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Orientador: Sara Adrián López de Andrade Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O fósforo (P) faz parte de moléculas essenciais para a vida e, portanto, é fundamental em processos metabólicos e fisiológicos das plantas. As rochas fosfatadas são a fonte principal de fertilizantes fosfatados e suas jazidas são finitas, fazendo do P um recurso não renovável. Ainda, o P no solo pode estar pouco disponível devido a sua interação com constituintes minerais e orgânicos do solo, sendo necessário entender como as plantas respondem a escassez de P no solo e como incrementam a eficiência do uso deste nutriente. O eucalipto é uma importante cultura no Brasil e cujo cultivo frequentemente demanda fertilização fosfatada, uma vez que ocorre em regiões de solos intemperizados e com baixa disponibilidade de P. A pesquisa apresentada nesta tese visa entender os mecanismos fisiológicos e moleculares relacionados com a absorção, distribuição e uso do P em plantas jovens de espécies de eucalipto. No primeiro experimento foi explorada a diversidade genética de 24 espécies de eucaliptos quanto à capacidade de crescer em solos com baixa disponibilidade de P utilizando parâmetros fisiológicos. No geral, houve grande variação na resposta das espécies quanto à eficiência de produção de biomassa sob baixa disponibilidade de P e sua responsividade à adição de P, porém observou- se que as espécies foram eficientes sob baixo P mas não eficientes, ou responsivas à adição de P. No entanto, não foram encontradas espécies eficientes e responsivas ao mesmo tempo. A capacidade fotossintética das plantas não se correlacionou com a eficiência no uso de P e a produção de biomassa das plantas, portanto possivelmente outros mecanismos fisiológicos estão envolvidos. A diversidade taxonômica das comunidades bacterianas e fúngicas da rizosfera dessas 24 espécies mostrou que as espécies de eucalipto modulam a composição da comunidade microbiana de sua rizosfera, e que a composição de bactérias e fungos na rizosfera são influenciados fortemente pela disponibilidade de P do solo. No segundo experimento cinco espécies selecionadas do primeiro experimento como contrastantes quanto à sua eficiência e responsividade ao P disponível no solo (E. acmenoides, E. grandis, C. maculata, E. tereticornis e E. globulus) foram utilizadas para avaliar a expressão de genes envolvidos na resposta deficiência de P (Phosphorus Stavation Response, PSR). Essas respostas se mostraram complexas; em espécies mais eficientes sob baixa disponibilidade de P, como E. acmenoides, houve indução de genes envolvidos na remodelação dos lipídeos de membranas. No entanto, no solo com baixa disponibilidade de P não houve indução de transportadores de fósforo (PHT1) na raiz, a indução do nível dos transcritos de PHT1 foi observada nas raízes das plantas do suficiente P, as quais apresentaram concentrações adequadas de P na folha. Assim supõe-se que em condições de solo interações com outros nutrientes podem ter alterado as respostas moleculares relacionadas com a PSR. Nos experimentos analisando as respostas interespecíficas de plantas jovens de eucalipto à disponibilidade de P foram diferentes, sugerindo que as espécies possuem a habilidade de se adaptar às condições de limitação de P e que interações complexas com outros fatores bióticos ou abióticos podem determinar essas respostas. Além disso, o incremento da abundância de transcritos de transportadores de P no solo com a maior disponibilidade de P não era esperado, sugerindo que, talvez, o balanço nutricional da planta tem mais influência na PSR do que previamente considerado, o que abre novas questões que podem ser exploradas no futuro Abstract: Phosphorus (P) is part of essential molecules for life, therefore, it is fundamental in plants metabolic and physiological processes. Phosphate rocks are the main source of phosphate fertilizers and their deposits are finite, making P a non-renewable resource. In addition, P in the soil may be poorly available due to its interaction with mineral and organic soil constituents, making necessary understand how plants respond to P scarcity in the soil and how they increase the nutrient use efficiency. Eucalyptus is an important crop in Brazil and its cultivation often requires phosphate fertilization, since it occurs in regions with weathered soils and low P availability. The research presented in this thesis aims to understand the physiological and molecular mechanisms related to the absorption, distribution and use of P in young plants of eucalyptus species. In a first experiment, the genetic diversity of 24 eucalyptus species were explored regarding their ability to grow in soils with low P availability using physiological parameters. Overall, there were great variation in species response regarding the biomass efficiency production under low P availability and their responsiveness to P addition, species were efficient under low P but not efficient, or responsive to P addition. However, were not found species efficient and responsive at the same time. The plant photosynthetic capacity did not correlate with P use efficiency and plant biomass production, therefore other physiological mechanisms are possibly involved. The taxonomic diversity of the rhizosphere bacterial and fungal communities of these 24 species showed that eucalyptus species modulate their rhizosphere microbial community composition, and rhizosphere bacteria and fungi composition are strongly influenced by P availability in the soil. In a second experiment five species selected from the first experiment as contrasting in terms of their efficiency and responsiveness to P available in the soil (E. acmenoides, E. grandis, C. maculata, E. tereticornis and E. globulus) were used to explore the expression of genes related to P starvation response (PSR). These responses proved to be complex; in efficient species under low P availability, such as E. acmenoides, genes related to membrane lipid remodelling were induced, however, there were no PHT1 transporters induction in plants under low P availability, were observed an increased in PHT1 transcript levels in roots of plants under sufficient P availability, which showed adequate leaf P concentrations, suggesting the molecular responses related to PSR may altered by soil interactions with other nutrients. In both experiments, interspecific responses of young eucalyptus plants to P availability were different, suggesting that under P-limiting conditions species have the ability to adapt, and the complex interactions with other biotic or abiotic factors may determine these responses. Furthermore, the PHT1 transcripts level increased under sufficient P availability were not expected, showing, perhaps, the relationship with plants nutritional balance had more influence on PSR than previously considered, that results opens new questions that may be explored in the future Doutorado Biologia Vegetal Doutora em Biologia Vegetal CAPES 88882329240/2019-01 ; 88887467253/2019-00 FAPESP 2016/25498-0

Orientador: Fernando Roberto Martins Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O ensino da evolução biológica é fundamental para o entendimento da biologia como um todo; portanto, é importante que se dê de forma eficiente na educação básica. Atualmente, existe uma carência de materiais didáticos adequados para o ensino de evolução no Ensino Médio, o que muitas vezes acarreta um ensino genérico por parte dos professores, não proporcionando aos alunos um conhecimento adequado sobre o tema. Por isso, propomos uma sequência didática de caráter investigativo, com vista a contribuir para o ensino de evolução no Ensino Médio, disponibilizando um material crítico que abrange as teorias evolutivas e os mecanismos da evolução biológica, para que os professores de biologia possam fazer uso. Desse modo, o material desenvolvido durante este trabalho busca contribuir para a qualidade do ensino de biologia nas escolas de educação básica Abstract: The teaching of biological evolution is fundamental to understanding biology as a whole; therefore, it should be carried out efficiently in basic education. Currently, there is a lack of adequate teaching materials for teaching evolution in high school, which often leads to generic teaching on the part of teachers, not providing students with adequate knowledge on the subject. Therefore, we propose a didactic sequence of an investigative nature, intending to contribute to the teaching of evolution in High School and providing critical material that covers evolutionary theories and the mechanisms of biological evolution, so that biology teachers can make use of it. Thus, the material developed during this work seeks to contribute to the quality of biology teaching in basic education schools Mestrado Ensino de Biologia Mestra em Ensino de Biologia CAPES 001

Orientador: Carlos Eduardo Almeida Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A doença de Chagas é uma parasitose que tem como agente etiológico Trypanosoma cruzi, esse parasito é transmitido classicamente por hemípteros da subfamília Triatominae. Membros do complexo de espécies Triatoma brasiliensis são importantes vetores desse parasito no Nordeste do Brasil. A doença de Chagas se desenvolve em diversos cenários regionais e possui diferentes padrões ecoepidemiológicos. Assim, com o objetivo de auxiliar no conhecimento ecoepidemiológico dos vetores da doença de Chagas do Nordeste brasileiro, caracterizou-se as fontes alimentares de Triatoma brasiliensis brasiliensis e Triatoma petrocchiae. Neste estudo foi utilizado o sequenciamento do gene mitocondrial citocromo B (cytb) aplicado ao DNA isolado do conteúdo abdominal dos triatomíneos provenientes de ambientes peridomésticos e silvestres capturados nos estados da Paraíba e do Rio Grande do Norte, utilizando primers universais de vertebrados. Em seguida, a identificação do repasto sanguíneo foi feita via BLAST. A identificação da fonte alimentar foi combinada com a distribuição ecotípica dos insetos. Ainda, com o mesmo DNA utilizado para a caracterização das fontes alimentares, foram realizadas análises de infecção natural em T. b. brasiliensis por T. cruzi. Hipóteses de ocupação foram analisadas com populações de T. b. brasiliensis, assim foi investigado se a ocupação dos ecótopos por T. b. brasiliensis é motivada pela estrutura do ecótopo ou pela associação com hospedeiros-chaves. Neste estudo, roedores cavídeos foram identificados como as principais fontes de alimentos de T. b. brasiliensis nos ambientes naturais e antropizados. A associação desses organismos (cavídeos + T. b. brasiliensis), comumente estava acompanhada de grandes populações de triatomíneos infectados com T. cruzi em ecótopos artificiais, tanto de origem mineral quanto vegetal. Dessa forma, foi sugerido que os cavídeos, especialmente Galea spixii, acompanhado de Kerodon rupestris, impulsionam as infestações de T. b. brasiliensis, além de muito provavelmente esses roedores estarem em processos de sinantropia, pois foram identificados como fonte de alimento de T. b. brasiliensis tanto nos ambientes silvestres como nos domiciliares. Outros animais, como gato doméstico, podem ocupar uma importante função nos ciclos de transmissão de T. cruzi por serem uma importante fonte de alimento para os triatomíneos em todos os ecótopos analisados. Este estudo revelou também que em ambientes silvestres T. petrocchiae que coabita com T. b. brasiliensis prefere se alimentar de répteis, indicando que possivelmente não há uma competição por recursos tróficos entre T. petrocchiae e T. b. brasiliensis, que apresentou clara preferência por cavídeos Abstract: Chagas disease is a parasitic disease whose etiological agent is Trypanosoma cruzi, this parasite is classically transmitted by hemipterans of the Triatominae subfamily. Members of the Triatoma brasiliensis species complex are important vectors of this parasite in Northeast Brazil. Chagas disease develops in different regional settings and has different ecoepidemiological patterns. Thus, with the objective of assisting in the ecoepidemiological knowledge of the vectors of Chagas disease in Northeast Brazil, the food sources of Triatoma brasiliensis brasiliensis and Triatoma petrocchiae were characterized. In this study, sequencing of the cytochrome B mitochondrial gene (cytb) was applied to DNA isolated from the abdominal contents of triatomines from peridomestic and wild environments captured in the states of Paraíba and Rio Grande do Norte, using universal vertebrate primers. Then, the identification of the blood meal was performed via BLAST. The identification of the food source was combined with the ecotypic distribution of the insects. Also, with the same DNA used for the characterization of food sources, analyzes of natural infection in T. b. brasiliensis by T. cruzi. Occupation hypotheses were analyzed with populations of T. b. brasiliensis, so it was investigated whether the occupation of ecotopes by T. b. brasiliensis is motivated by ecotope structure or association with key hosts. In this study, cavid rodents were identified as the main food sources of T. b. brasiliensis in natural and anthropized environments. The association of these organisms (cavids + T. b. brasiliensis) was commonly accompanied by large populations of triatomines infected with T. cruzi in artificial ecotopes, both of mineral and plant origin. Therefore, it was suggested that cavids, especially Galea spixii, accompanied by Kerodon rupestris, drive T. b. brasiliensis, in addition to most likely these rodents are in synanthropy process, as they were identified as a food source for T. b. brasiliensis both in wild and domestic environments. Other animals, such as domestic cats, may play an important role in the transmission cycles of T. cruzi, as they are an important food source for triatomines in all analyzed ecotopes. This study also revealed that in wild environments T. petrocchiae cohabiting with T. b. brasiliensis prefers to feed on reptiles, indicating that there is possibly no competition for trophic resources between T. petrocchiae and T. b. brasiliensis, which showed a clear preference for cavids Doutorado Relações Antrópicas, Meio Ambiente e Parasitologia Doutor em Biologia Animal FAPESP 2017/21359-8 CAPES 88887.510823/2020-00

Orientador: Domingos da Silva Leite Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver um jogo didático como ferramenta para facilitar a aprendizagem dos conceitos de seleção natural, especiação e extinção que são fundamentais para a compreensão dos processos evolutivos pelos alunos das series finais do Ensino Fundamental e do Ensino Médio. Contudo, sabemos que dentro da evolução alguns conceitos são considerados abstratos e de difícil assimilação pelos alunos. Dessa forma, o uso de jogos didáticos pode auxiliar os professores enquanto alternativa para a prática do ensino, além de estimular a apropriação e construção do conhecimento científico pelos alunos. Nessa perspectiva, a nossa proposta foi a elaboração de um jogo didático que atende a estas premissas ao abordar elementos biológicos da temática evolução, tendo como base os conteúdos previstos na Base Nacional Comum Curricular para o Ensino Médio. Assim, o jogo em questão foi desenvolvido a partir da análise de outros jogos didáticos já existentes destinados para o ensino de ciências, e o formato ora sugerido faz uso de tabuleiro, dados, cartas ilustradas com imagens e conceitos relativos aos conteúdos curriculares, entre outros acessórios, com os quais os alunos devem interagir enquanto jogam, conforme as regras estabelecidas. Desta forma, a dinâmica do jogo consiste em aplicar situações específicas das populações que apresentam variedade fenotípica, em que os jogadores compreenderão que a seleção natural age selecionando ou eliminando essas variações, dependendo da pressão seletiva do ambiente. Não foi possível a aplicar o jogo com alunos para uma verificação empírica em decorrência da Pandemia da COVID-19 Abstract: The objective of this work was to develop a didactic game as a tool to facilitate the learning of the concepts of natural selection, speciation, and extinction, which are fundamental for the understanding of evolutionary processes by students in the final years of elementary and high school. However, we know that within evolution some concepts are considered abstract and difficult to assimilate by students. Thus, the use of educational games can help teachers as an alternative for the teaching practice and stimulate the appropriation and construction of scientific knowledge by students. From this view, our proposal was to develop educational game that meets these premises when approaching biological elements about the evolution theme, based on the content provided by the Common National Curricular Base for High School. Thus, the game was developed from the analysis of other educational games for science learning, and the format suggested here makes use of board, dice, illustrated cards with images and concepts concerning to curriculum content among other accessories, with which students must interact while playing, according to the established rules. Like this, the dynamics of the game consists in applying specific situations of populations that present phenotypic variety, in which the players will understand that natural selection acts by selecting or eliminating these variations, depending on the selective pressure of the environment. It was not possible to apply this game to the students for an empirical verification due to the Pandemic of COVID-19 Mestrado Ensino de Biologia Mestre em Ensino de Biologia CAPES 001

Orientadores: Sílvio Roberto Consonni, Bianca Gazieri Castelucci Bataglioli Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Os processos fisiológicos da gravidez e do parto impactam adaptações drásticas do canal do parto e do assoalho pélvico para permitir distensão acentuada seguida de retorno ao estado pré-gestacional. No entanto, numerosos estudos epidemiológicos sugerem que muitas mulheres não conseguem se recuperar completamente desse evento; de fato, o trauma da distensão dos órgãos do canal de parto parece desempenhar um papel importante na causa do prolapso de órgãos pélvicos (POP), caracterizado pelo descenso de um ou mais órgãos pélvicos, como a bexiga, o útero, o reto e o intestino delgado pelo canal vaginal. Durante a prenhez, o canal de parto se remodela para permitir um parto seguro. Nessa remodelação hormonalmente regulada, a sínfise púbica, uma junção fibrocartilaginosa, é uma das estruturas que passa por modificações, as quais resultam no afastamento dos ossos púbicos com a formação do ligamento interpúbico, o qual se conecta ao osso pela êntese, uma estrutura de transição com gradações e organização diferencial celular e dos componentes de MEC. Após o primeiro parto, o processo de retorno assegura a homeostase e a estabilidade mecânica dos tecidos pélvicos. Sucessivos partos impactam a recuperação da histoarquitetura articular. Contudo, são pouco conhecidos os efeitos da multiparidade e da idade nas células e na MEC da entese da sínfise púbica durante a prenhez e o retorno pós-parto, o que pode auxiliar na compreensão da fisiopatologia do prolapso de órgãos pélvicos. Deste modo, o presente estudo buscou compreender e comparar as alterações da entese entre camundongos fêmeas primpíparas e multíparas senescentes durante a prenhez e o pós-parto. Durante a prenhez e o pós-parto, camundongos C57BL6/6J primíparos e multíparos senescentes foram estudados a microscopia de luz convencional e polarizada, microscopia eletrônica de transmissão, imuno-histoquímica e PCR em tempo real. Foram caracterizadas alterações morfológicas e moleculares no que diz respeito à população celular, aos componentes da MEC, à imunolocalização e à expressão gênica de marcadores condrogênicos e osteogênicos na êntese de animais multíparos quando comparadas às enteses de animais primíparos. Apesar de não ocorrer a recuperação da cartilagem na articulação interpúbica nos animais multíparos senescentes, nossos resultados sugerem que a êntese contém células metabolicamente ativas durante a prenhez e o pós-parto, mas com perfil de expressão de marcadores condrogênicos e osteogênicos reduzidos em função da paridade e da idade. Assim, nosso estudo evidencia alterações na sínfise púbica de camundongos multíparos senescentes e tais alterações podem fornecer bases para compreender disfunções nos mecanismos biológicos capazes de remodelar o canal do parto, alterando consequentemente a estabilidade pélvica, um fator crítico para a compreensão da fisiopatologia do POP Abstract: The physiological processes of pregnancy and childbirth impact drastic adaptations of the birth canal and pelvic floor to allow for marked distention followed by return to a pre-gestational state. However, numerous epidemiological studies suggest that many women fail to fully recover from this event. In fact, trauma from distention of the organs of the birth canal appears to play an important role in pelvic organ prolapse (POP), characterized by the descent of one or more pelvic organs, such as the bladder, uterus, rectum, and small intestine, through the vaginal canal. During of pregnancy, the birth canal remodeling for safe delivery. In this remodeling hormonally regulated, the pubic symphysis, a fibrocartilaginous junction, is the one of the structures that changes and results in the separation of pubic bones by the formation of an interpubic ligament whose connection to the bone in through the presence of the enthesis, a structure of transition formed with gradations and differential organization of cells and ECM components. After the first delivery, the recovery process ensures homeostasis and mechanical stability of the pelvic tissues. Successive deliveries impact the recovery of joint histoarchitecture. Nevertheless, are not well understood the effects of multiparity and age in the cells and extracellular matrix in enthesis of pubic symphysis during recovery postpartum and should be considered to better understand the factors thar lead to organ prolapse. Thus, this study sought understand and comparing enthesis changes between female mice multiparous senescent during pregnancy and postpartum. During pregnancy and postpartum, mice C57BL6/6J primiparous and multiparous senescent was examined by conventional and polarized light microscopy, transmission electron microscopy, immunohistochemistry, and PCR real time. Were characterized morphological and molecular changes in cell population, ECM components, as well as immunolocalization and gene expression of chondrogenic and osteogenic markers we in the enthesis of multiparous animals when compared to the entheses of primiparous animals. However, although there are changes and there is no return of cartilage in the interpubic joint in multiparous senescent animals, our results suggest that the enthesis is metabolically active during pregnancy and postpartum, but with but with a reduced expression profile of chondrogenic and osteogenic due to parity and age. Thus, our study evidence alterations in the pubic symphysis of senescent multiparous mice and such alterations may provide a basis for understanding dysfunctions in the biological mechanisms capable of remodeling the birth canal, consequently altering pelvic stability, a critical factor for understanding the pathophysiology of POP Mestrado Biologia Tecidual Mestra em Biologia Celular e Estrutural CNPQ 131032/2020-8

Orientador: Marcelo Bispo de Jesus Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A nanotecnologia é um dos ramos mais promissores da tecnologia, sendo definida como o design, desenvolvimento e uso de nanopartículas. Dentre as nanopartículas destacam-se as nanopartículas lipídicas sólidas (SLN) que são produzidas a partir de substâncias biocompatíveis e biodegradaveis. Muitos estudos têm sido conduzidos sobre os efeitos positivos de nanopartículas na entrega de fármacos e genes à alvos celulares específicos, mas pouco se discute sobre seus efeitos citotóxicos em diferentes linhagens ou sua interferência em vias de sinalização intracelular. Este estudo aborda os mecanismos moleculares ativados pela SLN em células não-tumorais (PNT1A) e tumorais de próstata (PC-3), tendo como foco a via do TGF-? e vias relacionadas, como as vias PI3K/Akt/mTOR e p38, observando os gatilhos e impactos originados pela SLN nas células. Esse estudo observou que as SLN são menos tóxicas do que o SLNplexo em ambas linhagens, porém apresenta maior toxicidade em células PNT1A; além disso, observou-se que a macropinocitose é parte importante do processo de internalização do SLNplexo em ambas as linhagens; que a via do TGF-? está envol- vida com os mecanismos de transfecção celular em ambas as linhagens celulares, entretanto de maneiras distintas; e que algumas das diferenças observadas podem ser causadas por um maior ou menor escape endossomal do SLNplexo. A compreensão dos mecanismos moleculares disparados por nanomateriais, tal qual seus impactos para o funcionamento celular, são essenciais para a segurança no uso das mesmas e ainda possibilitam o desenvolvimento de melhorias nas técnicas atuais e de novos nanomateriais Abstract: Nanotechnology is one of the most promising branches of technology, being defined as the design, development and use of nanoparticles. Among the nanoparticles, solid lipid nanoparticles (SLN) stand out, which are produced from biocompatible and bio- degradable substances. Many studies have been conducted on the positive effects of nanoparticles in the delivery of drugs and genes to specific cellular targets, but little is discussed about their cytotoxic effects in different lineages or their interference in intracellular signaling pathways. This study observed that the SLNs are less toxic than the SLNplex in both cell lineages, but show greater toxicity in PNT1A cells; in addition, it was observed that macropinocytosis is an important part of the SLNplex internalization process in both cell lines; that the TGF-? pathway is involved with cell transfection mechanisms in PNT1A and PC3 cells, however in different ways; and that some of the differences observed may be caused by a greater or lesser SLNplex endosomal escape. Understanding the molecular mechanisms triggered by nanomaterials, as well as their impacts on cellular functioning, are essential for their safe use and also allow the development of improvements in current techniques and new nanomaterials Mestrado Bioquímica Mestra em Biologia Funcional e Molecular CAPES 88887.657609.2021-00

Orientador: Sara Ádrian López de Andrade Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Com o termo "eucalipto" se designa o grupo de árvores de grande porte dos gêneros Eucalyptus, Corymbia, Angophora, Allosyncarpia, Stockwellia, Eucalyptopsis e Arillastrum, com origem em regiões da Austrália e ilhas próximas. A sua ampla distribuição geográfica lhes proporcionou ao longo da evolução estratégias de adaptação às mais diversas condições edafoclimáticas. Os eucaliptos são atualmente o grupo florestal mais cultivado no mundo pelas boas características siliviculturais. As plantas de eucalipto demandam alta quantidade de nutrientes, principalmente de fósforo (P), nutriente constituinte de importantes moléculas biológicas e que atua em diversos processos metabólicos e fisiológicos. No entanto, em muitos solos o P está pouco disponível e pode limitar o desenvolvimento correto das plantas. A presente dissertação tem como objetivo avaliar as alterações morfológicas, de raízes e pelos radiculares, a distribuição espacial de raízes e taxa de crescimento da raiz principal de plantas jovens de cinco espécies de eucalipto em resposta à baixa concentração de P no solo, assim como, a relação entre a plasticidade fenotípica da raiz em resposta à disponibilidade de P e o acúmulo de biomassa e de P em eucaliptos. Os resultados mostraram que variação da disponibilidade de P afetou a arquitetura e morfologia radicular das espécies de eucaliptos estudadas. As espécies exibiram respostas variadas à redução na concentração disponível de P, dentre as respostas se destacaram, a maior porcentagem de comprimento e de área superficial de raízes nas camadas mais superficiais do solo, maior taxa de crescimento da raiz principal e a formação de pelos radiculares mais compridos ou em maior densidade, se comparadas às plantas com concentração suficiente de P disponível. As espécies estudadas dos gêneros Eucalyptus e Corymbia mostraram grande variação da distribuição espacial do sistema radicular, porém, as respostas radiculares associadas a características que promovem a maior exploração do solo, nem sempre estiveram relacionadas a uma maior absorção de P ou ganho de biomassa. Desta forma conclui-se que apesar da plasticidade do sistema radicular à disponibilidade de P, não houve relação direta entre essas características morfológicas e da arquitetura radicular e a capacidade de absorção de P e produção de biomassa das plantas Abstract: The term "eucalypts" designates the group of large trees of the genus Eucalyptus, Corymbia, Angophora, Allosyncarpia, Stockwellia, Eucalyptopsis and Arillastrum, originated in regions of Australia and nearby islands. Their wide geographic distribution provided them, throughout evolution, adaptation strategies to the most diverse edaphoclimatic conditions. Eucalyptus is currently the most cultivated forest group in the world due to its good silvicultural characteristics. Eucalyptus plants demand a high amount of nutrients, mainly phosphorus (P), a nutrient that constitutes important biological molecules and which acts in several metabolic and physiological processes. However, in many soils, P is scarcely available and can limit the correct plant development. This dissertation aims to evaluate the changes in morphological root and root hair, the spatial distribution of roots and the taproot growth rate of young plants of five eucalyptus species in response to low P concentration in the soil, as well as the relationship between root phenotypic plasticity in response to P availability and biomass and P accumulation in eucalyptus. The results showed that the variation in P availability affected the architecture and root morphology of the eucalyptus species studied. The species exhibited varied responses to the reduction in available P concentration, among which the following stood out: the highest percentage of length and surface area of roots in the more superficial layers of the soil, a higher growth rate of the main root and the formation of longer root hairs or with higher density when compared to plants with sufficient concentration of available P. The studied species of the genus Eucalyptus and Corymbia showed great variation in the spatial distribution of the root system, however, root responses associated with characteristics that promote greater soil exploration were not always related to greater P absorption or biomass gain. Thus, it is concluded that despite the plasticity of the root system to P availability, there was no direct relationship between these morphological characteristics and root architecture and the capacity of P uptake and biomass production of plants Mestrado Biologia Vegetal Mestre em Biologia Vegetal FAPESP 2019/03165-7 CAPES 0

