Molecular discrimination of pouched four-eyed opossums from the Mamirauá Reserve in the Brazilian Amazon

Previous cytochrome B (CytB) mtDNA studies have suggested four species for the opossum genus Philander (four-eyed opossums), three (P. mcilhennyi, P. andersoni and P. opossum) from the Amazon and one (P. frenata) from the Brazilian Atlantic forest. During a faunal survey nine specimens of Philander sp. and four of Didelphis marsupialis were collected in the Mamirauá Sustainable Reserve, Amazonas State, Brazil. Preliminary analyses based on morphology and geographical distributions were not conclusive, suggesting that Philander specimens could belong to either P. andersoni or P. opossum. In order to elucidate the relationship of this taxon to the remaining Amazonian taxa, seven Philander and two Didelphis specimens animals were sequenced for the cytB mtDNA gene and compared to other previously studied taxa. The maximum likelihood (ML), neighbor-Joining (NJ) and maximum parsimony (MP) consensus bootstrap trees depicted six groups: Didelphis., P. frenata, P andersoni, P. mcilhennyi, P.o. opossum and Philander sp. and Philander canus in a common assemblage supported by significant bootstrap values, suggesting that the Philander sp. from Mamiraua in fact belongs to the species Philander canus.

Sciaenidae fish of the Caeté River estuary, Northern Brazil: mitochondrial DNA suggests explosive radiation for the Western Atlantic assemblage

Sciaenids are fish which are normally abundant in tropical estuaries of the western Atlantic. Studies on the Caeté river estuary in the northern Brazilian state of Pará have revealed that in this area Sciaenidae is the dominant family, comprising almost 50% of all teleosts sampled. In this paper we present the results of the first phylogenetic study on South American estuarine sciaenids, during which we obtained mitochondrial gene 16S sequences from 15 species belonging to eight genera occurring in the Caeté estuary. Intergeneric nucleotide divergences varied from 5 to 15%, Lonchurus and Menticirrhus being the most divergent lineages. Nucleotide divergences were quite variable amongst species of the same genus, ranging from 1.2% (Stellifer microps x Stellifer naso) to 8.4% (Menticirrhus americanus x Menticirrhus littoralis). Cladograms based on maximum parsimony, minimum evolution and maximum likelihood depicted an explosive diversification pattern for the western Atlantic sciaenid assemblage. Our analysis further reveals a very close relationship between Bairdiella and Stellifer, a monophyletic clade which emerged during the more recent diversification events of the Sciaenidae family. The phylogenetic reconstruction suggests the need for a revision of the taxonomy and nomenclature of the Bairdiella/Stellifer group.

Population analysis of Scomberomorus cavalla (Cuvier, 1829) (Perciformes, Scombridae) from the Northern and Northeastern coast of Brazil

Scomberomorus cavalla é uma espécie de peixe pelágico amplamente distribuído na costa oeste do Atlântico, e uma diminuição no seu nível de captura tem sido verificada nos E.U.A e Golfo do México, comparada com os níveis alcançados pela espécie no passado. Da mesma forma, em algumas áreas do Brasil, há indícios de sobre-exploração. Entretanto, não existem estudos moleculares que visam o manejo deste importante item. Desta forma, no presente estudo, foram seqüenciados 380 pares de bases nucleotídicas da região da Alça-D do DNA mitocondrial de amostras provenientes de desembarque em Macapá, Bragança e Fortaleza. As análises filogenéticas e populacionais revelaram que há apenas uma população panmítica e baixos níveis de variabilidade genética foram observados. Estes resultados, assim como a observada sobre-exploração de S. cavala, representam dados muito importantes para o estabelecimento do manejo deste estoque a fim de prevenir um colapso ou risco de extinção no futuro.

Phylogenetic analysis of 16S mitochondrial DNA data in sloths and anteaters

We sequenced part of the 16S rRNA mitochondrial gene in 17 extant taxa of Pilosa (sloths and anteaters) and used these sequences along with GenBank sequences of both extant and extinct sloths to perform phylogenetic analysis based on parsimony, maximum-likelihood and Bayesian methods. By increasing the taxa density for anteaters and sloths we were able to clarify some points of the Pilosa phylogenetic tree. Our mitochondrial 16S results show Bradypodidae as a monophyletic and robustly supported clade in all the analysis. However, the Pleistocene fossil Mylodon darwinii does not group significantly to either Bradypodidae or Megalonychidae which indicates that trichotomy best represents the relationship between the families Mylodontidae, Bradypodidae and Megalonychidae. Divergence times also allowed us to discuss the taxonomic status of Cyclopes and the three species of three-toed sloths, Bradypus tridactylus, Bradypus variegatus and Bradypus torquatus. In the Bradypodidae the split between Bradypus torquatus and the proto-Bradypus tridactylus / B. variegatus was estimated as about 7.7 million years ago (MYA), while in the Myrmecophagidae the first offshoot was Cyclopes at about 31.8 MYA followed by the split between Myrmecophaga and Tamandua at 12.9 MYA. We estimate the split between sloths and anteaters to have occurred at about 37 MYA.

