Desenvolvimento e validação de sistema multiplex X-STR para identificação humana por DNA

Novas metodologias de análise molecular voltadas para estudos populacionais, clínicos, evolutivos, da biodiversidade e identificação forense foram desenvolvidas com base em marcadores microssátelites ou STR Short Tandem Repeats. Os marcadores STR, que estão amplamente espalhados nos genomas e se caracterizam por apresentar alto grau de polimorfismo, podem ser analisados a partir da amplificação por PCR (Reação em Cadeia da polimerase). A análise foi facilitada a partir do desenvolvimento de sistemas de amplificação simultânea de múltiplos STR (multiplex STR) e com a detecção automatizada dos produtos de amplificação marcados por fluorescência. Recentemente, o uso de marcadores STR do cromossomo X (X-STR) tornou-se significativo na prática forense. Devido ao seu modo de transmissão, os X-STR são úteis em situações particulares de investigação de relações de parentesco, apresentando vantagens sobre o uso de STR autossômicos. Este estudo teve como principal objetivo o desenvolvimento e validação de sistema multiplex, denominado LDD (X-STR) Decaplex, capaz de amplificar dez loci X-STR (DXS7133, DXS7424, DXS8378, DXS6807, DXS7132, DXS10074, DXS7423, DXS8377, GATA172D05 e DXS10101) para aplicação em genética populacional, identificação e análises forenses. Utilizando o LDD (X-STR) Decaplex 170 indivíduos autodenominados afrodescendentes, não aparentados geneticamente, foram genotipados. As freqüências alélicas e genotípicas não apresentaram desvio do equilíbrio de Hardy-Weinberg e estão em concordância com aquelas observadas em outros estudos. Os haplótipos observados foram únicos em indivíduos de amostra masculina. A análise de desequilíbrio de ligação não revelou associação entre os marcadores X-STR. A diversidade genética foi elevada, variando entre 0,6218 para o locus DXS7133 a 0,9327 para o locus DXS8377. Os parâmetros de Probabilidade de Vinculação (PV), Índice de Vinculação (IV), Poder de Exclusão (PE), Poder de Discriminação e Razão de Verossimilhança foram também elevados, demonstraram que os dez X-STRs são altamente polimórficos e discriminativos na população estudada. A concentração mínima de DNA para a amplificação dos loci do LDD (X-STR) Decaplex é de 0,5 ng e verificamos que amplificação por PCR pode ser afetada quando são adicionados mais de 5 ng de DNA nas reações. Os percentuais de bandas stutter foram elevados para os loci DXS7132 e DXS8377. No teste de reprodutibilidade observamos consistência entre as tipagem de diferentes amostras biológicas, incluindo as de restos mortais. No teste de mistura a proporção limite em que observamos a coexistência de duas espécies biológicas foi de 2,5:1ng (feminino-masculino). Os resultados evidenciaram que os loci do LDD (X-STR) Decaplex são altamente informativos, consistindo, em conjunto, uma ferramenta importante em estudos de identificação humana e de relações de parentesco.

Análise de uma heme oxigenase funcional em Trypanosoma cruzi

O Trypanosoma cruzi é o agente etiológico da doença de Chagas, transmitida através de insetos vetores triatomíneos durante a alimentação no hospedeiro vertebrado. Os triatomíneos ingerem numa única alimentação cerca de 10 mM de heme ligado à hemoglobina. O heme é uma importante molécula no metabolismo dos organismos. Um mecanismo intracelular importante no controle de sua homeostase é a degradação enzimática pela Heme Oxigenase (HO) formando biliverdina (Bv), monóxido de carbono e ferro. Como esta enzima não está presente no genoma de T. cruzi, esse trabalho tem por objetivo identificar uma atividade funcional de HO neste parasito, uma vez que dados do nosso laboratório mostram a presença de biliverdina nas incubações dessas células com heme. No presente trabalho testamos o efeito do SnPPIX (inibidor da HO-1), CoPPIX (indutor da HO-1) e Bv sobre a proliferação da forma epimastigota do parasito. A adição de SnPPIX diminuiu a proliferação do parasito na tanto na ausência quanto na presença de heme. Quando a Bv foi adicionada à cultura esse efeito foi revertido; a Bv aumenta a proliferação celular na presença de heme. Por outro lado, a adição de CoPPIX não interferiu na proliferação. Posteriormente, mostramos através da técnica de immunoblotting, utilizando anticorpo monoclonal contra a HO-1, um aumento da expressão de uma proteína em resposta ao heme. Diferentemente das HO-1 já descritas que possuem massa molecular de 32 kDa, a única banda reconhecida pelo anticorpo apresenta 45 kDa. Analisamos também a expressão da HO-1 na presença de CoPPIX, SnPPIX e biliverdina, e somente o CoPPIX foi capaz de modular os níveis de expressão da HO-1. A análise estrutural através da técnica de imunocitoquímica mostrou uma maior expressão da enzima na presença de heme, e que a HO-1 de T. cruzi pode ter mais de uma localização, apresentando marcação citoplasmática e glicossomal. A fim de investigar a sequência da HO-1 de T. cruzi, o DNA genômico foi extraído para amplificação por PCR do gene da HO-1 utilizando oligonucleotídeos desenhados no genoma de T. cruzi. Os dois pares de oligonucleotídeos utilizados nao foram capazes de amplificar uma sequência equivalente a uma HO. Em seguida, utilizamos a técnica de imunoprecipitação, seguida de immunoblotting, com anticorpo anti-HO-1, com objetivo de concentrar a proteína alvo, e observamos um aumento significativo do imunocomplexo nas células tratadas com heme 300 mM, cerca de 2 vezes em relação ao controle. Dando seguimento à tentativa de identificação da HO-1 de T. cruzi, utilizamos a técnica de espectrometria de massa a partir de eletroforese unidimensional, que mostrou uma grande alteração do perfil protéico na presença de heme, mas futuros experimentos são necessários, como eletroforese 2D, para a identificação da proteína alvo