Orientadores: Eneida de Paula e Iola Messias Fernandes Duarte, Lígia Nunes de Morais Ribeiro Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia e Universidade de Aveiro Resumo: A articaína (ATC) é um anestésico local (AL) relativamente novo no mercado e, apesar disso, é o segundo mais utilizado na clínica odontológica. Uma vantagem de seu uso provém de peculiaridades químicas pois, mesmo pertencendo à família das amino-amidas, possui um anel tiofeno e um grupamento éster que permite sua utilização em maior concentração clínica. Apesar de todos os AL apresentarem neurotoxicidade, há relatos de maior taxa de parestesia associado ao uso de ATC, sem evidências do mecanismo. que comprove maior neurotoxicidade da ATC em relação aos outros AL. Além disso, outro problema relacionado a anestesia odontológica é a falha anestésica ou um menor grau de analgesia que pode ocorrer em locais com processos inflamatórios instalados. Neste caso, o tratamento clínico se torna extremamente doloroso, estressante e sem alternativas para o controle eficaz da dor. Diante destas duas perspectivas sobre o AL, o foco desta tese foi a utilização de toxicometabolômica para aprofundar os conhecimentos sobre a neurotoxicidade da ATC, comparativamente à lidocaína (Parte 1) e o desenvolvimento de formulações de carreadores lipídicos nanoestruturados (NLC) para a liberação sustentada de ATC, visando aumentar sua potência anestésica em tecidos inflamados (Parte 2). Parte 1: Nesta primeira etapa utilizamos metabolômica por Ressonância Magnética Nuclear de hidrogênio (RMN-1H) para estudar a toxicidade da ATC em relação à lidocaína (LDC, "padrão ouro" em odontologia) através das alterações metabólicas ocasionadas em células neuronais. Apesar da literatura indicar que não há diferenças entre ATC e outros AL em relação à toxicidade in vitro, a análise metabolômica em células de Schwann (CS) mostrou que a ATC produz alterações metabólicas diferentes em relação a LDC. Especificamente em CS, descobriu-se que a ATC estimula a glicólise e induz aumento nos níveis intracelulares de vários aminoácidos (leucina, isoleucina, valina, fenilalanina, metionina, histidina, tirosina e glicina), cuja concentração diminuiu nas células tratadas com LDC. Além disso, a expressão de proteínas de estresse de retículo e de apoptose foram encontradas nas células tratadas com ATC. Assim, o estudo in vitro da metabolômica identificou respostas metabólicas diferenciais que nos permitem questionar se sua toxicidade da ATC é a mesma que a de aos outros AL. Parte 2: Nesta parte, utilizou-se de forma associada o planejamento experimental (DoE) e modelo de peixe-zebra para selecionar o melhor excipiente funcional, óleo de copaíba (OC) e uma formulação otimizada de NLC-ATC. A formulação otimizada foi caracterizada por DSC, DRX e MET e in vivo, no modelo de dor inflamatória induzida por carragenina, promoveu aumento (50%) da atividade anestésica e prolongamento da ação, em comparação com ATC livre, com a ação sinérgica (entre OC e ATC) no controle da dor inflamatória. Além disso, os resultados de farmacocinética, utilizando microdiálise in situ, identificaram que o maior efeito anestésico decorre da liberação prolongada do AL pela NLC-ATC no tecido inflamado, evitando sua remoção sistêmica acelerada, em resposta ao processo inflamatório. Assim, a formulação NLC-ATC (funcionalizada e otimizada) apresentou resultados promissores contra a falha anestésica em tecido inflamado, constituindo possível opção inovadora para o mercado odontológico Abstract: Articaine (ATC) is one of the new local anesthetics (LA) released in the market, although it is already the second most used LA in the dental clinic. While it is considered an anesthetic of the amino-amide type, it has some chemical peculiarities such as a thiophene ring and an ester group, which bring some advantages, namely its use in a higher clinical concentration. Although all LAs present neurotoxicity, there are reports of a higher rate of paresthesia associated with the use of ATC. However, the reason for this is not clear and there is no concise literature about the greater neurotoxicity of ATC compared to other LAs. In addition, another problem related to dental anesthesia is the anesthetic failure, or a lower degree of analgesia, that can occur in places with an inflammatory process. In this case, the clinical treatment becomes extremely painful, stressful and without alternatives for effective pain control. Given these two perspectives about LAs, the focus of this work was the use of toxicometabolomics to deepen the knowledge about the neurotoxicity of ATC in relation to lidocaine (LDC) (Part 1) and the development of formulations of nanostructured lipid carriers (NLC) for sustained release of ATC to increase its anesthetic potency in inflamed tissue (Part 2). Part 1: In this part, we used Proton Nuclear Magnetic Resonance (1H-NMR) metabolomics to study the biological effects of ATC in relation to LDC (LDC, "gold standard") through the detection of metabolic changes caused in neuronal cells. Despite the literature indicating that there are no differences between ATC and other LAs in relation to in vitro toxicity, metabolomics analysis in Schwann cells (SC) showed that ATC produces different metabolic changes in relation to LDC. Specifically, ATC was found to stimulate glycolysis and to induce increases in intracellular levels of several amino acids (leucine, isoleucine, valine, phenylalanine, methionine, histidine, tyrosine, and glycine), while the concentration of these amino acids decreased in lidocaine-treated SC. In addition, ATC produces greater changes in the rate of cellular oxygen consumption compared to LDC. Besides, the expression of proteins indicates the presence of reticulum stress and apoptosis in ATC-treated cells. Thus, the in vitro metabolomics study of ATC identified differential metabolic responses which allow us to question whether its toxicity is the same in relation to other LAs. Part 2: In this part, Design of Experiments (DoE) and zebrafish model were used to select the best functional excipient, copaiba oil (CO), and to obtain an optimized formulation of NLC-ATC. Afterwards, optimized NLC-ATC were characterized by DSC, XRD and MET. In vivo, in the carrageenan-induced inflammatory pain model, NLC-ATC showed an increase (50%) in the anesthetic activity and a prolonged action time compared to free (non-encapsulated) ATC, with synergistic activity between ATC and CO being observed on inflammatory pain control. In addition, using local tissue microdialysis, the pharmacokinetic results revealed the greatest anesthetic effect to be associated with the ability of prolonged delivery of ATC by NLC-ATC in the inflamed tissue, preventing its accelerated systemic removal due to the inflammatory process. Thus, the functionalized NLC-ATC formulation developed showed promising results in relation to anesthetic failure in inflamed tissue, with an innovative perspective for the dental market Doutorado Bioquímica Doutor em Biologia Funcional e Molecular FAPESP 2017/15174-5 CNPQ 142331/2017-1

Orientadores: João Vasconcellos Neto, Yuri Fanchini Messas Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A distribuição das aranhas na natureza está diretamente relacionada a fatores bióticos, como inimigos naturais e disponibilidade de alimento, e abióticos, como temperatura e precipitação. A família Theridiidae é um dos grupos mais diversos entre as aranhas e ocupa diversos tipos de habitats, principalmente associadas à vegetação arbustiva e arbórea. Estas aranhas apresentam uma série de estratégias anti-predatórias, incluindo a construção de refúgios e o cuidado materno prolongado. Apesar disso, teridídeos são frequentemente atacados por vespas, que podem atuar como predadoras ou parasitoides das aranhas ou de seus ovos até aranhas adultas. Nosso objetivo foi investigar as diferentes interações que ocorrem entre vespas que utilizam diferentes estratégias de ataque e aranhas da família Theridiidae em um remanescente de Mata Atlântica do sudeste brasileiro, combinando estudos sobre história natural, comportamento, seleção de hospedeiros e ecologia populacional. Encontramos sete novas interações nas quais aranhas teridídeas dos gêneros (Theridion, Cryptachaea e Chrysso) são consumidas por vespas ectoparasitoides cenobiontes (Zatypota e Flacopimpla), parasitoides de ovos (Baeus) e predadoras de ovos (Tromatobia). No estudo sobre seleção de hospedeiros, observamos que a vespa Zatypota sp. pode parasitar cerca de 10% da população da aranha Cryptachaea sp. Mostramos que os ataques ocorrem frequentemente em fêmeas de tamanhos pequenos e descrevemos o comportamento incomum em que o filhote recém emergido ataca a larva que está parasitando a mãe. Finalmente, mostramos que uma população da aranha Chrysso compressa apresenta picos sucessivos em seus diferentes estágios de desenvolvimento, provavelmente relacionados às variações climáticas ao longo do ano e à presença de inimigos naturais. Essa espécie apresenta cuidado materno estendido, cuidando dos filhotes desde a oviposição (janeiro) até o estágio jovens (junho). Apesar disso, ovissacos de C. compressa são atacados pela vespa predadora de ovos Tromatobia sp. Neste sentido, descrevemos mais um comportamento incomum em aranhas, em que a fêmea adulta mantém o cuidado materno dos ovissacos que contém casulos de vespas predadoras em seu interior Abstract: The distribution of spiders in nature is directly related to biotic factors, such as natural enemies and food availability, and abiotic factors, such as temperature and precipitation. The family Theridiidae is one of the most diverse groups of spiders and inhabits several habitat types, mainly associated with shrub and arboreal vegetation. These spiders display several antipredatory strategies, including building refuges and extended maternal care. Despite this, theridiids are often attacked by wasps, which can act as predators or parasitoids on spiders or their eggs. Our objective was to investigate the different interactions that occur between wasps that use different attack strategies and spiders of the Theridiidae family in a remnant of Atlantic Forest located in southeastern Brazil, combining studies on natural history, behavior, host selection and population ecology. We found seven new interactions in which theridiid spiders belonging to Theridion, Cryptachaea and Chrysso genera are consumed by koinobiont ectoparasitoid wasps (Zatypota and Flacopimpla), parasitoids of eggs (Baeus) and egg predators (Tromatobia). In the study on host selection, we observed that the wasp Zatypota sp. can parasitize about 10% of a Cryptachaea sp. population. We showed that attacks are frequent in small-sized females and described the unusual behavior in which a spiderling attacks the larva that is parasitizing the mother spider. Finally, we demonstrate that a population of the spider Chrysso compressa presents successive peaks in its different stages of development, probably related to climatic variations throughout the year and the presence of natural enemies. This species presents extended maternal care, taking care of the offspring from oviposition (January) to the juvenile stage (June). Despite this, eggssacs of C. compressa are attacked by the egg-predating wasp Tromatobia sp. In this sense, we describe yet another unusual behavior in spiders, in which the adult female maintains the maternal care of the ovissacs with predatory wasp cocoons inside Mestrado Biodiversidade Animal Mestra em Biologia Animal CAPES 88887.513500/2020-00

Orientadores: Samantha Koehler, Silvia Ribeiro de Souza e Rodrigo Bustos Singer Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A grande diversidade de espécies é decorrente da ação de diferentes barreiras reprodutivas que agem no isolamento reprodutivo, gerando diversidade biológica. Dentre estas barreiras, destacam-se os sistemas de autoincompatibilidade e a variação interespecífica em compostos orgânicos voláteis (COVs) florais. Aqui, estudamos a biologia reprodutiva e a composição química de COVs florais em orquídeas neotropicais Brasiliorchis. A motivação para abordarmos estas barreiras reprodutivas é de que a heterogeneidade do bioma da Mata Atlântica representa um desafio adicional para o estudo de grupos ricos em espécies, como Orchidaceae. A variação dos caracteres vegetativos entre os hábitats leva a morfologias sobrepostas e complica a identificação das espécies tradicionalmente reconhecidas. Assim, estudos relacionados à biologia reprodutiva podem contribuir para a abordagem da biossistemática e sua relação com a taxonomia do grupo. Especificamente, para a subtribo Maxillariinae, que contém cerca de 600 espécies neotropicais, o conhecimento sobre sistemas reprodutivos, bem como sobre padrões de plasticidade em COVs florais foi pouco explorado. Portanto, este modelo de estudo é interessante, uma vez que a abordagem dos COVs florais e o sistema reprodutivo dentro do gênero poderia elucidar e contribuir à taxonomia (i.e. se as espécies são aparentadas e difíceis de identificar ou se são espécies-irmãs ou formam complexos de espécies), ecologia e bioconservação destas espécies. A subtribo Maxillariinae apresenta poucos relatos disponíveis sobre plasticidade intra- e interespecífica de COVs florais. Desta forma, a determinação da composição química e o padrão de diversificação dos COVs, em espécies de Brasiliorchis, pode resultar em caracteres informativos para identificar linhagens reprodutivamente isoladas. No primeiro capítulo, descrevemos pela primeira vez o sistema reprodutivo de três espécies (B. phoenicanthera, B. picta e B. porphyrostele) e a existência de um sistema de autoincompatibilidade gametofítica para B. picta através de estudos anatômicos. No segundo capítulo, descrevemos a composição química de COVs florais em populações distintas de oito espécies do gênero: B. barbozae, B. gracilis, B. marginata, B. phoenicanthera, B. picta, B. porphyrostele, B. schunkeana e B. ubatubana. Identificamos um total de 238 COVs, que variaram de 34 a 70 por espécie. Os COVs são dominados por categorias distintas de compostos (alcoóis, alcenos, alcanos, aldeídos, monoterpenos e aromáticos). As espécies estudadas apresentaram grande diversidade interespecífica de COVs florais, e outros estudos são necessários para verificar a variação intraespecífica de COVs florais em Brasiliorchis. Processos de seleção natural e deriva podem ter atuado para a diversificação de fragrâncias florais e contribuído para o isolamento reprodutivo de espécies Abstract: Species diversity is a product of different reproductive barriers acting in isolation of evolutionary lineages. Among these barriers, there are self-incompatibility systems and interspecific variation of floral volatile organic compounds (VOCs). Here, we study the reproductive biology and chemical composition of floral VOCs in Neotropical Brasiliorchis orchids. The motivation for approaching these reproductive barriers is that the heterogeneity of the Atlantic Forest biome represents an additional challenge for the study of species-rich groups, such as Orchidaceae. The variation of vegetative characters between habitats leads to overlapping morphologies and complicates the identification of traditionally recognized species. Thus, studies related to reproductive biology can contribute to the approach of biosystematics and its relationship with the taxonomy of the group. Specifically, for the subtribe Maxillariinae, which contains about 600 Neotropical species, knowledge about reproductive systems as well as patterns of plasticity in floral VOCs has been little explored. Therefore, this model is interesting, since the approach of floral VOCs and the reproductive system within the genus could elucidate and contribute to the taxonomy (i.e. whether the species are related and difficult to identify or whether they are sister species or form species complexes), ecology and bioconservation. Maxillariinae has few available reports on intra- and interspecific plasticity of floral VOCs. In this way, the determination of the chemical composition and the diversification pattern of the VOCs, in Brasiliorchis species, can result in informative characters to identify reproductively isolated lineages. In the first chapter, we describe, for the first time, the reproductive system of three species (B. phoenicanthera, B. picta and B. porphyrostele) and the existence of a gametophytic self-incompatibility system for B. picta through anatomical studies. In the second chapter, we describe the chemical composition of floral VOCs in different populations of eight species of the genus: B. barbozae, B. gracilis, B. marginata, B. phoenicanthera, B. picta, B. porphyrostele, B. schunkeana and B. ubatubana. We identified a total of 238 VOCs, which ranged from 34 to 70 per species. VOCs are dominated by distinct categories of compounds (alcohols, alkenes, alkanes, aldehydes, monoterpenes and aromatics). The studied species showed great interspecific diversity of floral VOCs, and more studies are very important to verify intraspecific diversity of floral VOCs in Brasiliorchis. Natural selection and drift processes may have acted to diversify floral fragrances and contributed to the reproductive isolation of species Doutorado Biologia Vegetal Doutor em Biologia Vegetal CAPES 001 CNPQ 141940/2020-4

Orientador: Anete Pereira de Souza Dissertação (mestrado profissional) – Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A Biotecnologia é uma das áreas da Biologia que mais instigam o imaginário dos alunos. Justamente por ser uma área promissora, ela cresceu e se desenvolveu com grande velocidade, o que nos fez repensar na importância de se tratar esse assunto em sala de aula. Por isso, faz-se necessário criar formas diversificadas de ensinar, pois o ensino de Ciências é importante não somente para que as pessoas tenham acesso ao conhecimento científico e tecnológico, mas também que desenvolvam interesse por buscar cada vez mais esses conhecimentos. Com o intuito de realizar uma atividade diferenciada, este trabalho criou uma sequência didática e um jogo de estratégia investigativa com conteúdo relacionado ao estudo de Biotecnologia, permitindo aos alunos do Ensino Médio conhecer e compreender um pouco mais sobre os conteúdos ministrados em Biologia, mais precisamente Biotecnologia. Devido à quarentena imposta pelo Covid-19 no decorrer dos anos 2020 e 2021, que levou à diminuição acentuada dos alunos nas escolas públicas, impossibilitando a aplicação das atividades propostas no presente trabalho de conclusão de mestrado em tempo viável para sua finalização. Contudo, foi possível realizar uma análise minuciosa de suas formas de aplicação e uma revisão aprofundada da aplicação. Após a conclusão, em momento oportuno, seria pertinente o desenvolvimento deste trabalho para verificação posterior de suas potencialidades na apresentação dos conteúdos propostos, bem como análise da atividade em si. Ao fim do projeto, foi possível obter dois produtos finais: uma sequência didática sobre o uso da Biotecnologia em Investigações Criminais e um jogo de estratégia com a resolução prática de um crime fictício, contando com um manual de instruções em formato de vídeo explicativo. Essas atividades poderão ser realizadas em diferentes turmas de Ensino Médio de acordo com os conteúdos estudados em cada série, seguindo as novas instruções da Base Nacional Comum Curricular (BNCC) Abstract: Biotechnology is one of the areas of Biology that most instigate the imagination of students. Precisely because it is a promising area, it grew and developed with great speed, which made us rethink the importance of dealing with this subject in the classroom. Therefore, it is necessary to create diversified ways of teaching, since the teaching of Science is important not only for people to have access to scientific and technological knowledge but also for them to develop an interest in seeking more and more of this knowledge. In order to carry out a differentiated activity, this project aims to create a didactic sequence and an investigative strategy game with content related to the study of Biotechnology, allowing high school students to know and understand a little more about the content taught in Biology, more precisely Biotechnology. Due to the quarantine imposed by Covid-19 during the years 2020 and 2021, which led to a sharp decrease in the number of students in public schools, making it impossible to apply the activities proposed in this Master's thesis in a viable time for its completion. However, it was possible to carry out a thorough analysis of its forms of application and an in-depth review of the application. After completion, in due course, the development of this work would be pertinent for further verification of its potential in the presentation of the proposed contents, as well as analysis of the activity itself At the end of the project, it was possible to obtain two final products: a didactic sequence on the use of Biotechnology in Criminal Investigations and a strategy game with the practical resolution of a fictional crime, with an instruction manual in explanatory video format. These activities can be carried out in different high school classes according to the contents studied in each series, following the new instructions of the National Common Curricular Base (BNCC) Mestrado Ensino de Biologia Mestra em Ensino de Biologia CAPES 001

Orientador: Rafael Elias Marques Pereira Silva Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Arbovírus (arthropod-borne virus) são organismos de grande importância médica que causaram impactos significativos à saúde humana no Brasil e no mundo nas últimas décadas. Entre eles, o gênero Flavivirus destaca-se por compreender importantes patógenos humanos, tais quais o vírus da Dengue, Febre Amarela e Zika. Além destes, há outros com potencial risco de emergência, como o vírus da encefalite de St. Louis (SLEV), capaz de causar neuropatias que podem levar a morte ou causar sequelas. Ainda não há vacinas ou tratamentos específicos para a encefalite causada por SLEV. Como o processo de desenvolvimento de novas drogas é demorado e oneroso, o reposicionamento de fármacos figura como uma boa estratégia para a descoberta de potenciais tratamentos contra SLEV visto que, com os testes toxicológicos dos compostos já realizados, o tempo e o custo das pesquisas é reduzido. A partir disso, foi padronizado e validado um ensaio fenotípico de High Throughput Screening através da biblioteca Covid Box para a triagem de compostos protetores contra a infecção por SLEV. Dos oitenta compostos triados em três concentrações diferentes, nove deles apresentaram efeito protetor contra a infecção, em diferentes níveis. Uma vez que a classe farmacológica dos hits foi distinta, o estudo sugere que pode haver diferentes vias moleculares relevantes na infecção e, portanto, possibilidade de diferentes alvos terapêuticos no desenvolvimento de tratamentos. Sendo assim, busca-se melhor compreender os mecanismos patogênicos do vírus para o desenvolvimento futuro de estratégias viáveis de tratamento desta e outras arboviroses relacionadas Abstract: Arthropod-borne viruses are organisms of great medical importance that have caused significant impacts on human health in the last decades. The Flavivirus genus stands out among them for comprising important human pathogens such as Dengue, Yellow fever, and Zika virus. In addition, there are others with the potential to emerge, such as St. Louis encephalitis virus (SLEV), which is present in the Americas and may cause a neurological disease that leads to death or sequelae. There is no specific treatment or vaccine against SLEV. As drug discovery is an expensive and time-consuming process that can take several years to be accomplished, drug repurposing figures as a viable strategy in the searching for new treatments for diseases once it requires less time and money because the compounds have already been tested and approved for human use. Hence, a phenotypic High-Throughput Screening assay was developed and validated using the MMV Covid-Box compound library. Of eighty compounds screened at three different concentrations, nine showed a protective effect against infection at different levels. Since they belong to distinct pharmacological classes, our study suggests there may be different relevant molecular pathways in SLEV infection, and thus multiple possibilities of therapeutic targets to be explored in the development of treatments. From this, we seek to have a deeper understanding of the virus and its pathogenic mechanisms for the future development of viable treatment strategies for this and other related arboviruses Mestrado Microbiologia Mestra em Genética e Biologia Molecular CAPES 88887.351846/2019-00

Orientador: Adriano Cappellazzo Coelho Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A leishmaniose é uma doença negligenciada e endêmica em pelo menos 98 países, causada por protozoários do gênero Leishmania. Esses protozoários são parasitos digenéticos e são transmitidos através da picada de insetos hematófagos conhecidos como flebotomíneos. Apesar da doença ter caráter eminentemente rural, a mesma encontra-se em expansão para regiões urbanas de médio a grande porte, tornando-se um crescente problema de saúde pública no Brasil. Anualmente são notificados 25 mil casos de leishmaniose tegumentar e 3 mil novos casos de leishmaniose visceral. A quimioterapia da leishmaniose no Brasil limita-se basicamente ao uso de antimoniais pentavalentes, anfotericina B e pentamidina. Estes fármacos possuem uma resposta clínica variável, são administrados via parenteral, além de possuírem vários efeitos colaterais, devido a toxicidade. Recentemente, a miltefosina foi aprovada para o tratamento clínico da leishmaniose tegumentar no Brasil, fármaco este que já vem sendo utilizado há quase duas décadas no tratamento da leishmaniose visceral na Ásia. Neste estudo, foi avaliada a suscetibilidade in vitro da anfotericina B e da miltefosina em todas as espécies endêmicas de Leishmania responsáveis pela leishmaniose tegumentar e visceral no Brasil e em um painel de 14 isolados clínicos de Leishmania spp. de um centro de referência para tratamento de leishmaniose tegumentar. A susceptibilidade in vitro à anfotericina B e à miltefosina dos isolados clínicos e cepas de Leishmania foi determinada nas formas promastigota e amastigota intracelular. Os resultados obtidos indicaram uma moderada variação na suscetibilidade a esses fármacos em ambas as formas do parasito, sendo a forma amastigota mais suscetível. Além disso, uma linhagem de L. (L.) amazonensis resistente à anfotericina B foi selecionada in vitro. Os ensaios in vivo foram realizados utilizando camundongos BALB/c infectados com a cepa selvagem de L. (L.) amazonensis, com a linhagem resistente e com um isolado clínico desta mesma espécie, proveniente de um paciente que não respondeu a esse fármaco. Os animais infectados com cada uma das três linhagens foram tratados com anfotericina B durante 20 dias por via intraperitoneal. Nas infecções com a cepa selvagem, os animais tratados apresentaram redução significativa no tamanho da lesão e na carga parasitária de forma dose depedente. No entanto, os grupos de animais infectados com o isolado clínico ou com a linhagem resistente não apresentaram redução no tamanho da lesão, nem na carga parasitária. Estes resultados demonstraram que os animais infectados tanto com a linhagem resistente à anfotericina B, quanto com o isolado clínico já exposto ao fármaco na clínica, não responderam ao tratamento in vivo à anfotericina B. Estes achados podem contribuir para avaliar as limitações do uso de anfotericina B e da miltefosina no tratamento da leishmaniose tegumentar no Brasil Abstract: Leishmaniasis is a neglected and endemic disease in at least 98 countries, caused by protozoa of the genus Leishmania. These protozoa are digenetic parasites and are transmitted through the bite of hematophagous insects known as sandflies. Although the disease has an eminently rural character, it has been expanding to medium and large urban areas and has become a growing public health problem in Brazil. Approximately 25,000 cases of tegumentary leishmaniasis and 3,000 new cases of visceral leishmaniasis are reported annually. Chemotherapy for leishmaniasis in Brazil is basically limited to the use of pentavalent antimonials, amphotericin B and pentamidine. These drugs have a variable clinical response, are costly, are administered parenterally, and have several side effects due to toxicity. Miltefosine was recently approved for the clinical treatment of tegumentary leishmaniasis in Brazil, a drug that has been used in the treatment of visceral leishmaniasis in Asia for nearly two decades. In this work, the in vitro susceptibility of amphotericin B and miltefosine in all endemic Leishmania species responsible for tegumentary leishmaniasis and visceral leishmaniasis in Brazil and in a panel of 14 clinical isolates of Leishmania spp. from a reference center for tegumentary leishmaniasis treatment was evaluated. The in vitro susceptibility to amphotericin B and miltefosine in clinical isolates and Leishmania strains was determined in the promastigote and intracellular amastigote forms. Results indicated a moderate variation in the susceptibility to these drugs in both forms of the parasite, with the amastigote form being more susceptible. Furthermore, a L. (L.) amazonensis resistant line to amphotericin B was selected in vitro. The in vivo assays were performed using BALB/c mice infected with the wild-type strain of L. (L.) amazonensis, the resistant line and a clinical isolate of the same species from a patient who did not respond to this drug. Animals infected with these three strains were treated with amphotericin B for 20 days intraperitoneally. For infections with the wild-type strain, treated animals showed a significant reduction in the size of the lesion and in the parasite burden in a dose-dependent manner. However, the groups of animals infected with the clinical isolate or with the resistant line did not show a reduction in the size of the lesion, nor in the parasite burden in any of the groups treated with amphotericin B. These results demonstrated that both the amphotericin B resistant line and the clinical isolate previously exposed to the drug in the clinic did not respond to the in vivo treatment of amphotericin B. These findings may contribute to assess the limitations of amphotericin B and of miltefosine for the treatment of tegumentary leishmaniasis in Brazil Mestrado Relações Antrópicas, Meio Ambiente e Parasitologia Mestra em Biologia Animal FAPESP 2020/01948-1 CAPES 001