Genetic differentiation of Macrodon ancylodon (Sciaenidae, Perciformes) populations in Atlantic coastal waters of South America as revealed by mtDNA analysis

The king weakfish (pescada-gó in Portuguese - Macrodon ancylodon (Sciaenidae), a demersal (bottom-feeding) species found in South America Atlantic coastal waters from the Gulf of Paria in Venezuela to Baia Blanca in Argentina, is an economically important species because of its abundance and wide acceptance by consumers. Because of its wide distribution this fish may be subject to geographic isolation and this may have resulted in distinct populations along its coastal range. Considering that this species represents an important economic resource, confirmation of whether M. ancylodon is a single species or there are different genetic stocks spread over its wide distribution would be an important contribution to conservation policies and population management of the king weakfish. To investigate differences between king weakfish populations we used the cytochrome b and 16S rRNA genes to characterize M. ancylodon specimens caught throughout its South American range from Venezuela to Argentina. Our results clearly distinguished two genetically different groups which show nucleotide divergence and genetic structuring patterns that strongly suggest they may be different species, disagreeing with the widely accepted traditional taxonomy that accepts only one species of Macrodon in the western Atlantic.

The current status of the new world monkey phylogeny

Four DNA datasets were combined in tandem (6700 bp) and Maximum parsimony and Neighbor-Joining analyses were performed. The results suggest three groups emerging almost at the same time: Atelidae, Pitheciidae and Cebidae. The total analysis strongly supports the monophyly of the Cebidae family, grouping Aotus, Cebus and Saimiri with the small callitrichines. In the callitrichines, the data link Cebuela to Callithrix, place Callimico as a sister group of Callithrix/Cebuella, and show Saguinus to be the earliest offshoot of the callitrichines. In the family Pithecidae, Callicebus is the basal genus. Finally, combined molecular data showed congruent branching in the atelid clade, setting up Alouatta as the basal lineage and Brachyteles-Lagothrix as a sister group and the most derived branch. Two major points remain to be clarified in the platyrrhine phylogeny: (i) what is the exact branching pattern of Aotus, Cebus, Saimiri and the small callitrichines, and (ii), which two of these three lineages, pitheciines, atelines or cebids, are more closely related?

Significant genetic differentiation among populations of Anomalocardia brasiliana (Gmelin, 1791): a bivalve with planktonic larval dispersion

Four Brazilian populations of Anomalocardia brasiliana were tested for mutual genetic homogeneity, using data from 123 sequences of the mtDNA cytochrome oxidase c subunit I gene. A total of 36 haplotypes were identified, those shared being H3 (Canela Island, Prainha and Acupe) and both H5 and H9 (Prainha and Acupe). Haplotype diversity values were high, except for the Camurupim population, whereas nucleotide values were low in all the populations, except for that of Acupe. Only the Prainha population showed a deviation from neutrality and the SSD test did not reject the demographic expansion hypothesis. Fst values showed that the Prainha and Acupe populations represent a single stock, whereas in both the Canela Island and Camurupim stocks, population structures are different and independent. The observed structure at Canela Island may be due to the geographic distance between this population and the remainder. The Camurupim population does not share any haplotype with the remaining populations in northeastern Brazil. The apparent isolation could be due to the rocky barrier located facing the mouth of the Mamanguape River. The results highlight the importance of wide-scale studies to identify and conserve local genetic diversity, especially where migration is restricted.

Occurrence of the Indo-Pacific freshwater prawn Macrobrachium equidens Dana 1852 (Decapoda, Palaemonidae) on the coast of Brazilian Amazonia, with notes on its reproductive biology

O camarão de água doce Macrobrachium equidens, nativo da região do Indo-Pacífico, foi registrada pela primeira vez na costa da Amazônia Brasileira. Esta espécie foi encontrada habitando o mesmo ambiente que duas espécies nativas do gênero Macrobrachium: M. amazonicum e M. acanthurus, e é morfologicamente muito similar à última. A identificação dessa espécie foi confirmada pela análise da sequencia genética do gene mitocondrial Citocromo Oxidase (COI). Uma descrição detalhada das características morfológicas e biologia reprodutiva de M. equidens neste novo ambiente que é apresentada.