Ultrabroadband infrared luminescence and optical amplification in bismuth-doped germanosilicate glass

This letter reports the ultrabroadband infrared luminescence from 1000- to 1700-nm wavelength range and demonstrate optical amplification at the second optical communication window in a novel bismuth-doped germanosilicate glass. The full-width at half-maximum of the luminescence is about 300 mn and the optical gain is larger than 1.37 within the wavelength region from 1272 to 1348 nm with pump power 0.97 W. This material could be useful to fabricate ultrabroadband optical fiber amplifiers.

Optical amplification near 1300 nm in bismuth-doped strontium germanate glass

We demonstrate the broadband optical amplification in bismuth-doped strontium germanate glass with 808 nm and 980 nm laser diodes (LDs) as excitation sources. The net optical gain has been obtained within the wavelength region of 1272 to 1348 nm with 808 nm laser diode under 0.97 W power. The maximum gain and gain coefficients are 1.23 and 1.03 cm(-1) at 1315 nm, respectively. The signal increment at 1300 nm is 2.8 times with 980 nm LD, under 3 W power. The differential thermal analysis measurement reveals the good thermal stability of the studied glass. This glass could be suggested as a promising gain medium for broadband optical amplifiers.

Broadband optical amplification near 1300 nm in bismuth-doped germanate glass

In this paper, we present the broadband optical amplification in bismuth-doped germanate glass, at the second telecommunication window when excited with 808 nm and 980 nm laser diodes, respectively. The amplification range is from 1272 nm to 1348 nm wavelength, which is within the O-band of silica fiber communication. This bismuth-doped glass can be used as ultra broadband amplification material for wavelength-division-multiplexing (WDM) at the second telecommunication window.

Broadband optical amplification in silicate glass-ceramic containing beta-Ga2O3 : Ni2+ nanocrystals

We demonstrate broadband optical amplification at 1.3 mu m in silicate glass-ceramics containing beta-Ga2O3:Ni2+ nanocrystals with 980 nm excitation for the first time. The optical gain efficiency is calculated to be about 0.283 cm(-1) when the excitation power is 1.12 W. The optical gain shows similar wavelength dependence to luminescence properties. (C) 2007 Optical Society of America.

Broadband amplification and upconversion luminescence properties of Er3+/Yb3+ co-doped fluorophosphate glass

Broadband and upconversion properties were studied in Er3+/Yb3+ co-doped fluorophosphate glasses. Large Omega(6) and S-ed/(S-ed + S-md) values and the flat gain profile over 1530-1585 nm indicate the good broadband properties of the glass system. And a premise of using Omega(6) as a parameter to estimate the broadband properties of the glasses is proposed for the first time to our knowledge. Results showed that fluorescence intensity, upconversion luminescence intensity, the intensity ratio of red/green light (656 nm/545 nm) are closely related to the Yb3+:Er3+ ratio and Er3+ concentration, and the corresponding calculated lifetime of F-4(9/2) and S-4(3/2) states for red and green upconversion samples proves this conclusion. The upconversion mechanism is also discussed. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Fabrication and emission properties of Er3+/Yb3+ codoped tellurite glass fiber for broadband optical amplification

Tellurite glass is proposed as a host for broadband erbium-doped fiber amplifiers because of their excellent optical and chemical properties. A new single mode Er3+/Yb3+ codoped tellurite fiber with D-shape cladding geometry is fabricated in this work. When pumped at 980 nm, a broad erbium amplified spontaneous emission (ASE) nearly 100 nm in the wavelength range of 1450-1650 ran around 1.53 mu m is observed. It was found that the emission spectrum from erbium in tellurite glass fibers is almost twice as broad as the corresponding spectrum in tellurite bulk glass. The changes in ASE with regard to fiber lengths and pumping power were measured and discussed. The output of about 2.3 mW from Er3+/Yb3+ codoped tellurite fiber ASE source is obtained under the pump power of 700 mW. The broad 1.53 mu m emission of Er3+ in Er3+/Yb3+ codoped tellurite glass fiber can be used as host material for potential broadband optical amplifier and tunable fiber lasers. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