Orientador: Cláudio Chrysóstomo Werneck Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O processo de ensino-aprendizagem se dá na interação social. As condições socioculturais em que essas interações ocorrem interferem, portanto, no processo. Com o mundo contemporâneo, a internet e as redes sociais desterritorializam a educação e forçam o professor a assumir o papel de mediador, não apenas na sala de aula, mas em ambientes virtuais de aprendizagem. Os chatbots fazem parte dessas novas tecnologias, eles são capazes de fornecer respostas para diversas perguntas de acordo com o conhecimento e a linguagem do professor. Em nossa pesquisa, implementamos um agente conversacional em um AVA de biologia e avaliamos seu uso. A partir dos metadados coletados, verificamos um baixo engajamento inicial por parte dos alunos, porém uma taxa de utilidade crescente dentro da rotina de estudos. Através de um Grupo Focal, investigamos a qualidade das interações e possibilidades de melhoria na implementação. Os participantes do GF aprovaram a ideia de um agente capaz de responder dúvidas simples de maneira atemporal, porém relataram dificuldades na interação inicial com o chatbot, pois existia uma expectativa de que o agente pudesse sanar dúvidas complexas. Além disso, produzimos um guia para que outros professores vejam o passo a passo da criação de nosso agente conversacional. Os professores que avaliaram o guia concordaram com a relevância do tema e apontaram trabalhar na retirada de dúvidas dos alunos via rede social, fora do horário escolar. Concluímos que os chatbots, assim como outras TIC baseadas em IA, possuem um bom potencial de uso na educação, porém demandam engajamento crescente por parte dos alunos, para que se torne relevante na rotina de estudos Abstract: The teaching-learning process happens in the social interaction. Therefore, the sociocultural conditions in which that interactions happens interfere in the process. With the contemporary world, the internet and the social networks deterritorialize the education and force the teacher to assume a role of mediator, not just in the classroom, but in virtual learning environments. The chatbots are part of these new technologies, they are able to provide answers to a variety of questions in accordance with teacher’s knowledge and language traits. In our research, we implemented a conversational agent in one VLE of biology and we evaluate its use. Starting of collected metadata, we verified a low initial engagement on the parto f the students, but na increasing rate of usefullness within the routine of studies. Through a Focus Group, we investigated the interactions quality and implementation enhancement possibilities. FG participants approved the ideia of an answering agent capable of solving simple questions in a timeless way, although reported difficulties in interacting with the chatbot, as there was an expectation that the agente could solve complex questions. In addition, we have produced a guide for other teachers to see the step-by-step creation and implementation of our conversational agent. The teachers that evaluated the guide agreed with the relevance of the topic and indicated that they work on clearing doubts from students via social network, outside school hours. We conclude that chatbots, as well as other AI-based ICT, have a good potential for use in education, but they demand increasing engagement on the part of students, so that they become relevant in the study routine Mestrado Ensino de Biologia Mestre em Ensino de Biologia CAPES 5767502

Orientador: Carlos Amilcar Parada Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A inflamação é um processo vital para a restauração do tecido lesado apresentado com uma importante característica a dor inflamatória. Nesse contexto, a via da ciclooxigenase (COX) está fortemente relacionada ao processo inflamatório e doloroso. Normalmente, a isoforma da COX-1 é descrita como homeostática, enquanto a COX-2 é caracterizada como induzível na condição inflamatória. Embora seja bem estabelecido que as células neutrofílicas estejam fortemente envolvidas no processo inflamatório, sendo as primeiras a chegar ao local inflamado, ainda não há evidências sobre o papel específico da COX-2 derivada de neutrófilos neste processo. Assim, no presente estudo, demonstramos pela primeira vez que a COX-2 derivada de neutrófilos desempenha um papel fundamental na hiperalgesia inflamatória periférica. Em nosso estudo, camundongos knockout condicional para Cox-2 em neutrófilos (Cox-2-/-) exibiram maior sensibilidade à dor após injeção de carragenina (CG) e hiperalgesia induzida por IL-1beta de longa duração em comparação com o grupo controle (Cox-2+/+). Além disso, a inflamação induzida por CG em camundongos Cox-2-/- levou a superexpressão de COX-1, além do aumento da migração de neutrófilos e citocinas pró-inflamatórias (por exemplo, IL-1beta e CXCL-1). Em contraste, após estimulação in vitro com LPS, os neutrófilos Cox-2-/- apresentaram níveis mais baixos de IL-1beta e CXCL-1 em comparação ao grupo controle. Nossos achados revelam que a COX-2 derivada de neutrófilos têm um papel importante na regulação do processo inflamatório e da hiperalgesia inflamatória Abstract: Inflammation is a vital process for the injured tissue restoration and one of its hallmarks is inflammatory hyperalgesia. The cyclooxygenase (COX) pathway is strongly related to the inflammatory and pain process. Usually, COX-1 isoform is described as homeostatic, while COX-2 is characterized as inducible in inflammatory condition. Although it is well known that neutrophil cells are one of the main cells involved in inflammatory process, and the first to arrive at the inflamed site, there are still no evidence regarding the specific role of neutrophilderived Cox-2 in this process. Thus, in the present study we demonstrate for the first time that neutrophil-derived COX-2 plays a key role in peripheral inflammatory hyperalgesia. Conditional knockout mice for Cox-2 in neutrophil (Cox-2-/-) exhibited higher pain sensitivity after carrageenan (CG) injection and long-lasting IL-1beta-induced hyperalgesia compared with control group (COX-2+/+). Also, CG-induced inflammation in Cox-2-/- mice showed Cox-1 overexpression, and increased neutrophil migration and pro inflammatory cytokines (e.g., IL-1beta and CXCL1). In contrast, after in vitro LPS stimulation, Cox-2-/- neutrophil showed lower levels of IL-1beta and CXCL-1 compared to the control group. These findings revealed that neutrophils COX-2 has an important role in regulation the inflammatory process and the inflammatory hyperalgesia Doutorado Fisiologia Doutora em Biologia Funcional e Molecular FAPESP 2017/07162-7 CAPES 001

Orientador: Danilo Ciccone Miguel Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A leishmaniose é uma doença causada por protozoários do gênero Leishmania, endêmica em vários países e detentora de amplo espectro clínico, com sintomatologias variando desde lesões com cura espontânea até quadros infectivos crônicos e óbitos. Sua quimioterapia é atualmente baseada em fármacos utilizados há, pelo menos, 70 anos como primeira opção de tratamento, os quais induzem fortes efeitos colaterais aos pacientes, que enfrentam um tratamento longo e doloroso, além do preocupante relato de casos de seleção de parasitos resistentes a algumas opções medicamentosas. Os medicamentos de primeira opção consistem em metalofármacos, compostos que apresentam metais coordenados a ligantes por meio de ligações covalentes, que auxiliam a estabilizar a troca de elétrons entre eles, reduzindo a toxicidade do metal e estabilizando os ligantes estruturais. Para o presente estudo, identificamos a necessidade premente de avaliar a eficácia de novos compostos com atividade leishmanicida, utilizando as espécies Leishmania (Leishmania) amazonensis e Leishmania (Viannia) braziliensis, baseando-nos no estudo de três séries de metalocompostos contendo ferro, titânio e ouro. Após ensaios iniciais de viabilidade e citotoxicidade com macrófagos murinos (BMDM), 3 compostos da série ouro foram os mais eficazes contra as duas espécies utilizadas, demonstrando altos índices de seletividade, dos quais, o composto 3 foi o mais seletivo (23.6 para L. amazonensis e 23.5 para L. braziliensis). Resultados de redução na carga parasitária intracelular e permeabilização de membrana, tornaram o composto 3 um excelente candidato para a continuidade do projeto, o qual induziu alteração no potencial de membrana mitocondrial e aumento no consumo de oxigênio por esta organela em amastigotas de L. amazonensis. O composto 3 também demonstrou atividade sobre estas formas celulares, desencadeando modificações ultraestruturais na mitocôndria e membranas celular e nuclear, levando também à redução de lesões em camundongos BALB/c infectados com a mesma espécie de Leishmania após tratamento intraperitoneal por 15 dias sob a dose de 10 mg/kg/dia. Com estes dados, suscitamos o potencial da contribuição de metalomoléculas para nossos estudos da quimioterapia de leishmaniose, a fim de ampliar e impulsionar as investigações no ramo da química medicinal voltada a esta doença tropical negligenciada Abstract: Leishmaniasis is a disease caused by protozoa of the genus Leishmania, endemic in several countries and with a broad clinical spectrum, with symptoms ranging from spontaneously healing lesions to chronic infections and deaths. Its chemotherapy is currently based on drugs used for at least 70 years as the first treatment option, which induce strong side effects to patients, who face a long and painful treatment, in addition to the worrying reports of cases of selection of resistant parasites to some drug options. The first-choice drugs consist of metallodrugs, compounds that present metals coordinated to ligands through covalent bonds, which help to stabilize the exchange of electrons between them, reducing the toxicity of the metal and stabilizing the structural ligands. For the present study, we identified the urgent need to evaluate the efficacy of new compounds with leishmanicidal activity, using the species Leishmania (Leishmania) amazonensis and Leishmania (Viannia) braziliensis, based on the study of three series of metallocompounds containing iron, titanium and gold. After initial viability and cytotoxicity assays with murine macrophages (BMDM), 3 compounds from the gold series were the most effective against the two species used, demonstrating high selectivity rates, of which compound 3 was the most selective (23.6 for L. amazonensis and 23.5 for L. braziliensis). Results of reduction in the intracellular parasite load and membrane permeabilization made compound 3 an excellent candidate for the continuation of the project, which induced changes in mitochondrial membrane potential and increased oxygen consumption by this organelle in amastigotes of L. amazonensis. Compound 3 also demonstrated activity on these cellular forms, triggering ultrastructural modifications in the mitochondria and cell and nuclear membranes, also leading to the reduction of lesions in BALB/c mice infected with the same species of Leishmania after intraperitoneal treatment for 15 days at the dose of 10 mg/kg/day. With these data, we raise the potential contribution of metallomolecules to our studies of leishmaniasis chemotherapy, in order to expand and boost investigations in the field of medicinal chemistry aimed at this neglected tropical disease Doutorado Relações Antrópicas, Meio Ambiente e Parasitologia Doutora em Biologia Animal CAPES 88882.435389/2019-01

Orientador: Luis Felipe de Toledo Ramos Pereira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A biodiversidade global está em crise. Os anfíbios são o grupo animal vertebrado mais ameaçado da atualidade. Dentre as principais causas de declínio e extinção de espécies, estão as epidemias de doenças infecciosas, como é o caso da quitridiomicose, uma doença causada pelo fungo Batrachochytrium dendrobatidis (Bd). O fungo quitrídeo está associado a corpos hídricos, que representam sua principal via de dispersão. Contudo, são reportados casos de anfíbios de desenvolvimento estritamente terrestre com altas cargas do Bd. Permanece não elucidado o processo pelo qual essas espécies, que possuem pouco ou nulo contato com a água, são expostas ao Bd. A neblina é um importante componente hídrico e carreador de microrganismos, inclusive de patógenos, entre ecossistemas. Hipotetizamos que a neblina carregue o Bd em suspensão e que zoósporos ativos em suspensão infectem anfíbios hospedeiros. Realizamos a coleta de neblina e de água de chuva, nove locais na Mata Atlântica, no Brasil e investigamos a presença de Bd através da técnica de qPCR. Também conduzimos experimentos de infecção da espécie de desenvolvimento direto Eleutherodactylus johnstonei, através da exposição de indivíduos à neblina artificial e natural. Nós reportamos a primeira evidência de DNA de Bd na neblina e sugerimos que hospedeiros suscetíveis podem ser infectados e desenvolver quitridiomicose letal por meio do transporte passivo de zoósporos de Bd pela neblina. Nossos resultados ampliam a rede de dispersão do Bd entre reservatórios ambientais, adicionando a neblina como um novo mecanismo de transporte passivo de alcance regional. Além disso, abrem novas vias de insvestigação para elucidar mecanismos de exposição das espécies de anfíbios ao patógeno. Assim, sugerimos que futuros estudos epidemiológicos de Bd incluam as vias aéreas de transporte passivo Abstract: The global biodiversity is in crisis. Amphibians are currently the most threatened vertebrate group. Epidemics of infectious diseases are among the main causes of population declines and species extinction. Which is the case of chytridiomycosis, a disease caused by the fungus Batrachochytrium dendrobatidis (Bd). The chytrid fungus is associated with water bodies, its main means of dispersion. However, cases of strictly terrestrial amphibians with high Bd loads are reported. The mechanisms by which these species (which have little or no contact with water) are exposed to Bd remains unclear. Fog is an important water component and carrier of microorganisms, including pathogens, between ecosystems. We hypothesized that fog carries Bd in suspension and that active zoospores in suspension infect host amphibians. We collected fog and rainwater from nine locations along the Atlantic Forest in Brazil and investigated for the presence of Bd in natural fog by qPCR assay. We also conducted infection experiments with the direct developing species Eleutherodactylus johnstonei, through individual exposure to artificial and natural fog. We report the first evidence of Bd DNA in the fog. We found that susceptible hosts can become infected and develop lethal chytridiomycosis through the passive transport of Bd zoospores by the fog. Our results extend the network of Bd transport pathways between environmental reservoirs by adding fog as a new regional-range dispersion pathway. In addition, the results open new avenues of investigation to elucidate exposure mechanisms of amphibian species to the pathogen. Thus, we suggest that future epidemiological studies of Bd include passive transport airways Mestrado Ecologia Mestra em Ecologia FAPESP 2020/02991-8

Orientador: Hernandes Faustino de Carvalho Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A construção de ferramentas de ensino-aprendizagem, auxiliam no processo de compreensão dos conceitos estudados, estimulando a reflexão e a participação na aula. Essa pesquisa apresenta duas ferramentas de ensino-aprendizagem. A primeira é denominada de Cromossomos-permuta e tem como objetivo passar por um processo de melhorias e avaliação de qualidade, explorando o assunto meiose com uma estratégia que requer a presencialidade do aluno, e o manuseio físico de peças impressas em impressora 3D, com uma metodologia voltada a integração e discussão dos fatos em sala de aula, permitindo ao aluno momentos de discussão e resolução de problemas envolvendo o conteúdo estudado. Permite ainda que o aluno simule fases da meiose e a duplicação do DNA, com essas particularidades pode ser uma ferramenta útil ainda para outros conteúdos de genética, e não se restringindo apenas ao ensino superior, sendo adaptável ao ensino médio, com a alteração da complexidade das questões de aplicação. A segunda ferramenta explora a construção do Game Meiose, que traz uma versão digital da ferramenta Cromossomos-permuta, explorando a grande afinidade da geração atual com a tecnologia digital. Utilizando recursos que possibilitaram um produto com aspectos de jogabilidade, feedbacks instantâneos e desafios associados as fases do jogo, bem como coleta de dados dos acertos, erros, tempo de jogo e satisfação, foi possível desenvolver e oferecer aos alunos um produto inovador que está alinhado com o atual momento vivido pela sociedade, que busca desenvolver estratégias de ensino remoto. As estratégias de ensino-aprendizagem desenvolvidas com essa pesquisa, possibilitou a geração de quatro indicadores de performance, que permitiu comprovar a eficácia da estratégia, e retroalimentar o produto a partir da performance dos alunos Abstract: The construction of teaching-learning tools helps in the process of understanding the concepts studied, stimulating reflection and participation in class. This research presents two teaching-learning tools. The first is called Chromosomes-exchange and aims to go through a process of quality improvement and evaluation, exploring the subject of meiosis with a strategy that requires the student's presence, and the physical handling of 3D printed parts, with a methodology aimed at the integration and discussion of facts in the classroom, allowing the student moments of discussion and problem solving involving the content studied. It also allows the student to simulate phases of meiosis and DNA duplication, with these particularities it can be a useful tool for other genetics content, and not restricted to higher education, being adaptable to high school, with the change in complexity. of application issues. The second tool explores the construction of Game Meiosis, which brings a digital version of the Chromosomes-exchange tool, exploring the great affinity of the current generation with digital technology. Using resources that enabled a product with gameplay aspects, instant feedbacks and challenges associated with the phases of the game, as well as data collection of successes, errors, game time and satisfaction, it was possible to develop and offer students an innovative product that is aligned with the current moment experienced by society, which seeks to develop remote teaching strategies. The teaching-learning strategies developed with this research made it possible to generate four performance indicators, which allowed to prove the effectiveness of the strategy, and to feed back the product from the performance of the students Doutorado Biologia Celular Doutora em Biologia Celular e Estrutural

Orientadores: Ingrid Koch, Ana Carolina Devides Castello Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Três rotas foram propostas para explicar as conexões entre a Floresta Amazônica (FA) e a Mata Atlântica (MA): a rota sudeste-noroeste (SE-NO), a rota nordeste (NE) e a rota centro-oeste (CO). Nós utilizamos modelagem de nicho ecológico (MNE) para investigar as conexões passadas entre a FA e a MA e explorar quais rotas estavam potencialmente disponíveis para espécies de Apocynaceae e em quais épocas. Modelamos 12 espécies de Apocynaceae com distribuição disjunta entre a FA e a MA usando sete algoritmos diferentes. Também modelamos os próprios biomas com Entropia Máxima. Projetamos os modelos para seis cenários: atual; Pleistoceno 21 ka, 130 ka e 787 ka; Plioceno 3,1 Ma e 3,3 Ma. Construímos mapas de riqueza para todos os modelos e mapas de áreas historicamente estáveis para todos os cenários e comparamos as previsões de biomas com as previsões de espécies para avaliar se as áreas adequadas eram coincidentes e suportavam as rotas de conexão no passado. Também investigamos os tempos de divergência de várias linhagens de Angiospermas que habitam a FA e a MA para avaliar se os períodos de conexão foram coincidentes ou anteriores aos previstos para as rotas pela MNE. Adicionalmente, avaliamos se as características ecológicas das espécies estão associadas às rotas de conexão previstas pela MNE. Os modelos mostraram expansões de adequação conectando a FA e a MA para todas as três rotas no Pleistoceno e Plioceno. Os períodos de 130 e 787 ka suportaram a rota SE-NO para a maioria dos modelos das espécies e dos biomas. As áreas estáveis previstas para os biomas coincidiram com as áreas estáveis previstas para as espécies de Apocynaceae, reforçando as rotas de conexão. Além disso, as estimativas dos tempos de divergência mostram que a maioria das linhagens se separaram no Mioceno, sugerindo que as conexões foram frequentes e permaneceram relativamente estáveis nesse tempo. De acordo com nossos resultados, a rota NE foi prevista apenas por espécies arbóreas especialmente em períodos frios (21 ka e 3,3 Ma). As rotas CO e SE-NO foram previstas por espécies de árvores e lianas dispersas principalmente por animais, com condições climáticas adequadas em períodos frios (21 ka e 3,3 ka) e quentes (130 ka e 787 ka), respectivamente. Porque avaliamos dados antes de 21 ka e 130 ka e, até onde sabemos, nosso estudo é o primeiro baseado em MNE a avaliar as rotas biogeográficas entre a FA e a MA no Plioceno. Sugerimos que as rotas de conexão estão associadas ao tipo de dispersão de sementes e à forma de vida das plantas e as características ecológicas estão relacionadas às respostas às mudanças climáticas, influenciando e moldando as antigas conexões florestais Abstract: Three routes were proposed to explain the connections between the Amazon Forest (AM) and the Atlantic Forest (AF): the south-eastern–north-western (SE-NW) route, the north-eastern (NE) route and the central-western (CW) route. We used ecological niche modelling (ENM) to investigate the past connections between the AM and the AF and explore which routes were potentially available for Apocynaceae species and in which times. We modelled 12 Apocynaceae species with disjunct distribution between the AM and the AF using seven different algorithms. We also modelled the biomes themselves with Maximum Entropy. We projected the models to six scenarios: current; Pleistocene 21 ka, 130 ka and 787 ka; Pliocene 3.1 Ma and 3.3 Ma. We constructed richness maps for all models and historically stable areas maps for all scenarios and compared the biomes predictions with the species predictions to evaluate whether the suitable areas were coincident and supported the connection routes in the past. We also investigated the divergence times of several Angiosperms lineages inhabiting the AM and the AF to assess whether the periods of connection were coincident or prior than those predicted for the routes by the ENM. Additionally, we evaluate whether the ecological characteristics of species are associated with connection routes forecasted by ENM. The models showed suitability expansions connecting the AM and the AF for all three routes in the Pleistocene and Pliocene. The 130 and 787 ka periods supported the SE-NW route for most species and biome models. The stable areas predicted for the biomes coincided with the stable areas predicted for Apocynaceae species, reinforcing the connection routes. Additionally, the estimates of the divergence times show that most of the lineages split in the Miocene, suggesting the connections were frequent and remained relatively stable in this time. According to our results, the NE route was predicted only by tree species especially in cool periods (21 ka and 3.3 Ma). The CW and the SE-NW routes were predicted by species of trees and lianas mainly dispersed by animals, with suitable climate conditions in cool (21 ka and 3.3 ka) and warm periods (130 ka and 787 ka), respectively. Because we assessed data before 21 ka and 130 ka and, as far as we know, our study is the first based on ENM to evaluate the biogeographical routes between the AM and the AF in the Pliocene. We suggest that the connection routes may be associated with the seed dispersal type and the plant life-form and the ecological characteristics may be related to responses to climate change, influencing and shaping the past forest connections Mestrado Biologia Vegetal Mestre em Biologia Vegetal CAPES 88887.333795/2019-00

