR, TFB2, FOXO, OPA1 e FIS1) e hipóxia (Sima, Fatiga). Para averiguar a influência do hormônio na eficiência mitocondrial, foi realizado experimento de respirometria de alta resolução, e avaliamos também a morfologia das mitocôndrias do corpo gorduroso por meio de microscopia eletrônica de transmissão. No segundo experimento os perfis de expressão gênica no corpo gorduroso de larvas L5F2 tratados ou não com HJ foi avaliada por RNA-seq seguido de análises de bioinformática para identificação de genes diferencialmente expressos. Referente ao experimento 1, apenas os genes Estrogenrelated receptor (ERR) e OPA1 apresentaram uma resposta imediata significativa ao tratamento com HJ. Nas análises morfofisiológicos das mitocôndrias, as análises de respirometria de alta resolução não evidenciaram diferença no consumo de oxigênio como resposta direta ao HJ. No entanto, observou-se uma resposta ao HJ na morfologia das mitocôndrias, que sofriam modificações estruturais imediatas, mas logo retornavam ao normal, com o possível efeito de proteção mitocondrial da proteína OPA1. No segundo experimento, os resultados de RNA-seq mostraram diversos genes com resposta imediata ao HJ, entre estes, genes relacionados com a via de biossíntese do próprio hormônio, como também genes relacionadas à sinalização por ecdisona, metabolismo energético e diversas vias de sinalização de resposta a nutrientes. Também observamos uma ampla quantidade de transcritos diferencialmente expressos, para quais não há informações funcionais disponíveis. Concluímos, portanto, que, ao contrário da nossa hipótese, o HJ não age diretamente a nível fisiológico nas mitocôndrias, mas influencia consideravelmente o perfil transcricional do corpo gorduroso das larvas, dando pistas interessantes para futuras investigações. Caste differentiation in the honey bee Apis mellifera is regulated by the interaction of juvenile hormone (JH) with various signaling pathways involved in nutrient sensing (IIS, TOR and EGFR), as well as with the hypoxia response, associated with caste-specific mitochondrial changes in the fat body, which is the metabolic center of insects. Nonetheless, not much is known on how these factors are functionally connected. In this project we investigated the immediate transcriptional and physiological responses to JH in the fat body of worker larvae. The hypothesis was that a topical application of this hormone on worker larvae would mimic the endogenous conditions seen in queen larvae. In the first experiment, fourth (L4) and early fifth-instar (L5F2) worker larvae were taken from brood frames and transferred to an in vitro rearing system. The experiment consisted of 3 experimental groups. Those of the first group received a topical application of 10 µg of synthetic JH-III dissolved in 2 µL of acetone. The second group received an application of the same volume of the solvent, and the third group remained untreated. After 1, 6 and 24 hours the larval fat body was dissected for RNA extraction, cDNA synthesis, and RT-qPCR quantification of the transcript levels of the following genes: Kr-h1, the immediate response gene to JH as a control of the treatment efficiency, and candidate genes related to mitochondrial dynamics (ERR, TOR, TFB2, FOXO, OPA1 and FIS1) and the hypoxia response (Sima, Fatiga). The analysis of mitochondrial efficiency was done by means of high resolution respirometry, and mitochondrial morphology was observed by electron transmission microscopy. In the second experiment we investigated the gene expression profiles in the fat body of L5F2 larvae, treated or not with JH by means of RNA-seq followed by a bioinformatics identification of the differentially expressed genes. With respect to experiment 1, we found that only the genes Estrogen-related receptor (ERR) and OPA1 showed an immediate transcriptional response to JH. In the morphophysiological analysis of the mitochondria we found no difference for oxygen consumption between the groups. However, we observed a rapid yet transient response to the JH treatment in mitochondrial morphology. After this change, the mitochondria soon returned to their normal morphology, and we think that the OPA1 protein may play a role in this mitochondrial stress response. In the second experiment, the RNA-seq results revealed various genes with a direct response to JH. Among these were genes involved in the biosynthesis of the hormone itself, as well as genes related to ecdysone signaling, energy metabolism, and different nutrient sensing pathways. We also noted a considerable proportion of differentially expressed genes for which no functional information is available. In conclusion, the results show that, JH does not act directly on the physiology of the mitochondria, contrary to our hypothesis, but that it considerably affects the transcriptional profile of the larval fat body, providing interesting clues for future investigations.

Rearranjos cromossômicos submicroscópicos representam uma das causas de quadros clínicos complexos de anomalias congênitas, incluindo alterações craniofaciais, anomalias cardíacas, distúrbios de crescimento e de desenvolvimento, entre outras. O estudo mais minucioso desses microrrearranjos cromossômicos e dos fenótipos a eles relacionados têm permitido a identificação de locos e de genes relacionados às anomalias específicas dentro do espectro fenotípico das síndromes de microdeleção ou microduplicação. O objetivo deste estudo foi analisar regiões cromossômicas subteloméricas e de um grupo de síndromes de microdeleção ou microduplicação conhecidas, por meio da técnica de MLPA (P036 e P064, respectivamente, em uma amostra de indivíduos brasileiros com fissuras labiopalatinas associadas a múltiplas anomalias congênitas, com atraso no desenvolvimento neuropsicomotor e/ou atraso na aquisição da fala, sem diagnóstico sindrômico estabelecido e com cariótipo normal, pertencentes à casuística do HRAC/USP, a fim de contribuir para o diagnóstico e melhor compreensão do fenótipo, auxiliar na identificação de novos genes candidatos às anomalias craniofaciais, na conduta terapêutica e no aconselhamento genético às famílias. Os dados obtidos demonstraram que 11,5% dos indivíduos avaliados nesse estudo apresentaram rearranjos submicroscópicos, incluindo del16p, del18q, dup11p, dup16q,del22q11.2 e dupXp22.33/Yp11.2. A definição diagnóstica, nesse grupo de indivíduos, permitiu auxiliar no melhor manejo do indivíduo, na prevenção de complicações e no aconselhamento genético adequado. Como limitação desse estudo destaca-se o fato da técnica de MLPA não permitir a definição do tamanho e da posição dos pontos de quebra dos rearranjos cromossômicos, dificultando a completa correlação genótipo/fenótipo Submicroscopic chromosomal rearrangements represent one of the causes of complex clinical conditions of congenital anomalies, including craniofacial anomalies,congenital heart defects, growth and developmental disorders, among others. The more detailed study of these chromosomal microarrays and related phenotypes has allowed the identification of genes and locos related to the specific anomalies within the phenotypic spectrum of the microdeletion or microduplication syndromes. The goal of this study was to analyze subtelomeric chromosomal regions and a distinct subset of microdeletion or microduplication disorders using the MLPA technique (P036 and P064, respectively), in a sample of Brazilian individuals with cleft lip and palate associated with multiple congenital anomalies, developmental delay and/or speech acquisition delay, without syndromic diagnosis in order to contribute to the diagnosis and better understanding of the phenotype, to assist in the identification of new genes that are candidates for craniofacial anomalies, in the therapeutic management and in the genetic counseling of the families. The data obtained showed submicroscopic rearrangements in 11,5% of the individuals evaluated, including del 16p, del 18q, dup11p, dup16q, del22q11.2 and dup Xp22.33/Yp11.2. The diagnostic delineation in this cohort could be help in the better management of the individual, in the prevention of complications and in the adequate genetic counseling. The limitation of this study is the unspecified of MLPA technique by definition of the size and position of the breakpoints of chromosomal rearrangements, hindering the complete genotype/phenotype correlation