Modelo in vitro de parkinsonismo experimental induzido por rotenona: investigação de mecanismos de ação, neuroproteção e morte celular

Evidências crescentes na literatura têm sugerido papel importante para os fatores ambientais, como a exposição a pesticidas, na patogênese da doença de Parkinson. Em animais experimentais, a exposição à rotenona, um pesticida e piscicida de uso comum, induz características de parkinsonismo através da inibição do complexo I mitocondrial. O objetivo deste estudo foi investigar a morte de neurônios induzida por rotenona utilizando culturas primárias mistas neurônio/glia derivadas de hipocampo e de mesencéfalo ventral de ratos, bem como o papel do Ca2+ na neste modelo experimental e a utilização de extrato aquoso de folhas de mogno com substâncias com alto poder antioxidante. A perda neuronal foi analisada com ensaios colorimétricos (MTT e LDH). Nossos resultados mostraram significativa redução na viabilidade celular após exposição à rotenona de maneira dependente de concentração, mas não dependente de tempo. Foi observada igual e elevada suscetibilidade em culturas mistas neurônio/glia derivadas de hipocampo e de mesencéfalo ventral ao agente neurotóxico. Em termos mecanicísticos, nossos resultados mostraram um papel discreto desempenhado pelo Ca2+ mitocondrial na neurodegeneração induzida por rotenona. Além disso, neste paradigma utilizado, verificamos que o extrato aquoso de folhas de mogno não promoveu proteção contra a toxicidade da rotenona, na concentração testada; ainda, promoveu efeito sinérgico em associação com rotenona. Verificou-se ainda que a rotenona, bem como o extrato de mogno promoveu indução de morte celular tanto por necrose quanto por apoptose, nas concentrações utilizadas. Os resultados deste estudo devem avançar nosso conhecimento sobre o mecanismo de ação de fatores ambientais na patogênese da doença de Parkinson.

A influência do sistema nitrérgico no cultivo in vitro de embriões bovinos

O Óxido Nítrico (NO-) é uma molécula de sinalização celular que regula o desenvolvimento embrionário pré-implantacional. Nós investigamos o papel do NO- no cultivo de embriões bovinos produzidos in vitro, através do uso de N-Nitro-L-Arginina Metil Ester (L-NAME), um inibidor da produção de NO-, e L-arginina (ARG), um precursor de NO-, em diferentes períodos de cultivo (ativação do genoma embrionário e compactação). Foram avaliados seus efeitos sobre as taxas de desenvolvimento, cinética do desenvolvimento, qualidade embrionária, e expressão gênica. Os embriões foram produzidos por maturação e fertilização in vitro de oócitos aspirados de ovários provenientes de abatedouro frigorífico. No experimento 1, as taxas de desenvolvimento foram avaliadas em SOFaa na presença de L-NAME em diferentes períodos: do 1º ao 4º dia de cultivo (LN1-4), do 4º ao 8º (LN4-8) e do 1º ao 8º dia de cultivo (LN1-8). A inibição foi prejudicial a partir do 4º dia de cultivo (grupos LN4-8 e LN1-8), ao reduzir as taxas de eclosão (17,3%±13,44 e 13,7%± 14,51, respectivamente, p<0,05). Entretanto, o efeito mais negativo ocorreu do 1º ao 8º dia (LN1-8) em que a taxa de blastocisto foi significativamente menor comparada ao controle (29,4%±3,72 vs 47,8%±11,34, respectivamente, p<0,05). Por isso no experimento 2, a ARG (1, 10 e 50mM) foi adicionada desde o 1º dia de cultivo. As taxas de blastocisto usando 1 e 10mM de ARG foram similares ao controle (48%±13,03 e 34,2%±3,92 vs 49,4%±4,82, respectivamente, p>0,05), mas 50mM prejudicou a taxa de desenvolvimento embrionário (10,7%±7,24, p<0,001). No experimento 3, ARG a 1mM foi adicionada do 5º ao 8º dia de cultivo. Foram observadas taxas de desenvolvimento similares ao grupo GLN (somente com glutamina). Mas comparada ao controle (sem ambos os aminoácidos), rendeu melhores taxa de eclosão (54,8%±6,9 vs 41,4%±11,47, respectivamente, p<0,05) e qualidade embrionária (84,8%±2,63 vs 52%±8,62, respectivamente, p<0,05), mas não de taxa de blastocisto (49,4%±6,5 vs 49,4%±4,8, respectivamente, p>0,05). Neste período a produção de NO- foi positivamente correlacionada com a taxa de eclosão (R²=96,4%, p<0,001) e a qualidade embrionária (R²=75,5%, p<0,05). Adicionalmente, embriões foram cultivados na presença de L-NAME e ARG simultaneamente (grupo ARG/LN), do 5º ao 8º dia de cultivo, e os transcritos de OCT-4 e INT-t foram quantificados por PCR tempo real. Foi encontrada expressão similar de OCT-4 (p>0,05), mas redução de 1,8x e 1,5x de INT-t em relação aos grupos controles ARG e GLUT (p<0,05), respectivamente. Esses dados fornecem evidências da contribuição do NO-, principalmente no período entre os estágios de mórula e blastocisto, para a melhoria da eclosão e qualidade embrionária. A produção de NO- é requerida para o desenvolvimento pré-implantacional de embriões bovinos produzidos in vitro, e pode ser mediada pela suplementação do meio de cultivo com ARG.