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

Orientador: Andre Schwambach Vieira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Poucas regiões cerebrais recebem tanta atenção quanto o hipocampo, uma estrutura neural que está envolvida em funções como aprendizagem, formação e armazenamento de memórias. As principais sub-regiões do hipocampo são o giro denteado (GD) e as camadas de neurônios piramidais: CA1, CA2 e CA3. Além disso, esta estrutura pode ser afetada por uma pluralidade de distúrbios psiquiátricos e neurológicos, como depressão, esquizofrenia, Alzheimer e epilepsia. Atualmente o canabidiol (CBD), um dos principais canabinóides presentes na Cannabis sativa, tem sido uma alternativa terapêutica para uma pluralidade de distúrbios. O CBD interage com os receptores endocanabinóides e também modula vários sistemas de sinalização não endocanabinóides. O receptor endocanabinóide CB1 é o receptor acoplado à proteína G mais abundante no sistema nervoso, e é encontrado amplamente expresso em todas as sub-regiões hipocampais. Assim, o CBD já foi explorado como estratégia terapêutica mostrando efeitos anticonvulsivante, neuroprotetores e antiepilépticos sob diversas condições, tanto em humanos quanto em modelos animais. Investigações anteriores já revelaram diversos efeitos da administração do CBD, no entanto, não há dados sobre alterações no transcriptoma para os efeitos do CBD em sub-regiões hipocampais. No Capítulo I da presente dissertação exploramos a heterogeneidade da expressão gênica do hipocampo de ratos usando microdissecção a laser para isolar suas diferentes sub-regiões (CA1, CA2, CA3, DG) e assim traçar o perfil de transcritos de cada uma delas. No Capítulo II, utilizando RNA-Seq, exploramos as alterações transcriptômicas no CA1 ventral do hipocampo de camundongos adultos após a administração intraperitoneal (i. p.) de CBD. No Capítulo I encontramos uma segregação evidente do perfil transcriptômico de diferentes regiões do hipocampo, observando milhares de genes diferencialmente expressos, além da expressão de genes marcadores conhecidos, bem como novos, específicos para cada região. No Capítulo II encontramos uma evidente segregação do perfil transcriptômico de diferentes frequências de administração do CBD. A análise de enriquecimento dos genes após a administração do CBD durante 7 dias indica uma redução nos transcritos da cadeia de transporte de elétrons e biogênese ribossomal, enquanto transcritos relacionados à modificações de cromatina e organização de sinapse foram encontrados aumentados. Além disso, os transcritos após a administração do CBD administrado em apenas 1 dia estavam associados apenas a processos de ubiquitinação. O presente conjunto de dados contribui para a compreensão mais profunda dos efeitos CBD na expressão gênica e fornece evidências de uma extensa mudança nos genes do metabolismo energético e na redução marcada da maquinaria de tradução de proteínas nos neurônios do CA1 ventral Abstract: Few brain regions are given as much attention as the hippocampus, a neural structure that is involved in functions such as learning, training and storage of memories. The main subfields of the hippocampus are the dentate gyrus (DG) and the pyramidal neurons: CA1, CA2 and CA3. In addition, this structure can be affected by a plurality of psychiatric and neurological disorders such as depression, schizophrenia, Alzheimer and epilepsy. Currently cannabidiol (CBD), one of the main cannabinoids present in Cannabis sativa, has been a therapeutic alternative for a plurality of disorders. CBD interacts with the endocannabinoid receptors and also modulates multiple non-endocannabinoid signaling systems. The endocannabinoid CB1 receptor is the most abundant G protein coupled receptor of the nervous system, and is found extensively expressed in all hippocampal subfields. Thus, CBD has already been explored as a therapeutic strategy showing anticonvulsant, neuroprotective, and antiepileptic effects under various conditions, both in humans and animal models. Previous investigation has already provided insights of the CBD administration, however, there is no transcriptome data for CBD effects on hippocampal subfields. In Chapter I, we explore the heterogeneity of the rat’s hippocampal gene expression using laser microdissection to isolate its different subfields (CA1, CA2, CA3, DG). In Chapter II, we explore the transcriptomic changes in the ventral CA1 of the adult mice hippocampus after intraperitoneal CBD administration. In Chapter I, we find thousands of differentially expressed genes and an evident segregation of the hippocampal subfields transcriptional profiles. In Chapter II we found evident segregation of the transcriptomic profile from CBD administration frequencies. The enrichment analysis of the 7 days of CBD administration indicates a decrease of electron transport chain and ribosome biogenesis transcripts, while chromatin modifications and synapse organization transcripts were found increased. Furthermore, transcripts of CBD administered once were only associated with the ubiquitin processes. The present dataset contributes to a deeper understanding of the CBD effects on gene expression and provides evidence that CBD induces an extensive change in energy metabolism genes and marked reduction of protein translation machinery in ventral CA1 neurons Mestrado Fisiologia Mestre em Biologia Funcional e Molecular CAPES 88887.373126/2019-00

Orientador: Mariana Freitas Nery Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Os peixes-boi possuem três espécies viventes: T. manatus (Costa da América do Norte, Central e parte do Sul), T. inunguis (endêmico da Bacia Amazônica), e T. senegelensis (Costa da República do Congo). Essas espécies têm sido estudadas durante as últimas décadas em relação a seus aspectos ecológicos (comportamento, hábitos, locomoção), fisiológicos (equilíbrio de osmorregulação, trato gastroinestinal) e também do ponto de vista da genética de populações. O presente trabalho apresenta análises comparativas inéditas do ponto de vista genômico para as três espécies, utilizando sequenciamento completo do genoma mitocondrial (para as três espécies) e nuclear (para as espécies brasileiras). A tese está dividida em dois capítulos em forma de artigo científico, sendo um já publicado. O primeiro capítulo utiliza o genoma mitocondrial das três espécies viventes de peixe-boi para inferirmos sobre a história evolutiva do gênero, ainda, testamos alguns genes mitocondriais sob seleção que estão relacionados à respiração celular. No segundo capítulo, analisamos o genoma das espécies de peixe-boi encontradas no Brasil, T. manatus e T. inunguis, utilizamos a plataforma Hi-Seq 2500 e quatro lanes de bibliotecas paired-end, e duas para mate- pair, para atingir a cobertura de 80X. Foram realizadas análises de qualidade dos genomas e montagem, além de análises comparativas sobre a quantidade de elementos repetitivos, grupos ortólogos, expansão e retração de famílias gênicas, e análises demográficas. As análises nos mostraram expansão e retração em algumas famílias gênicas relacionada à receptores olfativos, verificamos também a quantidade de elementos exclusivos para ambas as espécies. Sobre a história demográfica das espécies verificamos que em alguns momentos quando havia aumento do Ne em uma população, a outra sofria com redução de seu Ne. Em suma, os dois capítulos geram importantes dados que podem ser utilizados como base para estudos posteriores em relação à essas espécies Abstract: Manatees have three living species: T. manatus (Coast of North, Central and South America), T. inunguis (endemic to the Amazon Basin), and T. senegelensis (Coast of the Republic of Congo). These species have been studied during the last decades in relation to their ecological aspects (behavior, habits, locomotion), physiological (osmoregulation balance, gastrointestinal tract) and also from the point of view of population genetics. The present work presents unprecedented comparative analyzes from the genomic point of view for the three species, using complete sequencing of the mitochondrial genome (for the three species) and nuclear (for the Brazilian species). The thesis is divided into two chapters in the form of a scientific article, one of which has already been published. The first chapter uses the mitochondrial genome of the three living species of manatee to infer about the evolutionary history of the genus, in addition, we tested some mitochondrial genes under selection that are related to cellular respiration. In the second chapter, we analyzed the genome of the manatee species found in Brazil, T. manatus and T. inunguis, using the Hi-Seq 2500 platform and four lanes of paired-end libraries, and two for mate-pair, to reach 80X coverage. Genome quality and assembly analyzes were performed, as well as comparative analyzes on the number of repetitive elements, orthologous groups, expansion and retraction of gene families, and demographic analysis. The analyzes showed us expansion and retraction in some gene families related to olfactory receptors, we also verified the number of unique elements for both species. Regarding the demographic history of the species, we found that at times when there was an increase in Ne in one population, the other suffered from a reduction in its Ne. In short, the two chapters generate important data that can be used as a basis for further studies in relation to these species Doutorado Genética Animal e Evolução Doutora em Genética e Biologia Molecular CAPES 2019-1/88882.329516 FAPESP 2015/18269-1

Orientador: Marcelo Menossi Teixeira Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A fermentação alcoólica é um dos temas mais relevantes ensinados na disciplina de Biologia no ensino médio. Porém, na maioria das vezes, não é trabalhada de acordo com a sua importância, abrangência e potencialidade. Quando ensinado exclusivamente de forma teórica, há dificuldade para a compreensão pelos alunos, pela falta de contexto e abstração. O desenvolvimento do tema da fermentação alcoólica usando uma sequência didática investigativa diferenciada e motivadora como estratégia de ensino e aprendizagem pode levar a um melhor entendimento deste tema. A escolha dessa estratégia é devido a sua relevância cultural, facilidade de ser aplicada, baixos custos e riscos reduzidos. Como complemento da sequência didática investigativa, foi elaborado um guia de panificação caseira com receitas de pães feitos com frutas e ou sementes de espécies vegetais nativas de cada região brasileira destacando a relevância da espécie vegetal para o bioma. O guia também traz um breve relato da história do pão, um dos alimentos mais consumidos pela humanidade ao longo do tempo. A avaliação e verificação de aprendizagem serão realizadas continuamente em todas as aulas através de uma ficha de avaliação e de uma prova com questões abertas Abstract: Alcoholic fermentation is one of the most relevant topics taught in Biology in high school. However, most of the time, it is not worked according to its importance, scope and potential. When taught exclusively theoretically, it is difficult for students to understand, due to the lack of context and abstraction. The development of the alcoholic fermentation theme using a differentiated and motivating investigative didactic sequence as a teaching and learning strategy can lead to a better understanding of this theme. The choice of this strategy is due to its cultural relevance, ease of application, low costs and reduced risks. As a complement to the investigative didactic sequence, a homemade bakery guide was prepared with recipes for breads made with fruits and or seeds of plant species native to each Brazilian region, highlighting the relevance of the plant species to the biome. The guide also brings a brief account of the history of bread, one of the most consumed foods by humanity over time. Assessment and verification of learning will be carried out continuously in all classes through an evaluation sheet and an exam with open questions Mestrado Ensino de Biologia Mestre em Ensino de Biologia CAPES 001

Orientador: Peter Stoltenborg Groenendyk Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: As florestas tropicais são importantes prestadoras de serviços ecossistêmicos e reguladoras do clima. Dentre elas, as florestas sazonais desempenham um papel-chave como sumidouro sazonal de carbono, modulado por temperatura e precipitação. Apesar disto, pouco se sabe sobre como a variabilidade climática interanual afeta o crescimento e a estrutura do lenho das árvores e como as respostas ao crescimento climático variam entre os gradientes de chuva nessas florestas. Aqui nós avaliamos as mudanças na sensibilidade climática do crescimento de árvores, diversos traços químico-físicos da madeira dentro de classes diamétricas de tamanho (SCI) de 8 cm, bem como construímos projeções de crescimento e rendimento futuro do lenho após ciclos de corte programados ao longo de um gradiente ambiental de tipos de vegetação tropical sazonalmente seca (floresta sempre verde – savana – floresta seca) no Nordeste do Brasil, usando espécies congenéricas de dois gêneros neotropicais comuns: Aspidosperma e Handroanthus. Construímos cronologias de largura de anéis de árvores para cada combinação de espécies × tipo de floresta e exploramos como a variabilidade de crescimento se correlacionava com fatores climáticos locais (precipitação, temperatura) e globais (El Niño Oscilação Sul - ENOS). Também avaliamos como a sensibilidade do crescimento ao clima e a presença de desvios de crescimento variaram ao longo do gradiente. Através das cronologias calculamos o SCI e quantificamos suas mudanças na eficiência no uso da água (iEUA) ao longo do tempo, relação com estrutura e química do lenho, além das diferenças entre tipos florestais distintos. Calculamos ainda aspectos referentes ao diâmetro cumulativo, a trajetória de crescimento das árvores ao longo do gradiente e seu rendimento após dois ciclos de corte. Nossos resultados revelam um efeito dominante da precipitação no crescimento das árvores em florestas tropicais sazonalmente secas e sugerem que ao longo do gradiente, as florestas secas são as mais sensíveis ao déficit hídrico. A relação negativa de temperatura e ENOS com o crescimento foram semelhantes entre os locais, no entanto, desvios negativos de crescimento foram observados principalmente nas espécies de floresta seca. Em contrapartida, temperatura e ENOS influenciaram positivamente a iEUA, que aumentou ao longo do tempo em todas as florestas sazonais, independentemente do tipo florestal e não gerou efeitos sobre o crescimento. Na floresta seca, a variação na iEUA de A. multiflorum teve relação significativa com a frequência dos elementos de vaso no xilema e a concentração de Fe, S e K/Ca, mostrando a importância da utilização de mais de uma estratégia para suportar o estresse hídrico em florestas secas. Neste sentido, as espécies de matas secas foram as que apresentaram menor crescimento em relação as suas congêneres de outros tipos florestais, com limites de extração distintos entre as espécies congêneres de Aspidosperma e Handroanthus. Apenas A. castroanum (floresta sempre verde), apresentou rendimento próximo ao considerável sustentável (~80%), enquanto as demais espécies tiveram um rendimento médio baixo, entre 10-30%. Esses resultados destacam a importância de entender a sensibilidade climática de diferentes florestas tropicais. Compreender o impacto da escassez hídrica na produtividade de florestas sazonais e suas estratégias para suportá-la podem auxiliar no entendimento do ciclo de carbono futuro e servir de base para medidas de mitigação das mudanças no clima. Estas diferenças mostram que o tipo de manejo florestal deve atender às variações socioambientais ao longo de gradientes florestais e que as matas secas são as que mais demoram a se recuperar após o manejo. Esse entendimento é fundamental para prever a dinâmica do carbono em regiões tropicais, e diferenças de sensibilidade devem ser consideradas ao priorizar medidas de conservação de florestas tópicas sazonalmente secas Abstract: Tropical forests are important providers of ecosystem services and climate regulators. Among them, seasonal forests play a key role as a seasonal carbon sink, modulated by temperature and precipitation. Despite this, little is known about how interannual climate variability affects tree growth and wood structure and how climate growth responses vary across rainfall gradients in these forests. Here we evaluated changes in climate sensitivity of tree growth, various chemical-physical wood traits within 8 cm diameter size classes (SCI), as well as constructed projections of future wood growth and yield after programmed cutting cycles along an environmental gradient of seasonally dry tropical vegetation types (evergreen forest – savannah – dry forest) in Northeast Brazil, using congeneric species from two common Neotropical genera: Aspidosperma and Handroanthus. We constructed tree ring width chronologies for each combination of species × forest type and explored how growth variability correlated with local (precipitation, temperature) and global (El Niño Southern Oscillation - ENSO) climatic factors. We also evaluated how the sensitivity of growth to climate and the presence of growth deviations varied along the gradient. Through the chronologies we calculated the SCI and quantified its changes in the water use efficiency (iWUE) over time, relationship with wood structure and chemistry, in addition to the differences between different forest types. We also calculated aspects related to the cumulative diameter, the growth trajectory of the trees along the gradient and their yield after two cutting cycles. Our results reveal a dominant effect of precipitation on tree growth in seasonally dry tropical forests and suggest that along the gradient, dry forests are the most sensitive to water deficit. The negative relationship of temperature and ENSO with growth were similar between sites, however, negative growth deviations were observed mainly in dry forest species. In contrast, temperature and ENSO positively influenced iWUE, which increased over time in all seasonal forests, regardless of forest type, and had no effect on growth. In the dry forest, the variation in the iWUE of A. multiflorum was significantly related to the frequency of vessel elements in the xylem and the concentration of Fe, S and K/Ca, showing the importance of using more than one strategy to withstand stress. water in dry forests. In this sense, the dry forest species showed the lowest growth in relation to their congeners of other forest types, with different extraction limits between the congeners of Aspidosperma and Handroanthus. Only A. castroanum (evergreen forest) presented a yield close to considerable sustainable (~80%), while the other species had a low average yield, between 10-30%. These results highlight the importance of understanding the climate sensitivity of different tropical forests. Understanding the impact of water scarcity on the productivity of seasonal forests and their strategies to support it can help to understand the future carbon cycle and serve as a basis for measures to mitigate climate change. These differences show that the type of forest management must take into account the socio-environmental variations along forest gradients and that dry forests are the ones that take the longest to recover after management. This understanding is critical to predicting carbon dynamics in tropical regions, and differences in sensitivity must be considered when prioritizing conservation measures for seasonally dry topical forests Doutorado Ecologia Doutor em Ecologia CAPES 001 FAPESP 2018/24106-6

Orientador: Marcelo Alves da Silva Mori Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O ritmo circadiano é um mecanismo evolutivo altamente conservado e que envolve praticamente todos os tecidos em mamíferos. Os tecidos do camundongo apresentam forte sincronização entre si e funcionam de forma coordenada. Porém, sabe-se que grande parte da regulação circadiana da expressão gênica se dá a nível pós-transcricional. As vesículas extracelulares surgem nesse contexto como uma importante forma de comunicação intercelular e intertecidual capaz de transportar diversos tipos de moléculas. Dentre elas, os microRNAs são de especial interesse uma vez que apresentam papel já descrito na regulação de fenômenos circadianos. Além disso, os tecidos adiposos contribuem com a maior parte dos microRNAs circulantes em vesículas extracelulares, ressaltando a importância desse tecido para a comunicação intertecidual por meio de vesículas. O estudo de fenômenos circadianos envolvendo vesículas extracelulares, no entanto, apresenta dificuldades técnicas para isolamento dessas vesículas bem como para obtenção de vesículas secretadas em meio condicionado de adipócitos. Testamos diferentes métodos de isolamento de vesículas extracelulares, sendo que a ultracentrifugação se mostrou o mais adequado para nosso uso. As vesículas isoladas foram caracterizadas por marcadores proteicos e distribuição de tamanho. Também testamos diferentes condições em cultura celular de adipócitos para experimentos com coleta de vesículas extracelulares de forma circadiana. Chegamos em um protocolo de sincronização capaz de sincronizar as células a uma mesma fase do ritmo circadiano enquanto permite também a coleta de meio condicionado de forma adequada para isolamento e análise das vesículas. Utilizamos camundongos em 6 horários no período de 24h para isolar vesículas extracelulares do soro. Concluímos que a ultracentrifugação se mostrou o método mais adequado para isolar vesículas extracelulares no nosso contexto; além disso, a sincronização dos adipócitos in vitro foi bem-sucedida, o que nos possibilita analisar o conteúdo de miRNAs secretado nessas vesículas de forma circadiana Abstract: The circadian rhythm is a highly conserved evolutionary mechanism that is present in almost all tissues of mammals. Mice tissues exhibit strong synchronization with each other in a coordinated manner. However, post-transcriptional regulation greatly contributes to the circadian regulation of gene expression. Extracellular vesicles arise in this context as an important mechanism of intercellular and intertissue communication as they are able to transport a wide range of molecules. Among these molecules, microRNAs are of special interest as they are already implicated in the circadian regulation of gene expression. Furthermore, adipose tissues contribute with most of circulating microRNAs in extracellular vesicles, highlighting the relevance of this issue to intertissue communication through vesicles. The study of circadian phenomena involving extracellular vesicles, however, poses technical challenges regarding vesicle isolation as well as collection of secreted vesicles from adipocyte conditioned media. We have tested different extracellular vesicles isolation methods and ultracentrifugation was the most adequate to our needs. Isolated vesicles were characterized using protein markers and size distribution. Also, we tested different adipocyte culture conditions to collect conditioned media in a circadian fashion. We have arrived at a synchronization protocol capable of synchronizing the cells to a similar phase of the circadian rhythm while also allowing for the adequate collection of conditioned media and extracellular vesicle isolation. Mice tissues were collected in 6 different timepoints encompassing a 24h period to isolate extracellular vesicles from serum. In conclusion, ultracentrifugation was the most adequate method to isolate extracellular vesicles in our context; furthermore, adipocyte synchronization was successful, which allows us to analyze secreted extracellular vesicle miRNA content in a circadian fashion Mestrado Genética Animal e Evolução Mestre em Genética e Biologia Molecular CAPES 001 CNPQ FAPESP 2019/08038-3; 2017/07975-8; 2019/25958-9; 2017/01184-9

Orientadores: Paulo Sérgio Moreira Carvalho de Oliveira, André Victor Lucci Freitas Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Dentre os diversos mecanismos de defesa contra predação conhecidos, uma grande parte envolve padrões de coloração. Uma categoria desses mecanismos de defesa que ainda não foi muito explorada é a de padrões de colorações ocultos, que só são exibidos em situações específicas. Este é o caso da coloração dinâmica (flash coloration). A hipótese da coloração dinâmica propõe que animais com coloração críptica, que expõem subitamente uma coloração conspícua durante movimento, reduzem a probabilidade de serem predados, pois confundem predadores visualmente orientados. Para testar essa hipótese, nunca antes testada na natureza, realizamos experimentos usando a borboleta Morpho helenor como modelo. Essa espécie de borboleta possui um padrão de coloração contrastante entre a face dorsal (azul) e a face ventral (marrom) de suas asas, resultando em uma série de "flashes" azuis durante o voo. Para testar a hipótese da coloração dinâmica, realizamos três experimentos com o intuito de modificar o padrão de coloração alar e avaliar se tal modificação altera a predação dos indivíduos. No experimento 2, usamos tinta marrom para remover a faixa azul da face dorsal dos indivíduos do grupo tratamento, tornando-os sempre crípticos mesmo durante o voo. No experimento 1, adicionamos uma faixa azul na face ventral dos indivíduos do grupo tratamento, fazendo com que a coloração conspícua estivesse sempre presente durante o voo. Como controle, pintamos uma faixa marrom na mesma região pintada no grupo tratamento, na face ventral. Como controle, pintamos uma faixa marrom ao lado da faixa azul na face dorsal das asas. No experimento 3, alfinetamos na serapilheira indivíduos mortos de M. helenor com uma faixa azul pintada na face ventral das asas para investigar se eles seriam mais atacados nessa posição (como se estivessem pousados no chão da floresta). Como controle, pintamos uma faixa marrom na face ventral das asas dos indivíduos. Nossos resultados, obtidos por meio de uma análise de sobrevivência feita com base na marcação e recaptura dos diferentes grupos experimentais, mostraram que remover a cor azul da face dorsal das asas não resultou em uma diferença na sobrevivência dos indivíduos. Provavelmente isso ocorreu porque a "crypsis" em ambas as faces das asas dificultou a perseguição e captura das borboletas durante o voo. Por outro lado, a adição de uma faixa azul na face ventral fez com que os indivíduos sobrevivessem menos, uma vez que a defesa fornecida pela coloração dinâmica foi anulada pela presença do azul em ambas as faces das asas durante o voo. Por fim, indivíduos com a faixa azul pintada na face ventral, apesar de se tornarem mais conspícuos, não foram mais atacados na serapilheira, onde a predação é rara. Em conclusão, este estudo fornece a primeira evidência experimental, em condições naturais, de que a coloração dinâmica em borboletas pode reduzir a predação por aves insetívoras Abstract: Several known antipredator mechanisms involve the color pattern of animal prey. One category of such defense mechanisms that remains unexplored is that of hidden color patterns. This is the case of flash coloration. The flash coloration hypothesis postulates that animals with cryptic coloration, which suddenly display conspicuous coloration during movement, can confuse potential predators and reduce the likelihood of being attacked. To test this hitherto untested hypothesis, we performed unprecedented field experiments using the butterfly Morpho helenor as a model prey species. This butterfly has a contrasting color pattern on the dorsal (blue) and ventral (brown) sides of its wings, resulting in a series of blue "flashes" during flight. Here, we test whether this pattern of flashes during the flight of M. helenor reduces predation by birds in a rainforest from Southeast Brazil. Specifically, we evaluated rates of predation by birds (beak marks on the wings), as well as butterfly survivorship, on treated (altered color pattern) vs control (unaltered color pattern) individuals via mark-recapture censuses. In Experiment 2, we removed the bright blue band on the dorsal wing surface such that the flying M. helenor would always be cryptic in the forest understory for a chasing bird. In Experiment 1, we added a blue band on the ventral wing surface of M. helenor, such that flying butterflies would exhibit the bright blue on both sides of their wings, thus canceling the alternate sequence of crypsis and conspicuousness during flight. In Experiment 3, we evaluated if dead individuals of M. helenor painted with a bright blue band on the ventral wing surface would be more attacked than those with unaltered color pattern when pinned on the forest floor in a resting position. Our results unequivocally show that, by cancelling the protective effect of alternate crypsis and conspicuousness during flight, the probability of survival of treatment M. helenor butterflies (blue band on both wing surfaces) decreases markedly. By cancelling the flash coloration through removal of the dorsal blue band in Experiment 2, both treatment and control butterflies became cryptic during flight, making them equally hard to catch by avian predators and with similar survival rates. The protective value of flash coloration is further corroborated by Experiment 3, which showed that individuals painted with a blue band on the ventral wing surface do not suffer increased predation attempts when landed on the forest floor. Knowledge about the evolution of coloration patterns that vary dynamically during movement is still poorly understood in nature. The current study with M. helenor in Atlantic rainforest is the first to provide experimental evidence that dynamic flash coloration in bright blue Morpho butterflies can be an effective defense mechanism against avian predators Mestrado Ecologia Mestra em Ecologia CAPES 88887479691/2020-00 FAPESP 2020/06756-3