CW-pumped evanescent amplification based on side-polished fiber with heavily Er3+-doped glass overlay

A novel diffractive-pumping scheme is proposed to improve the evanescent amplification using blazed fiber grating for the first time. We also investigate the cw-pumped-evanescent amplification at 1.55 mu m wavelength with the relative optical gain pumped at 1480 nm of around 2 dB based on side-polished fiber with the effective interaction length as long as 16 mm and with a heavily Er3+-doped (N-Er(3+) > 1.19 x 10(21) ions/cm(3)), low refractive index (n(1550) < 1.47) glass overlay, which has no concentration quenching (tau(f) = 9.0 ms).

Utilização de sistema multiplex de marcadores do tipo INDELs em identificação humana por DNA

Os INDELs são polimorfismos de comprimento, gerados a partir de inserções e/ou deleções de um ou mais nucleotídeos. Os marcadores INDELs, que estão amplamente distribuídos pelo genoma e se caracterizam pela alta estabilidade devido à baixa taxa mutacional (10-9), podem ser analisados a partir da amplificação por PCR (Reação em Cadeia da Polimerase). A facilidade de análise e a possibilidade de construção de sistemas multiplex capazes de gerar amplicons curtos (menores que 100 pb) tornam os INDELs uma importante ferramenta para identificação humana por DNA. Para avaliar a eficiência e validar a metodologia que emprega os polimorfismos de inserção/deleção na identificação humana, utilizamos o sistema Indel-plex ID, capaz de amplificar simultaneamente 38 loci INDELs bialélicos de cromossomos autossomos. Diferentes amostras biológicas (cabelo, saliva, sangue, sêmen e urina) foram genotipadas apresentando reprodutibilidade entre todas as tipagens. A concentração mínima de DNA necessária para amplificação dos 38 loci INDELs foi de 0,5 ng. Artefatos do tipo split peaks foram observados em algumas amostras. Os produtos da PCR foram purificados em resina Sephadex proporcionando melhores condições de análise, redução de artefatos e aumento na intensidade média de fluorescência dos alelos amplificados. A eficiência do sistema Indel-plex ID na amplificação de DNA degradado foi verificada durante as análises das amostras de DNA extraídas de restos mortais (ossos e dentes). Comparativamente ao sistema Identifiler, o Indel-plex ID, se mostrou mais eficiente em termos de número de loci genotipados e qualidade de amplificação. Nas investigações de vínculos genéticos realizadas com o sistema Indel-plex ID foi possível corroborar resultados anteriores obtidos pela análise de marcadores STR. Nas análises com amostras in vivo foram obtidos valores máximos de Probabilidades de Paternidade de 99,99998%. Para casos envolvendo supostos pais falecidos, o sistema Indel-plex ID reforçou resultados obtidos com o sistema Identifiler e Minifiler. A Probabilidade de Paternidade de 99,953%, obtida com o sistema Indel-plex ID, conjugada com a Probabilidade de Paternidade de 99,957%, obtida como o sistema Minifiler, possibilitou um índice final de 99,99998%. Os resultados evidenciaram que os loci INDELs do sistema Indel-plex ID são altamente informativos, constituindo uma ferramenta importante em estudos de identificação humana e de relações de parentesco

Enhanced broadband near-infrared luminescence and optical amplification in Yb-Bi codoped phosphate glasses

Yb-Bi codoped phosphate glass was prepared and its properties were compared with Bi-doped phosphate glass. The broadband infrared luminescence intensity from Yb-Bi codoped glass was similar to 32 times stronger than that of Bi-doped glass. The single-pass optical amplification was measured on a traditional two-wave mixing configuration. No optical amplification was observed in Bi-doped glass, while apparent broadband optical amplification between 1272 and 1336 nm was observed from Yb-Bi codoped glass with 980 nm laser diode excitation. The highest gain coefficient at 1272 nm of Yb-Bi codoped glass reached to 2.62 cm(-1). Yb-Bi codoped phosphate glass is a promising material for broadband optical amplification. (C) 2008 American Institute of Physics.

Inhomogeneous broadening, luminescence origin and optical amplification in bismuth-doped glass

Absorption and luminescence spectra and optical amplification in bismuth-doped germanate silicate glass were investigated. Two kinds of bismuth ion valence states could exist in the glass. One is Bi2+, which has shown red luminescence, another might be Bi+, which is the active center for infrared luminescence. The infrared luminescence excited at 700, 800, and 980 nm should be ascribed to the electronic transition P-3(1) --> P-3(0) of Bi+ ions in three distinct sites. The shifting, broadening, and multiple configuration of the luminescence could be due to the randomly disorder of local environment and multiple sites of the active centers. In this glass, obvious optical amplification was realized at 1300 nm wavelength when excited at 808 and 980 nm, respectively.