Ação do metabólito secundário 5-hidroxi-2-hidroximetil gama-pirona isolado de fungos do gênero Aspergillus sobre monócitos humanos in vitro

O 5-hidroxi-2-hidroximetil-gama-pirona (HMP) é um metabólito secundário sintetizado por algumas espécies de fungos dos gêneros Aspergillus, Penicillium Acetobac-ter. O HMP tem várias aplicações, sendo utilizado como antioxidante, inibidor da tirosinase, agente protetor contra a radiação e antitumoral. Recentemente, foi também demonstrado que esse metabólito atua como ativador de macrófagos. No entanto, o efeito do HMP em mo-nócitos humanos é desconhecido. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos de HMP sobre a viabilidade e diferenciação celular de monócitos do sangue humano in vi-tro. Leucócitos humanos do sangue periférico foram obtidos a partir de bolsas de san-gue doadas pela Fundação Centro de Hemoterapia e Hematologia do Pará (HEMOPA). O isolamento das células foi realizado por meio de gradiente de densidade com Histopaque ®1077. Os monócitos foram tratados durante 24, 48 e 72 horas com 50 e 100 μg / mL de HMP. A análise ultraestrutural dos monócitos tratados revelou que essas células apresen-tam maior espraiamento, elevado número de projeções citoplasmáticas e vacúolos, caracterís-ticas que são frequentemente observadas em células ativadas. A análise da expressão da proteína de superfície específica para macrófago (F4/80) por imunofluorescência, de-monstrou que os monócitos humanos tratados com 50 e 100 μg / mL de HMP por 48 e 72 horas, mostrou um padrão de expressão semelhante ao verificado em macrófagos humanos originados de monócitos tratados com o M-CFS. Os testes de viabilidade utilizados (Método thiazolyl blue, Potencial de membrana mitocondrial, Vermelho Neutro e Azul de Tripan) mostraram que o HMP não tem nenhum efeito citotóxico em monócitos humanos quando tra-tados com 50 e 100 μg/ mL do bioproduto. Estes resultados demonstram um novo papel pa-ra HMP como um agente imunomodulador, induzindo a diferenciação de monócitos em macrófagos.

Alterações oxidativas em portadores de doença de Parkinson: correlação com critérios clínicos e estágios da doença

A doença de Parkinson (DP) constitui uma das mais prevalentes doenças neurológicas. Nesta doença, ocorre a neurodegeneração do sistema nigroestriatal com alteração da circuitaria neuronal dos núcleos da base levando ao comprometimento motor característico da doença. Os sintomas clássicos são o tremor de repouso, rigidez, acinesia ou bradicinesia e instabilidade postural. A patogênese da DP ainda permanece obscura. No entanto, estima-se que a disfunção mitocondrial e o desenvolvimento de estresse oxidativo na substância negra tenham papel relevante neste processo. O diagnóstico da DP é clinico e normalmente acontece tardiamente, quando a maioria dos neurônios nigrais está degenerada. Alguns trabalhos mostram o efeito neuroprotetor de medicações antiparkinsonianas e isto demonstra que quanto mais precoce a introdução do tratamento melhor o prognóstico à longo prazo da doença. Portanto o desenvolvimento de marcadores periféricos que ajudem no diagnóstico precoce da doença é importante para que se inicie o tratamento a tempo de retardar o avanço da morte neuronal. O objetivo deste trabalho foi verificar a existência de alterações em parâmetros oxidantes e antioxidantes no sangue de pacientes parkinsonianos e sua relação com o estágio da doença e critérios clínicos. Foram avaliados 30 portadores de DP e 30 indivíduos sem a doença. Para avaliar o estágio da doença e caracteres clínicos foram aplicadas as escalas de Hoehn & Yahr e a UPDRS (escala unificada para doença de Parkinson) nos pacientes parkinsonianos. Para avaliar a atividade oxidativa no plasma dos individuos, foi analisada a peroxidação lipídica através da mensuração de produtos da ação de Espécies Reativas de Oxigênio e Nitrogênio (ERON; TBARS) e para avaliar a resposta antioxidante foi feita a avaliação da Capacidade Antioxidante Total (TEAC). Nos grupos DP leve e DP moderado foi encontrado maior valor do TBARS e menor valor do TEAC em relação aos controles e DP grave (p<0,05), confirmando a presença de estresse oxidativo nas fases precoces da DP. Nesta pesquisa esses parâmetros demonstraram serem bons marcadores periféricos do estresse oxidativo, colaborando para um diagnóstico precoce da DP.