Orientador: Mariana Freitas Nery Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A recolonização do ambiente aquático realizada durante a evolução dos cetáceos (baleias, botos e golfinhos) foi acompanhada por drásticas adaptações morfológicas e fisiológicas. Uma das principais características do grupo é o tamanho corporal de determinadas espécies, onde é possível observar alguns dos maiores seres vivos que já existiram na história de vida do planeta. O fenômeno do gigantismo é amplamente estudado porque afeta traços críticos da história de vida do portador, como longevidade, fecundidade e saúde, tendo como consequências a redução geral no tamanho genético efetivo da população (Ne), menor taxa reprodutiva e o desenvolvimento de mecanismos de supressão para doenças como o câncer. Além de hipóteses ecológicas e fisiológicas, um fator importante a ser considerado é a base genética do tamanho corporal. Análises evolutivas mostraram uma forte presença de seleção positiva em genes relacionados ao tamanho em cetáceos, com uma clara distinção entre espécies pequenas e gigantes. Porém, trabalhos com esta abordagem são recentes, focando especialmente em regiões codificadoras e não analisando regiões regulatórias. Aqui, reunimos sequências de nove genes relacionados ao aumento corporal disponíveis em bases de dados e realizamos análises evolutivas nas regiões codificadoras e também nas regiões regulatórias, ambos em um contexto filogenético. Encontramos evidências de seleção positiva para genes como GHSR, IGFBP7, PLAG1 e NCAPG, além de uma possível pseudogenização do gene EGF. Nas regiões regulatórias, foi possível observar um padrão de enriquecimento de fatores de transcrição entre cetáceos gigantes e não gigantes, principalmente em genes como NCAPG e IGFBP7, além de aceleração evolutiva nos genes IGF2, IGFBP2, IGFBP7 e ZFAT. Em conjunto, esses resultados indicam os mecanismos moleculares relacionados ao gigantismo em cetáceos, evidenciando a ação da seleção natural em regiões codificadoras e o papel de regiões regulatórias para o tamanho corporal desses mamíferos aquáticos Abstract: The recolonization of the aquatic environment carried out during the evolution of cetaceans (whales, porpoises, and dolphins) was accompanied by drastic morphological and physiological adaptations. One of the main characteristics of the group is the body size of certain species, where it is possible to observe some of the largest living beings that have ever existed in the planet. The phenomenon of gigantism is widely studied because it affects critical traits of the carrier's life history, such as longevity, fecundity, and health, resulting in a general reduction in the effective genetic size of the population (Ne), a lower reproductive rate and the development of mechanisms of suppression for diseases such as cancer. In addition to ecological and physiological hypotheses, an important factor to consider is the genetics behind thebody size. Evolutionary analyzes have shown a strong presence of positive selection in size-related genes in cetaceans, with a clear distinction between small and giant species. However, works with this approach are recent, focusing especially on coding regions and not analyzing regulatory regions. Here, we gathered sequences of nine genes related to body enlargement available in existing databases and performed evolutionary analyzes for the coding regions, and also analyzed the regulatory regions, both in a phylogenetic context. We found evidence of positive selection for genes such as GHSR, IGFBP7, PLAG1, and NCAPG, in addition to a possible pseudogenization of the EGF gene. In the regulatory regions, it was possible to observe a clear pattern of transcription factor enrichment between giant and non-giant cetaceans, mainly in genes such as NCAPG and IGFBP7, in addition to evolutionary acceleration in the IGF2, IGFBP2, IGFBP7, and ZFAT genes. Together, these results indicate the molecular mechanisms related to gigantism in cetaceans, evidencing the action of natural selection in coding regions and the role of regulatory regions for the body size of these aquatic mammals Mestrado Genética Animal e Evolução Mestre em Genética e Biologia Molecular CAPES 88887.373969/2019-00

Orientador: Váleria Maia Merzel Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A ilha Deception, localizada no arquipélago Shetlands do Sul (Antártica Marítima), é um vulcão em atividade cuja cratera foi inundada pela água do mar. Devido ao histórico de ocupação da ilha no início do século passado visando o estabelecimento de um porto para produção de óleo de baleia, não se sabe exatamente a extensão do impacto antropogênico sofrido no local, em específico na Baía dos Baleeiros (WB), área de estudo desta tese. Somado a isso, o microbioma em WB está submetido constantemente a diferentes pressões seletivas do ambiente Antártico, como extremos de temperatura, baixa umidade relativa, hipersalinidade, elevada radiação UVA e UVB, além de baixa concentração de nutrientes. Neste sentido, o objetivo desta tese foi realizar a análise comparativa do microbioma de sedimentos da Ilha Deception – Antártica, ao longo de um gradiente espacial e temporal com ênfase em genes de resposta ao estresse e resistência. Para isto, foi empregada uma abordagem integrada de metagenômica e metatranscriptômica, baseada em sequenciamento em larga escala de amostras ambientais, e subsequentes análises de bioinformática para montagem, predição e anotação de genes em bancos de dados específicos, além da recuperação de genomas para detalhamento metabólico e inferência de interações microbianas. Para os genes de estresse comparados entre os anos de amostragem, os resultados mostraram que fatores abióticos influenciaram diferencialmente a abundância microbiana nos pontos amostrados em WB, mas não alteraram significativamente a composição taxonômica do microbioma. Como resultado, as comunidades microbianas que carregam genes relacionados ao estresse, como HSP20, clpE, cspL, mtrAB e vicKR, e oxidorredutases mostraram perfis diferentes em resposta às variações ambientais entre os anos. Os perfis dos genes de resistência foram comparados entre os pontos ao longo do gradiente espacial, entre os anos de amostragem e com outros locais das ilhas Deception e de ilhas já sabidamente impactadas. WB mostrou um perfil de resistência muito diverso e similar ao de outras áreas impactadas da Antártica. As áreas não impactadas apresentaram uma abundância relativa de genes de resistência/tolerância significativamente menor do que as áreas impactadas, confirmando que locais com atividade antrópica influenciam substancialmente o resistoma do microbioma, promovendo o enriquecimento de diferentes classes de genes de resistência/tolerância a antibióticos, biocidas e metais pesados. A recuperação de MAGs permitiu concluir que não somente os gêneros taxonômicos mais abundantes (Arthrobacter, Flavobacterium, Polaromonas e Psychrobacter) devem ser estudados, mas que outros grupos, como os das bactérias roxas, têm sua importância nas interações entre as bactérias que compõem o microbioma. Na Ilha Deception, ambos os biofilmes amostrados são formados por um microbioma altamente complexo, com composição fortemente influenciada pela temperatura. Finalmente, o sistema de chaperonas e os genes de resistência que neutralizam o efeito negativo de ROS e compostos tóxicos são essenciais para manter a homeostase de células bacterianas no ambiente extremo. Em conjunto, os resultados obtidos permitiram adquirir uma melhor compreensão do impacto antropogênico, das interações bacterianas e de grupos taxonômicos com potencial biotecnológico na Baía dos Baleeiros, o que deve ser levado em consideração em futuros trabalhos acerca da ecologia microbiana na Ilha Deception Abstract: Deception Island, located in the South Shetlands archipelago (Maritime Antarctica), is an active volcano whose crater has been flooded by seawater. Due to the history of the island occupation at the beginning of the last century, aiming at the establishment of a port for whale oil production, it is not known exactly the extent of the anthropogenic impact suffered on the site, specifically in Whalers Bay (WB), the area of this thesis study. In addition, the microbiome in WB is constantly subjected to different selective pressures from the Antarctic environment, such as extremes temperature, low relative humidity, hypersalinity, high UVA and UVB radiation, in addition to low concentration of nutrients. In this sense, the objective of this project was to carry out a comparative analysis of the sediment microbiome of Deception Island – Antarctica, along a spatial gradient and temporal gradient, with emphasis on response genes to the stress and resistance. For this, an integrated approach of metagenomics and metatranscriptomics was used, based on large-scale sequencing of environmental samples, and subsequent bioinformatics analyzes for assembling, predicting and annotating genes in specific databases, in addition to genome recovery for metabolic detailing and inference of microbial interactions. For the stress genes compared between the sampling years, the results showed that abiotic factors differentially influenced the microbial abundance at the points sampled in WB, but did not significantly alter the taxonomic composition of the microbiome. As a result, microbial communities that carry stress-related genes such as HSP20, clpE, cspL, mtrAB and vicKR, and oxidoreductases showed different profiles in response to environmental variations between years. Resistance gene profiles were compared between sites along the spatial gradient, between sampling years and with other sites on Deception Island and impacted islands. WB showed a very diverse resistance profile, similar to that of other impacted areas of Antarctica. The non-impacted areas showed a significantly lower relative abundance of resistance/tolerance genes than the impacted areas, confirming that sites with anthropic activity substantially influence the microbiome resistome, promoting the enrichment of different classes of antibiotic, biocides and heavy metals resistance/tolerance genes. The recovery of MAGs allowed us to conclude that not only the most abundant taxonomic genera (Arthrobacter, Flavobacterium, Polaromonas and Psychrobacter) should be studied, but that other groups, such as purple bacteria, play an important role in the interactions between the bacteria that compose the microbiome. In Deception Island, both biofilms sampled from WB sediments are formed by a highly complex microbiome, with composition strongly influenced by temperature. Finally, the chaperon system and the resistance genes counteracting the negative effect of ROS and toxic compounds are essential for maintaining the bacterial cell homeostasis in the extreme environment Together, the results obtained allowed us to acquire a better understanding of the anthropogenic impact, bacterial interactions and the taxonomic groups with biotechnological potential on Whalers Bay, which should be taken into account in future works on the microbial ecology of Deception Island Doutorado Genética de Microorganismos Doutor em Genética e Biologia Molecular FAPESP 2017/03172-8 2019/22891-0 CAPES 001

Orientador: Danilo Ciccone Miguel Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Acreditando que o Ensino de Biologia deva ser exercido de forma ativa pelo aluno e que ao professor cabe o papel de mediador do conhecimento, o presente trabalho analisou uma Sequência Didática Investigativa (SDI), que se iniciou com o levantamento de concepções prévias dos estudantes sobre seres vivos que eles sentem medo, nojo ou repulsa. Para tanto, apresentamos a pergunta problema: "Apesar de asqueroso, possui relevância biológica?", respondida em forma de texto, com argumentos científicos referenciados e devidamente citados, resultantes de pesquisa feita pelos próprios discentes em aplicativo de procura acadêmica, utilizando artigos científicos como referencial teórico, sempre com a tutoria da docente. Os textos produzidos com base em pesquisa científica foram publicados pelos estudantes em uma página em ambiente virtual elaborada pelos mesmos com auxílio da docente. O produto final gerado do presente trabalho é composto pela página de domínio público com as etapas descritas da SDI desenvolvida e a pesquisa dos participantes. Neste projeto, foram identificados os índices de Alfabetização Científica analisados por meio de avaliação contínua no processo de construção do material virtual, trabalho em equipe e a autoavaliação. Nossas análises das SDI apontam indicadores positivos verificados pela ferramenta de habilidades cognitivas de alfabetização científica e pela autoavaliação dos estudantes. Notamos também que a atividade desenvolvida foi relevante ao propiciar que os alunos desenvolvessem habilidade no uso de ferramentas de pesquisa científica, análise e interpretação de artigos científicos, compreensão da complexidade biológica do ser vivo estudado e criação coletiva da página virtual Abstract: Believing that teaching Biology should be an activity involving both students and teachers in an active manner, the present aimed to analyze an Investigative Didactic Sequence (SDI), which begins with a survey of students' previous conceptions about living beings that cause fear, disgust or revulsion. Next, we presented the ‘question-problem’: "Although disgusting, does it have biological relevance?" answered in a text form, with scientific arguments properly referenced, after an extensive research carried out by the students using an academic web search application, using scientific articles, with the teacher’s tutoring. The texts produced were published by the students on a page in a virtual environment created by them with the help of the teacher. The final product of this dissertation is composed of the public domain page with the described steps of the SDI developed and the research of the participants. In this project, the Scientific Literacy indices analyzed were identified through continuous assessment in the process of building the virtual material, teamwork and self-assessment. Our SDI analyses point to positive indicators verified by the scientific literacy cognitive skills tool and by the students' self-assessment. We also noticed that the activity developed was relevant as it allowed students to develop skills in the use of scientific research tools, analysis and interpretation of scientific articles, understanding of the biological complexity of the living being studied, besides the generation of a collective virtual page Mestrado Ensino de Biologia Mestra em Ensino de Biologia CAPES 001

Orientadores: Maria Luiza Silveira Mello, Benedicto de Campos Vidal Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Em eucariotos, o estado da cromatina, o empacotamento de DNA com proteínas histonicas, contribui para o controle da expressão gênica. Assim como outras modificações pós-tradução de histonas (PTMs), a metilação de histonas em resíduos de lisina contribui para a regulação de diversos processos biológicos. Famílias de proteínas, como por exemplo, as lisinas metiltransferases (KMTs) e demetilases (KDMs), são responsáveis por controlar os níveis de metilação nos resíduos de lisina da histona. Portanto, um equilíbrio adequado de estabilidade e dinâmica em PTMs de histonas é necessário para a expressão gênica precisa. Apesar disso, aberrações nas regiões regulatórias controladas pela metilação da lisina podem estar associados com o silenciamento de vários genes, incluindo os supressores de tumores, e são frequentemente observados no câncer. Por outro lado, é conhecido que inibidores de histona desacetilase (HDACi) podem induzir mudanças globais na modificação das histonas, podendo então reverter esse processo. O valproato de sódio (VPA), um conhecido agente antiepiléptico, é também caracterizado como HDACi, induzindo hiperacetilação de histonas e desmetilação de DNA em vários tipos de células. Em alguns modelos, também há dados mostrando que o VPA pode afetar a metilação das histonas bem como as enzimas que adicionam e removem essas marcas e pode regular a expressão de proteínas envolvidas no controle do ciclo celular. Dessa forma, neste estudo foi investigado por meio de técnicas de imunofluorescência, Western Blot e RT-qPCR a capacidade do VPA em alterar os níveis de metilações das histonas H3 (H3K4me2/3, H3K9me/2 e H3K27me/3) e das enzimas KMT2D, EZH2 e KDM3A em células HeLa, tratadas com VPA cujas concentrações foram de 0,5 mM e 2 mM por 24 h. Além disso, a expressão do oncogene p16INK4a e do gene supressor de tumor p21WAF1/Cip1 também foram analisados na presença dessa droga. Um estudo também foi conduzido a fim de avaliar a interferência do VPA em histonas totais, através da análise microespectroscópica das histonas totais no infravermelho por FT-IR ("Fourier transform-infrared"), uma vez que há evidencias recentes da afinidade do VPA ligando-se à histonas H1 e H3. Com base no conjunto de dados, os resultados sugerem que o VPA promoveu hipermetilação em marcas associadas à transcrição ativa de genes, H3K4me2/3 e H3K9me, e conferiu um estado hipometilado para a marca associada ao silenciamento, H3K9me2. Apesar de observar o aumento nos níveis globais de H3K27me/3, nenhuma conexão causal para essas marcas com a expressão gênica pode ser concluída até o momento, uma vez que elas foram identificadas na literatura com consequências regulatórias distintas. O VPA alterou os níveis dessas marcas epigenéticas possivelmente por participação das metiltransferases KMT2D, EZH2 e demetilase KDM3A. Nessas condições o VPA também induziu a ativação da proteína supressora de tumor p21WAF1/Cip1 e reprimiu a ação de p16INK4a nessas células. Além disso, esses resultados indicaram que o VPA possa promover parada na fase G1 do ciclo celular por indução de p21WAF1/Cip1. Quanto a análise da possível interação do VPA com as histonas, não foi observado nenhuma modificação conformacional dessas proteínas ao longo do espectro. No entanto, notou-se um ligeiro aumento na absorbância na região de frequência dos grupos CH3 e CH2 nos espectros de FT-IR, que pode ser justificado pela intensificação das metilações em alguns dos resíduos de lisina na histona H3. Até o momento foi possível notar que o VPA altera o epigenoma na linhagem celular tumoral estudada, por meio das alterações das metilações nos resíduos de lisina 4, 9 e 27 da histona H3. Entretanto, o VPA promoveu aumento em marcas associadas à transcrição ativa de genes e diminuiu aquelas relacionadas ao silenciamento, sendo consistentes com uma possível intensificação da expressão gênica global induzida por esta droga. Portanto, o VPA pode oferecer uma estratégia potencial para reverter mudanças epigenéticas, principalmente associadas a doenças como o câncer. No entanto, quanto à expressão dos genes p16INK4a e p21WAF1/Cip1 eles podem ser regulados em células HeLa por HDACi que atuam sobre marcas epigenéticas ao nível de DNA e histonas Abstract: In eukaryotes, the state of chromatin, the DNA packaging with histone proteins, contributes to the control of gene expression. Like other post-translational histone modifications (PTMs), histone methylation at lysine residues contributes to the regulation of several biological processes. Protein families, such as lysine methyltransferases (KMTs) and demethylases (KDMs), are responsible for controlling methylation levels at histone lysine residues. Therefore, a proper balance of stability and dynamics in histone PTMs is necessary for accurate gene expression. Despite this, aberrations in regulatory regions controlled by lysine methylation may be associated with the silencing of several genes, including tumor suppressors, and are frequently observed in cancer. On the other hand, it is known that histone deacetylase inhibitor (HDACi) can induce global changes in histone modification, thus being able to reverse this process. Sodium valproate (VPA), a well-known antiepileptic agent, is also characterized as HDACi, inducing histone hyperacetylation and DNA demethylation in various cell types. In some models, there are also data showing that VPA can affect histone methylation as well as the enzymes that add and remove these tags, and can regulate the expression of proteins involved in cell cycle control. Thus, in this study, the ability of VPA to alter the methylation levels of histone H3 (H3K4me2/3, H3K9me/2 and H3K27me/3) and of the enzymes KMT2D, EZH2 and KDM3A was investigated using immunofluorescence, Western Blot and RT-qPCR techniques in HeLa cells, treated with VPA whose concentrations were 0.5 mM and 2 mM for 24 h. In addition, the expression of p16INK4a oncogene and p21WAF1/Cip1 tumor suppressor gene were also analyzed in the presence of this drug. A study was also carried out in order to evaluate the interference of VPA in total histones, through the microspectroscopic analysis of total histones in the infrared by FT-IR ("Fourier transform-infrared"), since there is recent evidence of the affinity of VPA binding up to histones H1 and H3. Based on the dataset, the results suggest that VPA promoted hypermethylation in markers associated with active gene transcription, H3K4me2/3 and H3K9me, and conferred a hypomethylated state on the marker associated with silencing, H3K9me2. Despite observing the increase in global levels of H3K27me/3, no causal connection for these marks with gene expression can be concluded to date, as they have been identified in the literature with distinct regulatory consequences. VPA altered the levels of these epigenetic marks possibly through the participation of methyltransferases KMT2D, EZH2 and demethylase KDM3A. Under these conditions, VPA also induced the activation of the tumor suppressor protein p21WAF1/Cip1 and repressed the action of p16INK4a in these cells. Furthermore, these results indicated that VPA can promote arrest in the G1 phase of the cell cycle by inducing p21WAF1/Cip1. Regarding the analysis of the possible interaction of VPA with histones, no conformational modification of these proteins was observed along the spectrum. However, a slight increase in absorbance was observed in the frequency region of the CH3 and CH2 groups in the FT-IR spectra, which can be explained by the intensification of methylations in some of the lysine residues in histone H3. So far, it has been possible to notice that VPA alters the epigenome in the studied tumor cell line, through alterations in methylations in lysine residues 4, 9 and 27 of histone H3. However, VPA promoted an increase in markers associated with active transcription of genes and decreased those related to silencing, being consistent with a possible enhancement of global gene expression induced by this drug. Therefore, VPA may offer a potential strategy to reverse epigenetic changes, mainly associated with diseases such as cancer. However, regarding the expression of p16INK4a and p21WAF1/Cip1 genes, they can be regulated in HeLa cells by HDACi that act on epigenetic marks at the DNA and histone levels Doutorado Biologia Celular Doutora em Biologia Celular e Estrutural CAPES 0 FAPESP 2015/10356-2 CNPQ (421299/2018-5, 304797/2019-7

Orientadores: Adriano Cappellazzo Coelho, Marcelo Bispo de Jesus Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Os protozoários do gênero Leishmania são parasitos responsáveis por causar as doenças conhecidas como leishmanioses em humanos e outros mamíferos, dependendo de insetos vetores para transmissão. Possuem uma ampla distribuição geográfica pelo mundo, estando presentes no Brasil ao todo oito espécies identificadas que causam doenças em humanos. Apresentam-se em duas formas clínicas: tegumentar e visceral, sendo essa segunda a sua forma mais grave, podendo levar o paciente à óbito. A leishmaniose tegumentar é ainda caracterizada em quatro formas distintas: cutânea localizada, mucocutânea, cutânea difusa e cutânea disseminada. Essas manifestações clínicas estão correlacionadas às diferentes espécies do parasito, bem como à resposta imune produzida pelo hospedeiro. Não existem imunizantes disponíveis para seres humanos contra as leishmanioses, e são poucas as opções de quimioterápicos para o tratamento. Estudos moleculares envolvendo a manipulação genética do parasito em questão permitem compreender melhor alguns aspectos de seu ciclo de vida e interação com seus hospedeiros. Por consequência, estes métodos bem estabelecidos são poderosos aliados na busca de imunizantes e novos possíveis alvos para fármacos utilizados em tratamento. Ferramentas que permitem estudar a função de genes em Leishmania são baseadas na transfecção gênica por eletroporação. Contudo, o uso do eletroporador apresenta uma eficiência considerada baixa, chegando a uma taxa de 5% no caso de transfecções estáveis nesse parasito. Nanopartículas são nanomateriais amplamente utilizados na indústria farmacêutica como carreadoras de fármacos e cosméticos. Estudos com nanopartículas variadas demonstraram recentemente o seu uso também como vetor não-viral para o carreamento de material genético em linhagens de células eucarióticas. O presente trabalho teve como objetivo investigar o potencial uso de nanopartículas como vetor não-viral para transfecção gênica em Leishmania spp., como uma alternativa à transfecção gênica por eletroporação Abstract: Protozoa of the genus "Leishmania" are parasites responsible for causing the diseases known as leishmaniasis in humans and other mammals, depending on insect vectors for transmission. They have a wide geographic distribution around the world, being present in Brazil with eight identified species that cause diseases in humans. They are presented in two clinical forms: tegumentary and visceral, the latter being the most severe form, which can be lethal to the patient. Tegumentary leishmaniasis is classified in four distinct forms: localized cutaneous, mucocutaneous, diffuse cutaneous and disseminated cutaneous leishmaniasis. These clinical manifestations are correlated to the different species of the parasite, as well as to the immune response produced by the host. There are no vaccines available for humans against leishmaniasis, and there are few chemotherapy options for treatment. Molecular studies involving the genetic manipulation of the parasite in question allow for a better understanding of some aspects of its life cycle and interaction with its hosts. Consequently, these well-established methods are powerful allies in the search for immunizers and new possible targets for drugs used in treatment. Tools that allow studying the function of genes in Leishmania are based on gene transfection by electroporation. However, the use of the electroporator presents an efficiency considered low, reaching a rate of 5% in the case of stable transfections in this parasite. Nanoparticles are nanomaterials widely used in the pharmaceutical industry as drug and cosmetic carriers. Studies with varied nanoparticles have recently demonstrated its use as a non-viral vector for carrying genetic material in eukaryotic cell lines. The present work investigated the potential use of nanoparticles as a non-viral vector for gene transfection in Leishmania spp., as an alternative to gene transfection by electroporation Mestrado Relações Antrópicas, Meio Ambiente e Parasitologia Mestre em Biologia Animal CAPES 88887.505494/2020-00

Orientador: Ricardo Ribeiro Rodrigues Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O desenfreado desmatamento tem devastado florestas tropicais em todo o mundo. A fragmentação e isolamento de habitats decorrente desse processo resulta em florestas com condições estruturais distintas, afetando o funcionamento dos ecossistemas, e assim, o provimento de serviços ecossistêmicos, como sequestro de carbono, conservação da biodiversidade, polinização, dentre outros. Nesse cenário, a restauração de florestas nativas tem sido adotada em todo mundo como uma possibilidade de reverter as perdas e amenizar os prejuízos decorrentes da degradação humana. Esse estudo consiste em um dos poucos que levaram em consideração uma larga escala espacial e temporal (florestas com diferentes idades) e, além disso, avaliou de forma integrada diferentes tipologias florestais (DEG - remanescentes de floresta primária degradada, REG - regeneração natural ou sucessão secundária e REST - restauração ativa) para o aumento do estoque de carbono acima do solo e para conservação da biodiversidade. Foram coletados dados em dez parcelas alocadas em cada tipologia (N= 4), totalizando 40 parcelas inseridas nos domínios do bioma Mata Atlântica. Foi visto que DEG, REST e REG estocam altas quantidades de carbono em sua biomassa acima do solo. Sendo que essa quantidade é maior em CON (131,5 Mg ha-1), seguido por DEG (79,7 Mg ha-1), REST (51,9 Mg ha-1) e REG (29,1 Mg ha-1). Além disso, verificamos que florestas com melhores condições estruturais estocam mais carbono. Sobre o pool total de espécies amostradas (N= 454), CON (62 spp.) foi a tipologia com o maior número de espécies exclusivas. Por outro lado, a quantidade de espécies exclusivas entre DEG (36 spp.), REG (40 spp.) e REST (32 spp.) foram similares. Apesar das tipologias abrigarem considerável número de espécies, as curvas de rarefação demonstraram que a riqueza é diferente entre elas, sendo maior em CON (147 spp.), seguido por DEG (123 spp.), REG (101 spp.) e REST (83 spp.). A diversidade florística foi maior em CON (10,6) e DEG (9,7) e menores, porém, similares entre REST (5,22) e REG (5,16). Não foram constatadas diferenças entre todas as tipologias em relação a diversidade filogenética, isto é, os valores aferidos são semelhantes entre elas. Ainda nesse contexto, a composição florística é diferente entre as tipologias, exceto entre CON e DEG. Encontramos que a alta diversidade beta aferida para todas as tipologias é quase que inteiramente resultado do turnover (>90%). Em síntese, nossos resultados indicam que DEG, REST e REG contribuem consideravelmente para o sequestro de carbono atmosférico e complementam a diversidade e riqueza de espécies na paisagem diminuindo a extinção de espécies, conectando habitats e diminuindo a pressão sob florestas primárias. Tudo isso revela que é necessário e urgente criar políticas de proteção ambiental que não negligenciem essas florestas Abstract: Unbridled deforestation has devastated tropical forests around the world. The fragmentation and isolation of habitats resulting from this process results in forests with different structural conditions, affecting the functioning of ecosystems, and thus, the provision of ecosystem services such as carbon sequestration, biodiversity conservation, pollination, among others. In this scenario, the restoration of native forests has been adopted worldwide as a possibility to reverse the losses and mitigate the damage resulting from human degradation. This study is one of the few that took into consideration a large spatial and temporal scale (forests of different ages) and, moreover, assessed in an integrated way different forest typologies (DEG - remnants of degraded primary forest, REG - natural regeneration or secondary succession and REST - active restoration) for the increase of above ground carbon stock and for biodiversity conservation. Data were collected in ten plots allocated to each typology (N=4), totaling 40 plots inserted in the domains of the Atlantic Forest biome. It was seen that DEG, REST and REG store high amounts of carbon in their aboveground biomass. This amount is highest in CON (131.5 Mg ha-1), followed by DEG (79.7 Mg ha-1), REST (51.9 Mg ha-1) and REG (29.1 Mg ha-1). Furthermore, we found that forests with better structural conditions store more carbon. About the total pool of sampled species (N= 454), CON (62 spp.) was the typology with the highest number of unique species. On the other hand, the number of unique species among DEG (36 spp.), REG (40 spp.) and REST (32 spp.) were similar. Although the typologies harbor a considerable number of species, the rarefaction curves showed that richness is different among them, being higher in CON (147 spp.), followed by DEG (123 spp.), REG (101 spp.) and REST (83 spp.). Floristic diversity was highest in CON (10.6) and DEG (9.7) and lower but similar between REST (5.22) and REG (5.16). No differences were found among all typologies in relation to phylogenetic diversity, that is, the measured values are similar among them. Also in this context, the floristic composition is different among the typologies, except between CON and DEG. We found that the high beta diversity measured for all typologies is almost entirely the result of turnover (>90%). In summary, our results indicate that DEG, REST and REG contribute considerably to atmospheric carbon sequestration and complement diversity and species richness in the landscape by decreasing species extinction, connecting habitats, and decreasing pressure on primary forests. All this reveals that it is necessary and urgent to create environmental protection policies that do not neglect these forests Mestrado Biologia Vegetal Mestre em Biologia Vegetal CAPES 001 FAPESP 2020/08081-3

Orientador: Flávio Dias Passos Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Os Caudofoveata (Aplacophora) se caracterizam por possuírem o corpo alongado e coberto por espículas (escleritos), ausência de pé e pela presença do disco oral na região anterior. São comumente encontrados em grandes profundidades oceânicas e, em algumas regiões, podem ser dominantes ecologicamente e importantes na estrutura das comunidades bentônicas. Por outro lado, assim como ocorre para outros moluscos de mar profundo, os Caudofoveata ainda são muito pouco conhecidos quanto a sua diversidade, taxonomia e biogeografia, especialmente para o Oceano Atlântico Ocidental. Com o intuito de contribuir para preencher essa lacuna, um extenso levantamento de material de Caudofoveata do Atlântico Ocidental, incluindo material tipo, foi realizado. Os espécimes foram analisados por meio de técnicas de microscopia de luz, birrefringência e eletrônica de varredura, visando observar principalmente detalhes dos escleritos, da rádula e da morfologia do corpo. Foram examinadas 511 amostras contendo 2593 espécimes pertencentes a 11 diferentes espécies, 4 de Chaetodermatidae, 2 de Limifossoridae e 5 de Prochaetodermatidae. Além disso, foram também analisados 2313 espécimes-tipo provenientes de 378 lotes pertencentes a 33 espécies nominais, depositados no National Museum of Natural History (USNM) e Museum of Comparative Zoology (MCZ). Quanto ao padrão de distribuição geográfica, foi observado que os Chaetodermatidae e Limifossoridae tendem a possuir distribuições mais restristas no Atlântico Ocidental, ao passo que os Prochaetodermatidae costumam se distribuir mais amplamente. Trata-se, portanto, de um estudo pioneiro, com animais ainda pouco conhecidos para a costa do Oceano Atlântico com relação aos demais moluscos, gerando informações para uma melhor compreensão desses pequenos animais de grandes profundidades Abstract: The Caudofoveata (Aplacophora) can be characterized by having an elongated body covered by spicules (sclerites), abscence of a foot and by the presence of an oral disc in the anterior region. They are commonly found in great oceanic depths and, in some regions, can be ecologically dominant and important in the benthic community structure. On the other hand, as it happens with other deep-sea molluscs, the Caudofoveata are still little known regarding their diversity, taxonomy, and biogeography, especially for the Western Atlantic Ocean. With the aim to contribute to fill this gap, an extensive survey of material of Caudofoveata from the Western Atlantic, including type material, was performed. The species were analyzed in detail, through light microscopy, by birefringence and the scanning eletron microscopy, aiming to observe mainly details of sclerites, radula and body morphology. 511 samples containing 2593 specimens belonging to 11 different species were examined, 4 Chaetodermatidae, 2 Limifossoridae and 5 Prochaetodermatidae. Moreover, 2313 type specimens from 378 lots representing 33 nominal species, from National Museum of Natural History (USNM) and Museum of Comparative Zoology (MCZ) were also analyzed. Regarding the patterns of geographical distribution, it was observed that the Chaetodematidae and Limifossoridae usually have more restrict distribution in the Western Atlantic, whereas the Prochaetodermatidae usually have wider distributions. Therefore, it is a pioneer study, with animals that are still little known for the coast of Atlantic Ocean in relation to other molluscs, leading to a better understanding of these small animals at great depths Doutorado Biodiversidade Animal Doutor em Biologia Animal FAPESP 2017/01081-5; 2018/17718-5

Orientador: André Rinaldo Senna Garraffoni Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O ensino de Zoologia passa por uma estagnação do conhecimento científico no ensino médio e o (a)s professore (a)s sofrem com a falta de atualização das informações contidas no material didático. A partir da leitura e análises de livros do ensino superior e do ensino médio público, constatou-se um "gap" de conhecimento científico e a partir daí produziu-se uma sequência didática de cunho investigativo apoiado na filosofia de John Dewey para o ensino/aprendizagem atualizado em Zoologia. O referente trabalho, atento a essas informações, apresenta-se como uma ponte entre os dois saberes, usando como especificação da transposição os táxons meiofaunais: grupo de metazoários polifiléticos de tamanho entre 0,044 mm a 0,5mm, mais conhecidos como animais que vivem entre os grãos de areia e de grande importância ecológica. Percebeu-se o espaço entre o saber sábio (Academia) e o saber ensinado (Escola), onde o (a)s docentes e discentes do ensino público carecem de informações científicas atualizadas sem serem descontextualizadas pela transposição didática, aproveitando-as para o ensino aprendizagem no ambiente escolar. Assim, espera-se abordar uma biodiversidade de metazoários microscópicos ainda não mencionada nos materiais didáticos do ensino médio, tornando o conteúdo e a produção das aulas de Biologia mais interessantes, chamativas e desafiadoras para o (a)s discentes Abstract: The teaching of Zoology undergoes a scientific knowledge stagnation in HighSecondary School, as teachers do not have updated information in their didactic material. Based on the reading and analysis of academic books and public high school, a gap in scientific knowledge was found, and from there, an investigative didactic sequence using John Dewey's philosophy was produced in order to update teaching/learning in Zoology. This study aimed to be a connection between these two knowledges using the meiobenthos taxon as na exemplar for the transposition: a group of polyphyletic metazoans that measure between 0.044mm ato 0,5 mm, live among sand grains and have ecological role in benthic ecosystems.Therer was a gap between the wise knowledge (Academy) and the taught knowledge (School), in which teachers and students in public schools have access to decontextualized and outdated scientific information without proper didactic transposition. It is expected to shed light on the biodiversity of these microscopic metazoans not commonly mentioned in the didactic material of high school, make the Biology lectures classes more interesting, appealing, and challenging for the students Mestrado Ensino de Biologia Mestre em Ensino de Biologia CAPES 001

Orientador: Eduardo Galembeck Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A utilização da Realidade Virtual (R.V) nas Escolas Públicas do nosso país está longe de ser realidade, vários fatores são apresentados para não implementação dessa ferramenta nas Escolas Públicas, tais como: capacitações docentes em R.V; falta de recursos em R.V; acessibilidade aos alunos, entre outros. Este projeto buscou desenvolver e aplicar atividades investigativas utilizando a R.V como ferramenta nas aulas de Biologia do Ensino Médio, com o objetivo de disponibilizar e facilitar a utilização da Realidade Virtual nas aulas de Fisiologia Humana e Comparada, organizando-as em roteiros de aprendizagem que comporão um Manual de Práticas Investigativas com auxílio da R.V. As "aulas desafios" estão divididas em seis práticas, organizadas através do modelo instrucional investigativo chamado de 5Es (Engajar; Explorar; Explicar; Elaborar e Avaliar) – BSCS Biological Sciences Curriculum Study (Bybee et al., 2006). As práticas foram aplicadas no mês de Setembro de 2021 para 49 alunos do Ensino Médio da Escola Técnica Conselheiro Antônio Prado (ETECAP), em Campinas - São Paulo, sendo colhidas as concepções destes para a construção do Manual de Práticas em Realidade Virtual. O projeto foi desenvolvido em 3 Fases: (1) Construção de Atividades Investigativas com Realidade Virtual; (2) Aplicação e Avaliação das Metodologias com os alunos; (3) Produção do Manual de Atividades Investigativas com da Realidade Virtual (R.V) para aulas de Fisiologia Humana. Os alunos demonstraram grande interesse pelas atividades investigativas com a utilização da R.V e contribuíram para a construção do manual de atividades investigativas, além de apresentarem uma melhora nos resultados de aprendizagem pós-teste no ensino em Fisiologia Humana. O produto final deste estudo tem como objetivo auxiliar e facilitar a prática docente, ampliar as fronteiras da sala de aula, possibilitando aos alunos a formação para visão integrada e protagonista Abstract: The use of Virtual Reality (R.V) in Public Schools in our country is far from being a reality, several factors are presented for not implementing this tool in Public Schools, such as: teacher training in R.V; lack of resources in R.V, accessibility to students among others. This project sought to develop and apply investigative activities using R.V as a tool in High School Biology classes. In order to provide and facilitate the use of Virtual Reality in Human and Comparative Physiology classes, organizing them into learning scripts that will compose a Manual of Investigative Practices with the help of R.V. The "challenge classes" are divided into 6 practices, organized through the investigative instructional model called 5Es- (Engage; Explore; Explain; Elaborate and Evaluate) – BSCS Biological Sciences Curriculum Study (Bybee et al., 2006). The practices were applied in September 2021 to 49 high school students from the Conselheiro Antônio Prado Technical School (ETECAP) in Campinas - São Paulo, and their conceptions were collected for the construction of the Manual of Practices in Virtual Reality. The project was developed in 3 Phases: (1) Construction of Investigative Activities with Virtual Reality; (2) Application and Assessment of Methodologies with students; (3) Production of the Virtual Reality (R.V) Investigative Practices Manual. for Human Physiology classes. The students showed great interest in investigative activities using the R.V and contributed to the construction of the investigative activities manual. In addition to showing an improvement in post-test learning results in teaching Human Physiology. The final product of this study aims to help and facilitate the teaching practice, expand the boundaries of the classroom, enabling students to train for an integrated and protagonist vision Mestrado Ensino de Biologia Mestre em Ensino de Biologia CAPES 001

Orientadores: Vinicius Castro Souza, Inês Cordeiro Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O gênero "Phyllanthus" L. é o maior de Phyllanthaceae, apresentando uma distribuição pantropical e características morfológicas diversas, ocupando vários tipos de hábitat. No Brasil, está representado por cerca de 100 espécies, das quais 12 apresentam uma adaptação morfológica altamente especializada – os filocládios. Este trabalho teve como objetivo principal contribuir para a conservação e conhecimento da biodiversidade brasileira, através da realização de uma revisão taxonômica e um estudo filogenético para as espécies filocladíferas de "Phyllanthus" deste país. A revisão taxonômica foi feita a partir da consulta aos materiais herborizados, estudo dos tipos nomenclaturais e das principais obras da literatura especializada, além da observação das espécies em campo. O estudo filogenético foi executado a partir da análise de dois marcadores moleculares, ITS (nuclear) e matK (plastidial). Este trabalho apresenta uma chave de identificação para as espécies de Phyllanthus com filocládios ocorrentes no Brasil, com descrições taxonômicas, ilustrações, fotos em campo, resolução de problemas nomenclaturais, comentários taxonômicos, mapas de ocorrência e com a proposição de status de conservação, de acordo com os critérios definidos pela International Union for Conservation of Nature (IUCN). Foram descritas 3 espécies novas para a Ciência – "Phyllanthus chapadensis", "Phyllanthus dracaenoides" e "Phyllanthus pedicellatus", além da identificação de 5 novos sinônimos, bem como foram designados 5 lectótipos e foram registradas novas ocorrências para algumas espécies. Tradicionalmente, as espécies de Phyllanthus com filocládios exclusivas do Brasil eram posicionadas em P. sect. Choretropsis, apresentando ainda duas subseções – P. sect. "Choretropsis" subsect. Applanata e P. sect. Choretropsis subsect. Choretropsis. Todavia, a análise morfológica dos materiais, em conjunto com a identificação de novas espécies, permitiu a descrição de uma nova seção para o gênero – "Phyllanthus" sect. "Gladiatus", caracterizada por apresentar plantas filocladíferas exclusivas da Floresta Ombrófila Densa, que apresentam crescimento monopodial com estipe alongado, hábito dracenoide e filocládios lanceolados. As demais espécies filocladíferas ocorrem em áreas secas ou restingas, sendo caracterizadas por não possuírem o caule alongado, geralmente com crescimento simpodial e filocládios de formatos diversos, não lanceolados. Adicionalmente, a análise filogenética realizada demonstrou que, em "Phyllanthus", os filocládios evoluíram independentemente três vezes, suportando a nova seção aqui descrita Abstract: The genus Phyllanthus L. is the largest of the Phyllanthaceae, presenting a pantropical distribution and diverse morphological characteristics, occupying several types of habitat. In Brazil, it is represented by about 100 species, of which 12 have a highly specialized morphological adaptation – the phylloclades. The main objective of this work was to contribute to the conservation and knowledge of Brazilian biodiversity, through a taxonomic review and a phylogenetic study for the phyllocladiferous Phyllanthus species in this country. The taxonomic review was performed based on the consultation of herborized materials, a study of the nomenclatural types and the main papers in the specialized literature, in addition to the observation of species in the field. The phylogenetic study was conducted from the analysis of two molecular markers, ITS (nuclear) and matK (plastidal). This work presents an identification key for Phyllanthus species with phylloclades occurring in Brazil, with taxonomic descriptions, illustrations, photos of the species in the field, solving of nomenclatural problems, taxonomic comments, distribution maps and with the proposition of conservation status, according to with the criteria defined by the International Union for Conservation of Nature (IUCN). Three species new to Science were described – Phyllanthus chapadensis, Phyllanthus dracaenoides, and Phyllanthus pedicellatus, in addition to the identification of 5 new synonyms, as well as 5 lectotypes were designated and new occurrences were registered for some species. Traditionally, Phyllanthus species with phylloclades exclusive to Brazil were positioned in P. sect. Choretropsis, with two subsections – P. sect. Choretropsis subsect. Applanata and P. sect. Choretropsis subsect. Choretropsis. However, morphological analysis of the materials, with the identification of new species, allowed the description of a new section for the genus – Phyllanthus sect. Gladiatus, characterized by presenting phyllocladiferous plants exclusive to the Dense Ombrophilous Forest, which show monopodial growth with an elongated stem, dracenoid habit and lanceolate phylloclades. The other phyllocladiferous species occur in dry areas or restingas – seashore plains, being characterized by not having an elongated stem, usually with sympodial growth and phylloclades of different shapes, not lanceolate. Additionally, the phylogenetic analysis performed demonstrated that, in Phyllanthus, the phylloclades evolved independently three times, supporting the new section described here Doutorado Biologia Vegetal Doutora em Biologia Vegetal CNPQ 141939/2020-6 CAPES 001

Orientador: Juliana Velasco de Castro Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Um dos aspectos cruciais da agricultura moderna é reduzir o uso de fertilizantes químicos e pesticidas que, além do alto custo, têm um impacto negativo na saúde humana e no meio ambiente, causando, por exemplo, degradação do solo e contaminação dos recursos hídricos. Devido ao crescimento da população e a necessidade de uma agricultura mais sustentável, são necessários investimentos na área de biotecnologia agrícola, onde as bactérias promotoras de crescimento vegetal (BPCVs) certamente desempenharão um papel importante na revolução da agricultura nas próximas décadas. Muitas das interações BPCV-planta são baseadas na relação direta ou muito próxima do microrganismo com a planta, mas, recentemente, interações à distância através de compostos orgânicos voláteis (COVs) emergiram como um novo mecanismo pelo qual os microrganismos podem promover o crescimento vegetal e inibir fitopatógenos. Devido à sua natureza gasosa, ocorre uma distribuição eficiente dos voláteis através da porosidade do solo, permitindo que alcancem longas distâncias. Isso melhora a eficácia da ação antagônica nos microrganismos alvo, tornando os COVs excelentes candidatos para o biocontrole. Assim, esse estudo teve como objetivo principal avaliar o efeito dos COVs bacterianos no antagonismo ao fungo fitopatogênico Thielaviopsis ethacetica, agente etiológico da podridão abacaxi na cana-de-açúcar. Identificamos 3 Pseudomonas que foram capazes de inibir, in vitro, até 80% do crescimento micelial de T. ethacetica. Usando uma abordagem de metabolômica por GC/MS, verificamos que essas bactérias produziram, no total, 62 COVs, e os testes de validação funcional revelaram compostos que inibiram significativamente o crescimento e até mesmo levaram à morte de T. ethacetica. A análise transcriptômica por RNA-seq da resposta do fungo aos COVs indicou que esses metabólitos regularam negativamente os genes relacionados ao metabolismo central dos fungos, como aqueles envolvidos no metabolismo dos carboidratos. Curiosamente, os genes relacionados à resposta ao dano ao DNA foram regulados positivamente, e a análise de micro-FTIR corroborou nossa hipótese de que os COVs desencadearam dano ao DNA. A análise de microscopia eletrônica mostrou mudanças morfológicas críticas em micélios tratados com COVs. Juntos, esses resultados indicam que os COVs suprimiram o crescimento dos fungos e causaram a morte celular. Este estudo representa a primeira demonstração dos mecanismos moleculares envolvidos no antagonismo de fitopatógenos da cana-de-açúcar por COVs bacterianos e reforça que esses compostos podem ser uma alternativa sustentável para uso no biocontrole em cana-de-açúcar e outras culturas Abstract: One of the crucial aspects of modern agriculture is to reduce the use of chemical fertilizers and pesticides, which, in addition to their high cost, have a negative impact on human health and the environment, causing, for example, soil degradation and contamination of water resources. Therefore, investments in agricultural biotechnology are needed, where plant growth promoting bacteria (PGPBs) will certainly play an important role in the agricultural revolution in the coming decades, due to population growth and the need for more sustainable agriculture. Many of the PGPB-plant interactions are based on the direct or very close relationship of the microorganism with the plant, but recently, distance interactions through volatile organic compounds (VOCs) have emerged as a new mechanism by which microorganisms can promote plant growth and inhibit phytopathogens. Due to their gaseous nature, there is an efficient distribution of volatiles through the porosity of the soil, allowing them to reach long distances. This improves the effectiveness of antagonistic action on target microorganisms, making VOCs excellent candidates for biocontrol. Thus, this study aimed to evaluate the effect of bacterial VOCs on antagonism to the phytopathogenic fungus Thielaviopsis ethacetica, the causal agent of pineapple sett rot disease in sugarcane. In this study, we identified 3 Pseudomonas that were able to inhibit, in vitro, up to 80% of mycelial growth of the phytopathogenic fungus T. ethacetica. Using a metabolomics approach by GC/MS, we found that these bacteria produced 62 different VOCs, and further functional validation revealed compounds that inhibited growth and even led to death of the T. ethacetica. Transcriptomic analysis by RNA-seq of the fungal response to VOCs indicated that these metabolites downregulated genes related to fungal central metabolism, such as those involved in carbohydrate metabolism. Interestingly, genes related to the DNA damage response were upregulated, and micro-FTIR analysis corroborated our hypothesis that VOCs triggered DNA damage. Electron microscopy analysis showed critical morphological changes in mycelia treated with VOCs. Altogether, these results indicated that VOCs hampered fungal growth and could lead to cell death. This study represents the first demonstration of the molecular mechanisms involved in the antagonism of sugarcane phytopathogens by VOCs and reinforces that VOCs can be a sustainable alternative for use in crop pathogen biocontrol Mestrado Microbiologia Doutora em Genética e Biologia Molecular CAPES 88887.144410/2017-00; 88887.312129/2018-00 FAPESP 2017/24395-5 e 2017/20521-6

Orientador: Marcelo Carnier Dornelas Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O gênero Passiflora L., é o maior e mais diversificado das Passifloraceae Juss. ex Roussel, abrangendo mais de 560 espécies que se distribuem principalmente em regiões tropicais. As flores de Passiflora apresentam notável diversificação e complexidade floral, além de exibirem características únicas do gênero, como a presença da corona, elemento floral extremamente atrativo e com grande importância sistemática e ecológica. A formação da corona se inicia tardiamente na ontogenia floral e sua origem ainda não foi totalmente compreendida, sendo motivo de pesquisas até os dias atuais. Uma das hipóteses é que a corona pode se desenvolver da ativação e expansão de um meristema axilar dos órgãos florais do perianto, a partir da premissa de que, como os órgãos florais são folhas modificadas, os mesmos possuem um meristema axilar, mesmo que críptico. Trabalhos recentes veem demonstrando um papel chave dos hormônios vegetais, em especial da auxina e da citocinina, na regulação da atividade dos meristemas e, também, na identidade dos mesmos. Assim, buscamos investigar a influência hormonal na ontogênese in vitro da corona na espécie Passiflora organensis, investigando o efeito dos hormônios sintéticos NAA e BAP na ativação dos meristemas axilares e sua capacidade de alterar a complexidade das estruturas que compõem a corona. Os resultados de diferentes combinações hormonais, testados em botões florais e avaliados com o uso de Microscopia Eletrônica de Varredura, indicaram que os meios que combinaram auxina e citocinina apresentaram uma formação de meristemas de novo mais elevada, principalmente quando comparados aos tratamentos que utilizaram apenas NAA ou BAP. Adicionalmente, foi possível constatar a diferenciação de primórdios foliares na região que coincide com o local de inserção da corona, o que indicaria que esses primórdios vieram de um meristema axilar que encontrava-se dormente nessa região e que foi ativado pela aplicação exógena dos hormônios aos meios. Além disso, os resultados indicam que a ativação dos meristemas axilares são responsivos à modulação das concentrações de auxinas e citocininas. Ainda, a localização preferencial dessa ativação coincidente com o posicionamento da corona e oferece subsídios que reforçam as teorias de que a mesma é, de fato, um órgão sui generis, desenvolvido a partir de um meristema axilar em expansão, encontrado na axila dos órgãos florais Abstract: The genus Passiflora L., is the largest and most diverse of the Passifloraceae Juss. ex Roussel family, encompassing more than 560 species that are distributed mainly in tropical regions. Passiflora flowers present remarkable floral diversification and complexity, in addition to having unique characteristics of the genus, such as the presence of the corona, an extremely attractive floral element, with great systematic and ecological importance. The corona formation starts late in floral ontogeny and its origin has not yet been fully understood, being the subject of research until the present day. One of the hypotheses is that the corona may develop from the activation and expansion of an axillary meristem of floral organs of the perianth, based on the premise that, as the floral organs are modified leaves, they have an axillary meristem, even if cryptic. Recent works have demonstrated a key role of plant hormones, especially auxin and cytokinin, in the regulation of meristem activity and also in their identity. Thus, we sought to investigate the hormonal influence on the in vitro corona ontogenesis in the species Passiflora organensis, investigating the effect of synthetic hormones NAA and BAP on the activation of axillary meristems and their ability to change the complexity of the structures that compose the corona. The results of different hormonal combinations, tested on flower buds and evaluated using Scanning Electron Microscopy, indicated that the media that combined auxin and cytokinin showed a higher formation of de novo meristems, especially when compared to treatments that used only NAA or BAP. Additionally, it was possible to verify the differentiation of leaf primordia at the local that coincides with the region of insertion of the corona, which would indicate that these primordia came from an axillary meristem that was dormant in this region and that was activated by the exogenous application of hormones to the media. Furthermore, the results indicate that the activation of axillary meristems are responsive to the modulation of auxin and cytokinin concentrations. Even more, the preferential location of this activation coincides with the positioning of the corona and offers subsidies that reinforce the theories that it is, in fact, a sui generis organ, developed from an expanding axillary meristem, found in the axilla of the floral organs Mestrado Biologia Vegetal Mestra em Biologia Vegetal CNPQ 132820/2019-6 FAPESP 2018/21469-0