Carga proviral do HTLV-1 e HTLV-2: um método simples através da PCR quantitativa em tempo real

Os vírus linfotrópicos de células T humanas, quando integrados ao genoma da célula hospedeira, provírus, têm como marcador de replicação seu DNA proviral. A carga proviral parece ser um importante fator no desenvolvimento de patologias associadas a estes retrovírus. Neste estudo foi desenvolvida uma metodologia para quantificação absoluta da carga proviral dos HTLV-1 e HTLV-2 através da PCR em tempo real. Cinqüenta e três amostras de doadores de sangue com teste de ELISA reagente foram submetidas à metodologia, que utilizou o sistema TaqMan® para três seqüências alvo: HTLV-1, HTLV-2 e albumina. A quantificação proviral absoluta foi determinada através da proporção relativa entre o genoma do HTLV e o genoma da célula hospedeira, levando em consideração o número de leucócitos. O método apresentado é sensível (215 cópias/mL), prático e simples para quantificação proviral, além de eficiente e adequado para confirmação e discriminação da infecção pelos tipos virais.

Human aging and somatic point mutations in mtDNA: a comparative study of generational differences (grandparents and grandchildren)

The accumulation of somatic mutations in mtDNA is correlated with aging. In this work, we sought to identify somatic mutations in the HVS-1 region (D-loop) of mtDNA that might be associated with aging. For this, we compared 31 grandmothers (mean age: 63 ± 2.3 years) and their 62 grandchildren (mean age: 15 ± 4.1 years), the offspring of their daughters. Direct DNA sequencing showed that mutations absent in the grandchildren were detected in a presumably homoplasmic state in three grandmothers and in a heteroplasmic state in an additional 13 grandmothers; no mutations were detected in the remaining 15 grandmothers. However, cloning followed by DNA sequencing in 12 grandmothers confirmed homoplasia in only one of the three mutations previously considered to be homoplasmic and did not confirm heteroplasmy in three out of nine grandmothers found to be heteroplasmic by direct sequencing. Thus, of 12 grandmothers in whom mtDNA was analyzed by cloning, eight were heteroplasmic for mutations not detected in their grandchildren. In this study, the use of genetically related subjects allowed us to demonstrate the occurrence of age-related (> 60 years old) mutations (homoplasia and heteroplasmy). It is possible that both of these situations (homoplasia and heteroplasmy) were a long-term consequence of mitochondrial oxidative phosphorylation that can lead to the accumulation of mtDNA mutations throughout life.

Mitochondrial DNA mapping of social-biological interactions in Brazilian Amazonian African-descendant populations

ABSTRACT: The formation of the Brazilian Amazonian population has historically involved three main ethnic groups, Amerindian, African and European. This has resulted in genetic investigations having been carried out using classical polymorphisms and molecular markers. To better understand the genetic variability and the micro-evolutionary processes acting in human groups in the Brazilian Amazon region we used mitochondrial DNA to investigate 159 maternally unrelated individuals from five Amazonian African-descendant communities. The mitochondrial lineage distribution indicated a contribution of 50.2% from Africans (L0, L1, L2, and L3), 46.6% from Amerindians (haplogroups A, B, C and D) and a small European contribution of 1.3%. These results indicated high genetic diversity in the Amerindian and African lineage groups, suggesting that the Brazilian Amazonian African-descendant populations reflect a possible population amalgamation of Amerindian women from different Amazonian indigenous tribes and African women from different geographic regions of Africa who had been brought to Brazil as slaves. The present study partially mapped the historical biological and social interactions that had occurred during the formation and expansion of Amazonian African-descendant communities.