Orientador: Licio Augusto Velloso Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Obesidade e sobrepeso afetam mais da metade da população mundial, sendo hoje considerados problemas de saúde pública. O controle do peso corporal, comportamento alimentar e homeostase energética são mantidos pelo sistema melanocortina hipotalâmico, composto por neurônios de primeira ordem, anorexigênicos (POMC e CART) e orexigênicos (AgRP e NPY), presentes no núcleo arqueado do hipotálamo que detectam tanto níveis hormonais circulantes (leptina, insulina, grelina e colecistoquinina), quanto componentes alimentares (ácidos graxos). Assim, esses neurônios integram esses sinais periféricos e produzem os neuropeptídeos (POMC/CART e NPY/AGRP) que mantém a homeostase energética. Entretanto, o aumento na ingestão de alimentos ricos em gorduras saturadas promove uma regulação anômala do neuropeptídeo POMC e um quadro de inflamação hipotalâmica que leva ao estabelecimento de um fenótipo obeso. Como estratégia terapêutica para manejo da obesidade, são utilizados alguns fármacos, como os análogos do GLP1 (peptídeo 1 semelhante ao glucagon), baseados em receptores acoplados à proteína G (GPCRs). Contudo, além de não existir tratamento efetivo para obesidade, e por ser uma condição patológica sistêmica que afeta vários órgãos, ainda sim se torna necessário a identificação de novos componentes e de novos alvos terapêuticos que possam contribuir no reestabelecimento da homeostase energética. Desse modo, nosso estudo identificou dois novos GPCRs (GPR68e GPR139), ambos presentes no sistema melanocortina hipotalâmico e modulados pelo curto período de alimentação em dieta hiperlipídica (HFD) e por privação de nutrientes. Além disso, nossas abordagens farmacológicas, por meio de moduladores alostéricos do GPR68, mostraram seu efeito no controle da ingestão alimentar. Por meio da inibição parcial do GPR139, pontuamos que esse receptor é importante no controle da glicemia, peso corporal e ingestão alimentar. Logo, os novos participantes, GPR68 e GPR139, caracterizados nesse trabalho, mostraram estar relacionados diretamente com o comportamento alimentar (GPR68 e GPR139), bem como a manutenção adequado do peso corporal e homeostase glicêmica (GPR139) Abstract: Obesity and overweight affect more than half of the world's population, and are now considered public health problems. Control of body weight, feeding behavior and energy homeostasis are maintained by the hypothalamic melanocortin system, composed of first-order, anorexigenic (POMC and CART) and orexigenic (AgRP and NPY) neurons, located in the arcuate nucleus of the hypothalamus that detect both hormonal levels circulating substances (leptin, insulin, ghrelin and cholecystokinin), as well as food components (fatty acids). Thus, these neurons integrate these peripheral signals and produce neuropeptides (POMC/CART and NPY/AGRP) that maintain energy homeostasis. However, the increase food intake of saturated fats promotes an anomalous regulation of the neuropeptide POMC and a state of hypothalamic inflammation that leads to the establishment of an obese phenotype. As a therapeutic strategy for obesity management, some drugs are used, such as GLP1 (glucagon-like peptide 1) analogues, based on G protein-coupled receptors (GPCRs). However, in addition to the fact that there is no effective treatment for obesity, and because it is a systemic condition that affects several organs, it is still necessary to identify new participants and new therapeutic targets that can contribute to the reestablishment of energy homeostasis. Thus, our study identified two new GPCRs (GPR68 and GPR139), both present in the hypothalamic melanocortin system (GPR139 is only express in Agrp and Pomc neurons) and modulated by short-term high-fat diet (HFD) and nutrient deprivation. In addition, our pharmacological approaches, through allosteric modulators of GPR68, have shown its effect on the control of food intake. Through the partial inhibition of GPR139, we pointed out that this receptor is important in the maintenance of fasting glucose levels, body weight and food intake. Therefore, the new participants, GPR68 and GPR139, characterized in this work, showed to be directly related to eating behavior (GPR68 and GPR139), as well as the adequate maintenance of body weight and fasting glucose (GPR139) Doutorado Anatomia Doutor em Biologia Celular e Estrutural CAPES 88882.329652/2019-01

Orientador: Marcelo Carnier Dornelas Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O maracujá azedo ou maracujá amarelo (Passiflora edulis var. flavicarpa) pertence ao gênero Passiflora, que é constituído por cerca de 600 espécies, distribuídas principalmente no continente americano, sendo em sua maioria originárias da América do Sul. O gênero Passiflora é um excelente modelo para estudos de transição de fase, devido a diferenças morfológicas evidentes que permitem separar o desenvolvimento da planta em três fases distintas: juvenil, madura vegetativa e madura reprodutiva. Na quase totalidade das espécies do gênero Passiflora, as plantas na fase juvenil produzem folhas com morfologia diferente da fase madura e não produzem gavinhas. Já as plantas na fase madura vegetativa, produzem gavinhas nas axilas das folhas e na fase madura reprodutiva produzem, a partir dos meristemas axilares, gavinhas e flores. Os mecanismos moleculares que definem estas estruturas de origem comum, mas com identidades totalmente diversas, não estão definidos. A hipótese deste trabalho foi que mecanismos moleculares conservados, envolvidos na modulação da atividade meristemática, ou na indução de atividade meristemática de novo, podem ter um papel importante na transição de fases. Com a utilização de análises de transcriptomica e da estrutura dos genes, buscamos: (a) identificar quais genes se encontram diferencialmente expressos nos ápices ao longo dos diferentes estágios de desenvolvimento, (b) identificar e caracterizar genes da família TCP em Passiflora edulis, cuja atividade no controle da regulação do meristema já é bem conhecida em outras espécies, como Arabidopsis thaliana. A partir das análises de RNA-Seq foram encontrados 655 transcritos diferencialmente expressos ao longo do desenvolvimento, dos quais 6 eram membros da família TCP. Utilizando o genoma de Passiflora organensis, uma espécie próxima de P. edulis, foram encontrados 27 genes putativos da família TCP, os quais tiveram sua estrutura gênica identificada. Em conjunto com as sequencias de AtTCP, foi construída uma árvore filogenética que permitiu o estabelecimento da nomenclatura e ortologia desta família gênica. Para parte dos genes, também foi realizada uma análise de sintenia utilizando genes de Populus trichocharpa e de Vitis vinífera para permitir uma melhor análise evolutiva, já que para a maior parte dos genes não foi possível realizar a sintenia utilizando A. thaliana, devido à distância filogenética. Estes resultados corroboram com a hipótese inicial, já que a partir dos resultados do RNA-Seq foram encontrados genes diferencialmente expressos ao longo do desenvolvimento que são ortólogos a genes já conhecidos na literatura. Espera-se que estes resultados tragam contribuições preciosas para futuros estudos de desenvolvimento e, por fim, no estabelecimento de mecanismos moleculares que regulam a arquitetura da planta Abstract: The passion fruit (Passiflora edulis var. flavicarpa) belongs to the Passiflora genus, which consists of about 600 species, distributed mainly in the American continent, most of them originating in South America. The Passiflora genus is an excellent model for phase transition studies, due to evident morphological differences that allow to separate the plant development into three distinct phases: juvenile, vegetative mature and reproductive mature. In almost all species of the genus Passiflora, plants in the juvenile stage produce leaves with a morphology that it different from the leaf morphology found in mature stage and do not produce tendrils. Plants in the mature vegetative stage produce tendrils in the leaf axils and, in the mature reproductive stage, they produce tendrils and flowers from the same axillary meristems. The molecular mechanisms that define these structures of common origin, but with totally different identities, are not defined. The hypothesis of this work is that conserved molecular mechanisms involved in the modulation of meristematic activity, or in the induction of de novo meristematic activity, may have an important role in the phase transition. Using transcriptomics and gene structure analyses, we sought to (a) identify which genes are differentially expressed in the apexes throughout the different stages of development, (b) identify and characterize the genes of the TCP family in Passiflora edulis, whose activity in controlling meristem regulation is already well known in other species, such as Arabidopsis thaliana. From the RNA-Seq analysis, 655 transcripts were found differentially expressed throughout development, of which 6 were members of the TCP family. Using the genome of Passiflora organensis, a species closely related to P. edulis, 27 putative genes of the TCP family were found, which had their gene structure identified. and together with the AtTCP sequences, a phylogenetic tree was built that allowed the establishment of nomenclature and orthology. For part of the genes, a synteny analysis was also performed using genes from Populus trichocharpa and Vitis vinifera to allow a better analysis of the evolution of part of these genes, since for most of the genes it was not possible to perform the synteny using A. thaliana, due to the phylogenetic distance. These results corroborate the initial hypothesis, since from the RNA-Seq results, differentially expressed genes were found throughout development that are orthologous to genes already known in the literature. It is expected that these results will bring valuable contributions to future development studies and, finally, to the establishment of molecular mechanisms that regulate plant architecture Mestrado Biologia Vegetal Mestre em Biologia Vegetal FAPESP 2018/24827-5

Orientador: Marcelo Carnier Dornelas Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O maracujá azedo ou maracujá amarelo (Passiflora edulis var. flavicarpa) pertence ao gênero Passiflora, que é constituído por cerca de 600 espécies. A grande diversidade floral presente entre as espécies desse gênero é o produto de diversas adaptações à grande variedade de polinizadores. A presença de uma ou múltiplas séries de filamentos da corona, geralmente pigmentadas, são de fundamental importância na interação com polinizadores - auxiliando como plataforma de pouso e como uma estrutura de sinalização visual. A diversidade na pigmentação observada em espécies de Passiflora pode ser explicada pela combinação do acúmulo de diferentes moléculas de antocianina em células da corona, resultando em um grande espectro de cores para as flores. Porém, apesar de sua importância, os mecanismos moleculares que atuam nas fases relacionadas ao desenvolvimento da corona ainda não foram bem elucidados. A literatura apresenta diferentes hipóteses sobre sua origem, como sendo ou modificações de estames ou pétalas, ou de que se trata de um órgão sui generis, desenvolvido para promover uma adaptação especial na flor associada à polinização. A nossa hipótese é de que mecanismos moleculares conservados, envolvidos em atividades meristemáticas, podem ter um papel importante na origem da corona. Com o uso de técnicas de análise transcriptômica em Passiflora edulis, o presente trabalho identificou mais de 30 mil transcritos cuja expressão é diferencial entre diferentes estágios do desenvolvimento da corona. Dentre eles, 14 foram identificados como possíveis genes relacionados à atividade meristemática - incluindo um representante do gene WUSCHEL – corroborando a hipótese de que a corona é um órgão sui generis desenvolvido a partir de um conjunto de células meristemáticas. Além disso, 17 transcritos aparentam estar relacionados com a via de biossíntese de antocianina, pigmento responsável pela coloração dos filamentos da corona e fundamental para que a polinização ocorra, consolidando a hipótese de que alterações em genes chave da via de biossíntese de antocianina são responsáveis pelo processo de pigmentação dos filamentos da corona. Foram realizadas análises estruturais de genes de interesse, através do genoma de Passiflora organensis, permitindo a caracterização desses genes e abrindo a possibilidade de melhor compreender suas funções dentro de plantas do gênero Passiflora Abstract: The passion fruit or yellow passion fruit (Passiflora edulis var. flavicarpa) belongs to the genus Passiflora, which consists of about 600 species. The floral diversity present among species of this genus is the product of several adaptations to the wide variety of pollinators. The presence of one or multiple series of corona filaments, usually pigmented, is of fundamental importance in the interaction with pollinators - helping as a landing platform and as a visual signaling structure. The diversity of pigmentation observed in Passiflora species can be explained by the combination of different anthocyanin molecules accumulated in cells of the corona filaments, resulting in a wide spectrum of flower colors. However, despite its importance, the molecular mechanisms that act in phases related to the development of the corona have not been yet elucidated. The literature presents different hypotheses about its origin, such as stamens or petals modifications, or that it is a sui generis organ, developed to promote a special adaptation in the flower associated with pollination. Our hypothesis is that conserved molecular mechanisms involved in meristematic activities may play an important role in the origin of the corona. Using transcriptomic and gene structure analysis techniques in Passiflora edulis, the present work identified more than 30,000 transcripts whose expression differs between different stages of corona development. Among them, 14 were identified as possible genes related to meristematic activity - including a representative of the WUSCHEL gene - corroborating the hypothesis that the corona is a sui generis organ developed from a set of meristematic cells. In addition, 17 transcripts appear to be related to the anthocyanin biosynthesis pathway, a pigment responsible for coloring the corona filaments and essential for pollination to occur, consolidating the hypothesis that alterations in key genes of the anthocyanin biosynthesis pathway are responsible for the pigmentation process of the corona filaments. Structural analysis of genes of interest were carried out through the genome of Passiflora organensis, providing a characterization of these genes and opening the possibility of better understanding their functions within plants of the genus Passiflora Mestrado Biologia Vegetal Mestra em Biologia Vegetal FAPESP 2018/24742 CNPQ 132819/2019-8

Orientadores: Valéria Helena Alves Cagnon Quitete, Fabio Montico Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O câncer de próstata (CaP) é a segunda principal causa de morte por câncer entre homens em todo o mundo. O índice elevado dessa doença está associado a diversos fatores, como genético, senilidade e estilo de vida não saudável. Esses fatores são capazes de alterar o microambiente prostático, levando a processos inflamatórios e ocorrência de aumento de radicais livres, os quais estão associados ao desenvolvimento e/ou progressão do CaP. O Tempol, fármaco pertencente à família dos nitróxidos, tem demonstrado propriedades antioxidantes, catalisando o metabolismo de espécies reativas de oxigênio (EROs) celular. O Tempol vem demonstrando ser um coadjuvante promissor para diversos tratamentos de canceres, com efeitos diretos sobre processos inflamatórios e o estresse oxidativo das células. No entanto, ainda há escassez de estudos na literatura que correlacionem a resposta biológica do microambiente prostático frente ao tratamento com Tempol e a progressão do adenocarcinoma de próstata. Dessa maneira, o presente estudo objetivou analisar o efeito do tratamento curto ou prolongado com Tempol em diferentes estágios da progressão do adenocarcinoma de próstata, considerando processos angiogênicos, proliferativos, e remodelação estromal tanto in vivo quanto in vitro. O lobo dorsolateral da próstata de camundongos transgênicos para adenocarcinoma de próstata (TRAMP) foi avaliado em dois estágios de progressão do CaP (in vivo); inicial e tardio, frente ao tratamento, via gavagem, por período curto (4 semanas) ou prolongado (8 semanas) com Tempol (50mg/kg). Após o período de tratamento, o lobo dorsolateral da próstata foi processado para análises morfológica, angiogênica e da remodelação estromal através de microscopia de luz, imunohistoquímica e Western Blotting. In vitro, a resposta proliferativa, angiogênica e remodelação estromal das linhagens celulares LNCaP e PC-3 foi analisada frente ao tratamento com o Tempol. Os resultados demonstraram que o Tempol mitigou a evolução das lesões histopatológicas da próstata dos camundongos TRAMP. Apesar desse atraso da progressão do CaP, moléculas relacionadas à processos angiogênicos e remodelação estromal foram alteradas, especialmente no tratamento prolongado com Tempol e em tumores avançados, podendo contribuir para a progressão do CaP, tanto in vivo quanto in vitro. Assim, concluiu-se que o Tempol atrasou o avanço das lesões prostáticas no lobo dorsolateral da próstata dos animais TRAMP, contudo demonstrou ter efeitos pró-angiogênico e de desequilíbrio do microambiente estromal glandular, principalmente no tratamento prolongado e no CaP avançado, o que é um fator de atenção para o uso desse fármaco Abstract: Prostate cancer (PCa) is the second cause of death due to cancer among men worldwide. The high PCa rate is associated with different factors, such as genetics, senility and unhealthy lifestyle. These factors are capable of altering the prostatic microenvironment, leading to inflammatory processes and free radical increase and both are associated with PCa development and/or progression. Tempol, a nitroxide family drug, has demonstrated antioxidant properties, catalyzing the metabolism of cellular reactive oxygen species (ROS). This drug seems to be a promising adjuvant for several cancer treatments, with direct effects on inflammatory processes and/or in cellular oxidative stress. However, there are few studies in literature, which correlate the biological response of the prostatic microenvironment to Tempol treatment and the progression of prostate adenocarcinoma. Thus, the present study aimed at analyzing the effects of short or long treatment periods with Tempol in different stages of prostate adenocarcinoma progression, considering the angiogenic and proliferative processes; and the stromal remodeling in both in vivo and in vitro. The dorsolateral lobe of the prostate of Transgenic Adenocarcinoma of the Mouse Prostate (TRAMP) at two distinct stages of PCa progression was evaluated (in vivo); initial and late treatments, via gavage, compared to short (4 weeks) or long (8 weeks) treatment periods with a 50mg/kg Tempol dose. After the treatment periods, the dorsolateral lobes were processed for morphological, angiogenic and stromal remodeling analysis by light microscopy, immunohistochemistry and Western Blotting. In vitro, the proliferative, angiogenic and stromal remodeling responses of the LNCaP and PC-3 cell lines were analyzed compared to the Tempol treatment. The results showed that Tempol mitigated the evolution of prostatic lesions, in the histopathological analysis of the prostate of TRAMP mice. However, in the long term treatment and advanced PCa, some molecules related to angiogenic processes and stromal remodeling, altered in a negative pathway which could contribute to a possible increase of PCa progression in both in vivo and in vitro. Thus, it can be concluded that Tempol delays the progression of prostatic lesions in the dorsolateral lobe of the prostate of TRAMP mice. But, it can also lead to a pro-angiogenic and glandular stromal microenvironment imbalance, especially in long treatment periods and to advanced PCa, which is a factor of attention for the use of this drug Mestrado Anatomia Mestre em Biologia Celular e Estrutural CAPES 88887.478923/2020-00

Orientador: Cristina Elisa Alvarez Martinez Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A citricultura é uma atividade econômica importante no Brasil, ameaçada por doenças que atacam as culturas, como o cancro cítrico causado pela bactéria Xanthomonas citri, o que leva a um rendimento reduzido e a perdas econômicas significativas. É essencial, portanto, a realização de estudos para a compreensão dos mecanismos de virulência de X. citri, contribuindo para melhorar sua detecção e controle. Fatores sigma bacterianos (?) são subunidades dissociáveis da RNA polimerase responsáveis pelo reconhecimento de promotores e por promover o início de transcrição. Dentre eles, a família de fatores sigma extracitoplasmáticos (ECF), regula a expressão gênica em resposta a sinais detectados no envelope bacteriano. O nosso grupo de pesquisa vem realizando o estudo dos fatores ECF codificados pelos genes xac4128 (ecfK) e xac4129 (ecfL). Estes são encontrados em um grupamento gênico que codifica um sistema de secreção do tipo VI (SS6), um complexo proteico que atravessa o envelope bacteriano e injeta proteínas diretamente em células procarióticas e eucarióticas ou para o meio extracelular. O gene ecfL tem contexto genômico típico de fatores ECF envolvidos na resposta a carência de ferro, também chamados de FecI (?FecI). Membros deste grupo são codificados em operon com o gene que codifica um fator anti-sigma chamado FecR e na vizinhança de um gene que codifica um receptor dependente de TonB (TBDR, do inglês TonB-dependent receptor), chamado FecA, que atua na ativação do fator sigma em resposta a sinais do ambiente externo. A análise do transcriptoma de uma linhagem com níveis aumentados de ecfL levou à identificação do regulon deste fator ECF, que é composto por 3 genes, xac4131, xac4132, xac4133, localizados na vizinhança de ecfL no genoma de X. citri. A análise informática das proteínas codificadas pelos genes do regulon de EcfL revelam que o gene xac4131 codifica um homólogo a FecA, sugerindo que a proteína atue na ativação de ?FecI e, possivelmente, na captação de nutrientes ou outras pequenas moléculas, função caracterizada para membros desta família de receptores de membrana externa. O gene xac4132 codifica uma proteína com domínio de fosfatase ácida dependente de histidina, este domínio é encontrado em fitases, enzimas que degradam o ácido fítico, a principal fonte de fosfato armazenado em plantas e solos. O gene xac4133 codifica uma proteína que combina um domínio de lectina do tipo jacalina, envolvido na ligação a carboidratos, o que sugere uma interação com superfície de células eucarióticas, e um domínio da família EEP (exonuclease-endonuclease-fosfatase), típico de enzimas que atuam na clivagem de ligações fosfodiéster, geralmente em DNA e fosfolipídeos, o que sugere uma função de endonuclease ou de esfingomielinase. Esfingomielinases bacterianas são enzimas secretadas que atuam na desestruturação de membranas eucarióticas, permitindo, por exemplo, o escape do fagossomo e a sobrevivência bacteriana no hospedeiro. Um possível papel como toxinas secretadas pelo SS6 é, portanto, sugerido pelos domínios encontrados em Xac4132 e Xac4133. Porém, a caracterização fenotípica de ?ecfL indica que o gene não é necessário para a resistência a predação e, da mesma forma, os genes ecfL, xac4132 e xac4133 não apresentam indução de expressão durante co-incubação com D. discoideum (Lima et al., submetido), característica observada para os genes do SS6 e seu regulador EcfK (Bayer-Santos et al., 2018). A redução de virulência observada para a linhagem ?ecfL pode indicar que as proteínas Xac4132 e Xac4133 atuem na célula hospedeira durante a infecção. Assim, apesar de conhecer o regulon de ecfL e ter dados fenotípicos interessantes para a linhagem mutante em ecfL, estudos complementares são necessários para que seja possível compreender a função deste fator sigma ECF na fisiologia de X. citri. Por esse motivo, o objetivo do trabalho é a caracterização bioquímica e funcional das proteínas codificadas pelos membros do regulon do fator sigma alternativo ecfL de X. citri. Assim, este estudo poderá levar a identificação de novas funções importantes para a virulência de X. citri e para a sobrevivência e adaptação ao ambiente Abstract: Citriculture is an important economic activity in Brazil, threatened by diseases that attack crops, such as citrus canker caused by the bacterium Xanthomonas citri, which leads to reduced yields and significant economic losses. It is therefore essential to carry out studies to understand the virulence mechanisms of X. citri, contributing to improve its detection and control. Bacterial sigma factors (?) are dissociable subunits of RNA polymerase responsible for the recognition of promoters and for promoting the initiation of transcription. Among them, the extracytoplasmic sigma factor (ECF) family regulates gene expression in response to signals detected in the bacterial envelope. Our research group has been studying the ECF factors encoded by the xac4128 (ecfK) and xac4129 (ecfL) genes. These are found in a gene cluster that encodes a type VI secretion system (SS6), a protein complex that crosses the bacterial envelope and injects proteins directly into prokaryotic and eukaryotic cells or into the extracellular medium. The ecfL gene has a typical genomic context of ECF factors involved in the response to iron deficiency, also called FecI (?FecI). Members of this group are encoded in an operon with the gene encoding an anti-sigma factor called FecR and in the vicinity of a gene encoding a TonB-dependent receptor (TBDR), called FecA, which acts on activation of the sigma factor in response to signals from the external environment. The transcriptome analysis of a strain with increased levels of ecfL led to the identification of the regulon of this ECF factor, which is composed of 3 genes, xac4131, xac4132, xac4133, located in the vicinity of ecfL in the genome of X. citri. Computer analysis of the proteins encoded by the EcfL regulon genes reveals that the xac4131 gene encodes a FecA homolog, suggesting that the protein acts in the activation of ?FecI and, possibly, in the uptake of nutrients or other small molecules, a function characterized for members of this family of outer membrane receptors. The xac4132 gene encodes a protein with a histidine-dependent acid phosphatase domain, this domain is found in phytases, enzymes that degrade phytic acid, the main source of phosphate stored in plants and soils. The xac4133 gene encodes a protein that combines a jacalin-like lectin domain, involved in carbohydrate binding, which suggests an interaction with the surface of eukaryotic cells, and an EEP (exonuclease-endonuclease-phosphatase) family domain, typical of enzymes that act in the cleavage of phosphodiester bonds, generally in DNA and phospholipids, which suggests an endonuclease or sphingomyelinase function. Bacterial sphingomyelinases are secreted enzymes that act to disrupt eukaryotic membranes, allowing, for example, phagosome escape and bacterial survival in the host. A possible role as toxins secreted by SS6 is therefore suggested by the domains found in Xac4132 and Xac4133. However, the phenotypic characterization of ?ecfL indicates that the gene is not necessary for resistance to predation and, similarly, the genes ecfL, xac4132 and xac4133 do not show expression induction during co-incubation with D. discoideum (Lima et al., submitted), a characteristic observed for the SS6 genes and its regulator EcfK (Bayer-Santos et al., 2018). The virulence reduction observed for the ?ecfL lineage may indicate that the Xac4132 and Xac4133 proteins act in the host cell during infection. Thus, despite knowing the ecfL regulon and having interesting phenotypic data for the ecfL mutant strain, further studies are needed to understand the role of this ECF sigma factor in the physiology of X. citri. For this reason, the objective of this work is the biochemical and functional characterization of the proteins encoded by the regulon members of the alternative sigma factor ecfL of X. citri. Thus, this study may lead to the identification of new important functions for the virulence of X. citri and for survival and adaptation to the environment Mestrado Microbiologia Mestre em Genética e Biologia Molecular CNPQ 134147/2019-7 FAPESP 2019/03406-4

Orientadores: Flavio Antonio Maës dos Santos, Valéria Forni Martins Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Entender os processos ecológicos que promovem a coexistência de espécies arbóreas em ambientes com alta diversidade como as florestas tropicais é um tema central em ecologia de comunidades. Nesses ambientes, os principais mecanismos de coexistência são baseados em processos determinísticos como filtragem ambiental e competição intra- e interespecífica. O objetivo do presente estudo foi investigar principalmente os processos determinísticos utilizando abordagens recentes que avaliam a estrutura espacial das populações e a variação das estratégias funcionais de três espécies arbóreas congenéricas simpátricas em uma floresta tropical sujeita a alagamento periódico (Floresta de Restinga). Em uma parcela de 1 ha, todos os indivíduos pertencentes a três espécies de Myrcia (Myrtaceae) foram marcados e mapeados. Também coletamos dados de variáveis ambientais e atributos funcionais dos adultos das espécies estudadas. Encontramos que as espécies são filtradas em diferentes graus para as mesmas manchas ambientais sujeitas a alagamento dentro da parcela, evidenciando que a filtragem ambiental é um importante processo direcionando a distribuição espacial local das espécies estudadas. Não encontramos evidências que sustentassem a competição direta entre as espécies de Myrcia, a competição direta entre cada espécie de Myrcia e heteroespecíficos, a competição difusa entre as três espécies de Myrcia e a atuação da dependência negativa de densidade em cada uma das espécies de Myrcia. A tolerância às manchas sujeitas a alagamento pode ser mediada pelo coeficiente alométrico similar entre as três espécies estudadas, enquanto a ausência de competição entre as espécies de Myrcia pode ser explicada por diferentes atributos funcionais relacionados à aquisição de recursos (principalmente área foliar, área foliar específica e densidade da madeira). Assim, concluímos que a coexistência das três espécies de Myrcia é direcionada pela diferenciação de nicho como resultado de pressões seletivas de competição interespecífica passada Abstract: Understanding the ecological processes that promote the coexistence of tree species in environments with high diversity such as tropical forests is a central theme in community ecology. In these environments, the main coexistence mechanisms are based on deterministic processes such as environmental filtering and intra- and interspecific competition. The aim of this study was to investigate especially the deterministic processes using recent approaches that assess the spatial structure of populations and the variation in functional strategies of three congeneric sympatric tree species in a tropical forest subject to seasonal flooding (Restinga Forest). In a 1 ha-plot, all individuals belonging to three Myrcia (Myrtaceae) species were marked and mapped. We also collected data on environmental variables and functional traits of adults of the species studied. We found that the species are filtered with different degrees to the same environmental patches subject to flooding within the plot, showing that environmental filtering is an important process driving the local spatial distribution of the species studied. We did not find evidence supporting direct competition between the Myrcia species, direct competition between each Myrcia species and heterospecifics, diffuse competition among the three Myrcia species, and the action of negative-density dependence in each of the Myrcia species. Tolerance to patches subject to flooding might be mediated by the similar allometric coefficient of the three species studied, while the absence of competition among the Myrcia species might be explained by different functional traits related to resource acquisition (mainly leaf area, specific leaf area, and wood density). Thus, our conclusion is that the coexistence of the three Myrcia species is driven by niche differentiation as a result of selective pressures of past interspecific competition Doutorado Ecologia Doutora em Ecologia FAPESP 2016/21307-5 CAPES 001 CNPQ 310168/2018-0

Orientador: Domingos da Silva Leite Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: As sequências didáticas são aulas associadas, dependentes, ordenadas e com objetivos já definidos durante a sua formulação. Elas vêm como uma maneira de facilitar o estudo de conceitos científicos complexos. Podem estar atreladas a diferentes metodologias ativas, uma delas a gamificação que enriquece o processo de ensino-aprendizagem, desde que não seja simplesmente uma brincadeira, por tratar-se de um instrumento prático que pode ser utilizado como opção para diminuir o excesso de aulas teóricas expositivas que contribuem com o desinteresse acadêmico e aumenta o déficit no protagonismo do educando. Ensinar biologia no ensino médio apresenta alguns percalços, principalmente, quando o professor tem que abordar áreas com conceitos abstratos, tal qual é o caso da imunologia. O sistema imunitário é composto por órgãos, células e moléculas que atuam em conjunto na defesa contra invasores. Dentre os principais meios de acesso de agentes infecciosos ao corpo está o sistema respiratório através da entrada do ar pelas suas cavidades. Embora, na maioria das vezes, esses agentes patogênicos sejam suprimidos pela resposta imune inata. No entanto, quando a resposta imune inata não consegue conter uma infecção, então entra em ação a resposta imune adaptativa. Os linfócitos e os anticorpos representam ação específica e de memória, ou seja, a cada reinfecção pelos mesmos microrganismos, a resposta imune desenvolve-se e adapta-se à infecção, respondendo mais rápido e mais eficientemente. O objetivo desse trabalho foi propor uma sequência didática voltada para o ensino médio composta de sete aulas alimentadas por diferentes metodologias ativas que gerem direcionamento para temas científicos e facilitem a abordagem de conteúdos de fisiologia, em especial os dos sistema imunológico e respiratório, e a atuação de diferentes agentes infecciosos do sistema respiratório. Deste modo, prover material de apoio para outros professores de educação básica utilizarem em sala de aula Abstract: The didactic sequences are associated, dependent, ordered classes with objectives already defined during their formulation. They come as a way to facilitate the study of complex scientific concepts. They can be linked to different active methodologies, one of them gamification that enriches the teaching-learning process, as long as it is not simply a game, as it is a practical instrument that can be used as an option to reduce the excess of theoretical classes. exhibitions that contribute to academic disinterest and increase the deficit in the student's protagonism. Teaching biology in high school presents some mishaps, especially when the teacher has to approach areas with abstract concepts, as is the case of immunology. The immune system is made up of organs, cells and molecules that work together to defend against invaders. Among the main means of access for infectious agents to the body is the respiratory system through the entry of air through its cavities. Although, most of the time, these pathogens are suppressed by the innate immune response. However, when the innate immune response fails to contain an infection, then the adaptive immune response kicks in. Lymphocytes and antibodies represent specific and memory action, that is, with each reinfection by the same microorganisms, the immune response develops and adapts to the infection, responding faster and more efficiently. The objective of this work was to propose a didactic sequence aimed at high school, composed of seven classes fed by different active methodologies that generate direction for scientific themes and facilitate the approach of physiology contents, especially those of the immune and respiratory system, and the of different infectious agents of the respiratory system. In this way, provide support material for other basic education teachers to use in the classroom Mestrado Ensino de Biologia Mestre em Ensino de Biologia CAPES 001

Orientador: Marcelo Menossi Teixeira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A cana-de-açúcar tem um papel muito importante na economia brasileira e um dos principais fatores ambientais que limitam a produtividade é a seca. O gene ScTpx2-like que é induzido pela seca em cana de açúcar sob condições de campo e sua superexpressão confere aumento da tolerância ao déficit hídrico em Arabidopsis. O objetivo deste projeto foi avaliar o impacto de níveis aumentados de expressão de ScTpx2-like em plantas transgênicas de cana submetidas a déficit hídrico. Para tanto, foram produzidas plantas superexpressando o gene sob controle do promotor pUbi-1 de milho. As plantas de cana de açúcar, transgênicas e selvagens, foram submetidas ao déficit hídrico durante 10 dias a uma capacidade de vaso de 30%. As plantas que superexpressam o gene ScTpx2-like apresentaram eficiência de 12- 23% maior do que as selvagem na taxa fotossintética. O conteúdo de prolina após os 10 dias de déficit hídrico teve um aumento de 48% em plantas selvagens e de 50 a 72% nas plantas transgênicas. O teor de malondialdeído (MDA) aumentou 129% nas plantas selvagens e também nas plantas que superexpressam o gene ScTpx2-like, embora nestas, os níveis de MDA foram menores que os observados nas plantas selvagens, variando entre 20 e 107% nos diferentes eventos. Nossos dados indicam que a superexpressão do gene ScTpx2-like reduz os efeitos do déficit hídrico em cana de açúcar, abrindo perspectivas para aplicações biotecnológicas no desenvolvimento de novos cultivares comerciais tolerantes à seca Abstract: Sugarcane plays a very important role in the Brazilian economy and drought is one of the main environmental factors limiting its productivity. The ScTpx2-like gene is induced by drought in sugarcane under field conditions and its overexpression confers increased tolerance to water deficit in Arabidopsis. The aim of this project was to evaluate the impact of increased levels of ScTpx2-like expression in transgenic sugarcane plants subjected to water deficit. For this purpose, plants overexpressing the gene under the control of the maize pUbi-1 promoter were produced. The transgenic and wild sugarcane plants were subjected to water deficit for 10 days at a field capacity of 30%. Plants overexpressing the ScTpx2-like gene showed 12-23% higher efficiency than wild-type plants in net photosynthetic rate. The proline content in wild-type and transgenic plants increased after 10 days of water deficit: wild-type plants had an increase of 48% while in transgenic plants MDA levels were 50-72% higher. Malondialdehyde (MDA) content increased by 129% in wild-type plants and also in plants overexpressing ScTpx2-like gene, although in these transgenic plants MDA increases were lower than in wild-type plants, ranging from 20 to 107% in different events. Our data indicate that the overexpression of the ScTpx2-like gene reduces the effects of water deficit in sugarcane, opening perspectives for biotechnological applications in the development of new drought-tolerant commercial cultivars Mestrado Genética Vegetal e Melhoramento Mestra em Genética e Biologia Molecular CAPES 001

Orientador: Marcelo Carnier Dornelas Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O gênero Passiflora, ordem Malpighiales, possui cerca de 600 espécies organizadas em quatro subgêneros. São espécies encontradas em regiões neotropicais e no Brasil o nome maracujá é utilizado para designar espécies de Passiflora, como a espécie Passiflora edulis que produz o maracujá mais utilizado comercialmente. São plantas do tipo trepadeiras e lianas que utilizam gavinhas para escalar superfícies e outras plantas em busca de luz. As gavinhas são órgãos filiformes, que crescem de forma indeterminada, e são produzidas na fase adulta. São estruturas classificadas como ramos, folhas ou flores modificadas, dependendo da espécie, mas a interpretação da estrutura da gavinha em Passiflora ainda é desconhecida. Além disso, não se sabe se a gavinha é uma estrutura adaxializada ou abaxializada. A identidade abaxial é determinada pelos genes das famílias YABBY e KANADI. A fim de compreender se as gavinhas em Passiflora são estruturas abaxializadas ou adaxializadas, bibliotecas de fragmentos genômicos da espécie Passiflora organensis foram utilizadas para a identificação e caracterização dos genes YABBY. No total, foram identificados 10 genes que foram caracterizados de acordo com a presença dos domínios conservados zinc finger C2C2 e YABBY. Os resultados da análise de expressão por qRT-PCR demonstraram que três parálogos da subfamília FIL+YAB3, dois da YAB5 e os dois genes restritos aos órgãos florais, INO e CRC, apresentaram expressão relativa significativa durante as fases de produção da gavinha. As análises de hibridização in situ, demonstraram que os genes PoFIL/YAB3a, PoYAB5a e PoYAB5b possuem um padrão de expressão adaxial nos primórdios foliares, além de se expressarem nos primórdios das gavinhas Abstract: The Passiflora genus, order Malpighiales, has about 600 species organized into four subgenera. These species are found in neotropical regions and, in Brazil, the passion fruit name is used to designate species of Passiflora, such as Passiflora edulis, that produces the most commercially used passion fruit. They are vines and lianas type plants that use tendrils to climb surfaces and other plants in search of light. Tendrils are filiform organs, which grow indeterminately, and are produced in the adult phase. This structure isclassified as modified branches, leaves or flowers, depending on the species, but the interpretation of the tendril structure in Passiflora is still unknown. Furthermore, it is not known whether the tendril is an adaxialized or an abaxialized structure. The abaxial identity is determined by the genes of the YABBY and KANADI families. In order to understand whether the tendrils in Passiflora are abaxialized or adaxialized structures, libraries of genomic fragments of the species Passiflora organensis were used to identify and characterize the YABBY genes. In total, 10 genes were identified that were characterized according to the presence of the zinc finger C2C2 and YABBY conserved domains. The results of expression analysis by qRT-PCR showed that three paralogs of the FIL+YAB3 subfamily, two of YAB5 and the two genes restricted to floral organs, INO and CRC, showed significant relative expression during tendril development. In situ hybridization analyzes demonstrated that the PoFIL/YAB3a, PoYAB5a and PoYAB5b genes have an adaxial expression pattern in leaf primordia, in addition of being expressed in tendril primordia Doutorado Biologia Vegetal Doutora em Biologia Vegetal CAPES 88882.329239/2019-01

Orientador: Cristina Pontes Vicente Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O endotélio é o principal regulador da hemostasia, podendo atuar como uma barreira entre o sangue e a matriz extracelular endotelial, ele expressa em sua superfície moléculas que são antitrombóticas e libera moléculas anticoagulantes como o óxido nítrico e a prostaciclina, que auxiliam na regulação da permeabilidade e adesividade vascular. Quando o endotélio é lesionado, este equilíbrio é alterado e o meio tende a favor da coagulação sanguínea através da expressão de várias moléculas liberadas em grande parte pelo endotélio. Nessas condições, a camada subendotelial é exposta, o endotélio passa a expressar e produzir moléculas pró-coagulantes e adesivas, leucócitos produzem citocinas, participando da resposta inflamatória e plaquetas sofrem ativação e agregação. As plaquetas ativadas formam então um coágulo impedindo uma perda hemorrágica significativa e, em condições normais, após a recuperação da lesão, fatores inibidores da coagulação são liberados estimulando a fibrinólise e a circulação local normal é reestabelecida. Recentemente as plantas medicinais têm ganho destaque na literatura como tratamento para diversas doenças cardiovasculares e inflamatórias. Nesse contexto, se destacam a Curcuma longa e o Ginkgo biloba. Neste trabalho foi realizada uma análise comparativa dos efeitos da Curcuma longa e Ginkgo biloba na proliferação, viabilidade celular, morfologia celular, capacidade de cicatrização, morte celular, produção de espécies reativas de oxigênio e resposta inflamatória in vitro com HUVEC tratadas ou não com 10ng/mL de TNF-alfa. Analisamos também a coagulação sanguínea e a agregação plaquetária com sangue humano ex vivo. Como resultados, podemos observar que em células tratadas com TNF-alfa as concentrações de 50 e 100?g/mL de Ginkgo biloba diminuíram de forma significativa a proliferação e viabilidade celular, enquanto 2,5?g/mL de Curcuma longa foi o suficiente para aumentar a proliferação e viabilidade celular tanto nos grupos tratados quanto nos não tratados com TNF-alfa. Em relação a morfologia, as HUVEC tratadas com Ginkgo biloba não apresentaram alteração em nenhuma das concentrações utilizadas, já as células tratadas com Curcuma longa nas concentrações de 5 e 10?g/mL apresentaram retração celular e vacúolos citoplasmáticos, sugerindo comprometimento da estrutura e metabolismo celular. Ambos os tratamentos alteraram a presença de eNOS e P-selectina. A Curcuma longa diminuiu de forma significativa a presença de ICAM-1 nos grupos não tratados com TNF-alfa. No ensaio de cicatrização celular, tanto o Ginkgo biloba quanto a Curcuma longa foram capazes de diminuir a lesão de forma significativa em relação ao controle no período de 18 e 24h, respectivamente. Sobre a coagulação sanguínea as drogas não alteraram o tempo de coagulação medido pelo teste de tromboplastina parcialmente ativada (APTT) em plasma humano in vitro, porém, o Ginkgo biloba na concentração de 25?g/mL foi capaz de diminuir de forma significativa a agregação plaquetária determinada ex vivo em plasma humano. As HUVEC não apresentaram diferença significativa nos níveis de caspase 3, nem na inibição da produção de espécies reativas de oxigênio induzidas por TNF-alfa em nenhum dos grupos tratados. Esse estudo demonstra que no período de 24h tanto o Ginkgo biloba, quando a Curcuma longa, apresentam resultados promissores na proliferação e cicatrização celular, sugerindo que seu uso pode ser favorável na prevenção da trombose Abstract: The endothelium is the main regulator of vascular homeostasis, acting as a barrier between the blood and the endothelial extracellular matrix, and expressing molecules on its surface that are antithrombotic, in addition to releasing anticoagulant molecules such as nitric oxide and prostacyclin that help regulate permeability and adhesiveness in the vessel wall. When the endothelium is injured, the balance is altered, and the environment tends to favor blood clotting through the expression of various molecules released largely by the endothelium. Under these conditions, the subendothelial layer is exposed, the endothelium begins to express and produce pro-coagulant and adhesive proteins, leukocytes produce cytokines, participating in the inflammatory response, and platelets undergo activation and aggregation. Activated platelets then form a clot preventing significant bleeding and, under normal conditions, after recovery from injury, clotting inhibitory factors are released, stimulating fibrinolysis and normal local circulation is reestablished. Recently, medicinal plants have gained prominence in the literature as a treatment for various cardiovascular and inflammatory diseases. In this context, Curcuma longa and Ginkgo biloba stand out. In this work, a comparative analysis of the effects of Curcuma longa and Ginkgo biloba on proliferation, cell viability, cell morphology, healing capacity, cell death, production of reactive oxygen species and inflammatory response in vitro with HUVEC treated or not with 10ng/ ml of TNF-alpha was made. We also analyzed blood clotting and platelet aggregation with human blood ex vivo. As a result, we can observe that in cells treated with TNF-alpha, concentrations of 50 and 100?g/mL of Ginkgo biloba significantly decreased cell proliferation and viability, while 2,5?g/mL of Curcuma longa was enough to increase the proliferation and cell viability in both treated and untreated groups with TNF-alpha. Regarding morphology, the HUVEC treated with Ginkgo biloba did not change in any of the concentrations used, whereas the cells treated with Curcuma longa at concentrations of 5 and 10?g/mL showed cellular retraction and cytoplasmic vacuoles, suggesting impairment of cell structure and metabolism. Both treatments did change the presence of eNOS and P-selectin and Curcuma longa decreased the presence of ICAM-1 in the groups without TNF-alpha. In the cell healing assay, both Ginkgo biloba and Curcuma longa were able to significantly reduce the lesion in relation to the control in the period of 18 and 24h, respectively. HUVEC treated with both drugs did not alter blood clotting in the partially activated thromboplastin test, however, Ginkgo biloba at a concentration of 25?g/mL was able to significantly decrease platelet aggregation ex vivo. The HUVEC showed no significant difference in levels of cell death induced by apoptosis or in the production of reactive oxygen species induced by TNF-alpha in any of the treated groups. This study demonstrates that in a 24-hour period both Ginkgo biloba and Curcuma longa show promising results in cell proliferation and healing, suggesting that their use may be favorable in preventing thrombosis Mestrado Biologia Celular Mestra em Biologia Celular e Estrutural CNPQ 130645/2020-6 CAPES 001

Orientador: Rafael Elias Marques Pereira Silva Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A pandemia de COVID-19, causada pelo novo coronavírus SARS-CoV-2, já é considerada uma das principais calamidades do século 21, afetando diversos setores da nossa sociedade e provocando um declínio na qualidade de vida. Os primeiros casos datam do final de 2019, e até o final de dezembro de 2021 a doença já provocou mais de 275 milhões de casos e 5,5 milhões de mortes ao redor do mundo. Apesar de já existirem campanhas de vacinação, há o surgimento de novas variantes do vírus. Ademais, não existe nenhum tratamento específico para a doença, e os esforços para reposicionar medicamentos conhecidos e aprovados para uso humano já são considerados saturados. Aqui, descrevemos a padronização de um ensaio fenotípico de alta performance para triagem de compostos contra SARS-CoV-2, com a seleção de uma nova série de compostos derivados de androsterona, um esteroide, com atividade antiviral em concentração micromolar. Os compostos selecionados foram validados para atividade antiviral em diferentes linhagens celulares. Dentre os compostos testados, 2 deles LNB 167 e LNB 169 foram selecionados para estudos de mecanismos de ação, que indicaram uma inibição nas fases iniciais do ciclo de replicação do vírus envolvendo a modulação de membranas lipídicas e colesterol nas células hospedeiras. Por fim, experimentos in vivo com camundongos transgênicos com receptores hACE2 indicaram ineficácia do tratamento com LNB 167. Dessa forma, concluímos que nosso ensaio de triagem de alta performance permitiu a seleção de dois compostos para validação in vitro e in vivo. Apesar de ineficazes contra o virus in vivo, o estudo destes compostos nos levou a concluir que a fisiologia das membranas lipídicas é um processo importante para a infecção e patogênese por SARS-CoV-2 Abstract: The COVID-19 pandemic, caused by the new coronavirus SARS-CoV-2 is already considered one of the main calamities of the 21st century, affecting several sectors of our society and causing a decline in the quality of life. The first reports date from late 2019, with isolation and description of SARS-CoV-2 in early 2020. By December 2021, the disease had already caused more than 275 million cases and 5.5 million deaths worldwide. Even though vaccination campaigns already take place in several countries, there is the emergence of new variants of the virus. Furthermore, there is no specific treatment for the disease, and efforts to repurpose drugs approved for human use are already an exhausted alternative. Here, we describe the establishment of a high-throughput screening phenotypic assay to identify compounds with cytoprotective activity against SARS-CoV-2. We selected a new series of compounds derived from androsterone with activity at low micromolar concentrations. Selected compounds have been validated for antiviral activity in different cell lines. Compounds LNB 167 and LNB 169 were selected for studies of mechanisms of action, which indicated an inhibition in the initial phases of the virus replication cycle involving the modulation of lipid membranes and cholesterol in host cells. Finally, in vivo experiments performed with transgenic mice with hACE2 receptors indicated ineffectiveness of LNB 167 treatment. Therefore, we conclude our high-throughput screening assay allowed the selection of two compounds that were submitted to validation tests in vitro and in vivo. Although ineffective in vivo, the study of these compounds indicated that modulation of lipid membranes is an important process for SARS-CoV-2 infection and pathogenesis Mestrado Imunologia Mestre em Genética e Biologia Molecular FAPESP 2019/06459-1

Orientador: Marcelo Carnier Dornelas Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Desde a sua origem, as plantas terrestres desenvolveram diferentes estratégias que as permitiram se adaptar às diferentes condições ambientais em que estão inseridas. E os meristemas caulinares são cruciais para o seu sucesso evolutivo, pois são responsáveis por dois processos muito importantes: o controle da plasticidade da morfogênese das plantas e o controle das mudanças de fases. À medida que envelhecem, as plantas passam por duas grandes transições de fase, a primeira da fase juvenil para a fase adulta vegetativa e depois, a segunda, para a fase reprodutiva. Essas transições ocorrem em resposta a sinais ambientais e endógenos e são acompanhadas por mudanças na morfologia e fisiologia das plantas e também em suas redes de regulação molecular. Sete vias principais e interconectadas são consideradas responsáveis pelo controle das transições de fase da planta: a do fotoperíodo, a autônoma, a da vernalização, da temperatura, das giberelinas, da idade e a do açúcar. Algumas delas também estão relacionadas ao controle da arquitetura vegetal, e a via do açúcar parece ser a peça principal desses dois processos. Com o objetivo de entender e caracterizar melhor os mecanismos de transição de fase de desenvolvimento em uma espécie diferente da usual planta modelo Arabidopsis thaliana, uma nova possível planta modelo para os estudos do desenvolvimento vegetal foi selecionada: Passiflora edulis, uma espécie perene que possui características específicas para cada fase e um genoma de referência para o gênero. Com ela foram feitas análises usando diferentes abordagens e os resultados deste estudo são apresentados em três capítulos. O primeiro é uma revisão do conhecimento atual sobre as transições de fase e controle da arquitetura da planta. Nele foi possível estabelecer uma relação entre transições de fases e arquitetura vegetal, abrindo espaço para novos trabalhos que explorem esta relação. O segundo diz respeito às análises in silico de ápices caulinares nas três diferentes fases, que demonstraram que o processo de envelhecimento de plantas de P. edulis assemelha-se a um gradiente de diminuição da expressão gênica. Por fim, no terceiro e último capítulo, buscamos aprofundar empiricamente o entendimento deste processo em uma espécie perene. Para isso, o capítulo foi dividido em duas abordagens: morfoanatômica e molecular. Estas análises endossaram resultados prévios do grupo a respeito do desenvolvimento do maracujazeiro e também forneceram evidências empíricas do que foi observado nas análises in silico realizadas anteriormente e apresentadas no Capítulo II, fornecendo material para a continuidade do trabalho. Além disso, esses achados levantaram pontos importantes que devem ser considerados para futuros estudos sobre o tema Abstract: Since their origin, terrestrial plants have developed different strategies that have allowed them to adapt to the different environmental conditions in which they are inserted. And shoot meristems are crucial for their evolutionary success, as they are responsible for two very important processes: the control of the plasticity of plant morphogenesis and the control of phase changes. As they age, plants undergo two major phase transitions, the first from juvenile to adult vegetative phase and then, the second, to the reproductive phase. These transitions occur in response to environmental and endogenous signals accompanied by changes in plant morphology, physiology, and also in their gene regulatory networks. Seven main and interconnected pathways are considered responsible for controlling the phase transitions of the plant: the photoperiod, the autonomous, the vernalization, the temperature, the gibberellins, the age and the sugar pathways. Some of them are also related to the control of plant architecture, and the sugar pathway seems to be the main part of these two processes. In the aim to better understand and characterize the mechanisms of developmental phase transitions in a species other than the usual model plant Arabidopsis thaliana, a new possible model plant was selected: Passiflora edulis, a perennial species that have specific traits characterizing each phase and a reference genome for the genus. Using this species, several analyses using different approaches were performed and their respective results are presented in three themed chapters. The first is a review of the current knowledge of phase transitions and plant architecture control. In it, it was possible to establish a relationship between phase transitions and plant architecture, opening space for future work that explores this relationship. The second is concerned with in silico analyses of shoot apexes in all three different phases, which demonstrated that the aging process of P. edulis plants resembles a decreasing gradient of gene expression. Finally, in the third and final chapter, we seek to empirically deepen the understanding of this process in a perennial species. For this purpose, the chapter was divided into two approaches: morphoanatomical and molecular. These analyzes endorsed the group's previous results regarding the development of passion fruit and also provided empirical evidence of what was observed in the in silico analyzes carried out earlier and presented in Chapter II, providing material for the continuity of the work. In addition, these findings raised important points that should be considered for future studies on the subject Doutorado Biologia Vegetal Doutora em Biologia Vegetal FAPESP 2018/25242-0