Caracterização de rearranjos cromossômicos citogeneticamente equilibrados associados a quadros clínicos

Este estudo teve como objetivos (a) identificar mecanismos pelos quais rearranjos cromossômicos citogeneticamente equilibrados possam estar associados de maneira causal a determinados quadros clínicos e (b) contribuir para a compreensão dos mecanismos de formação desses rearranjos. Para isso, foram estudados 45 rearranjos cromossômicos citogeneticamente equilibrados (29 translocações, 10 inversões e seis rearranjos complexos), detectados em pacientes que apresentavam malformações congênitas, comprometimento do desenvolvimento neuropsicomotor ou déficit intelectual. Foram 31 rearranjos cromossômicos esporádicos, três familiais que segregavam com o quadro clínico e mais 11 rearranjos cromossômicos herdados de genitores fenotipicamente normais. Inicialmente os pontos de quebra desses rearranjos foram mapeados por hibridação in situ fluorescente (FISH). A busca por microdeleções e duplicações genômicas foi realizada por a-CGH. A investigação dos pontos de quebra prosseguiu com a aplicação da técnica de Mate-Pair Sequencing (MPS), que permite localizar as quebras em segmentos de 100 pb - 1 kb, na maioria dos casos. Para obter os segmentos de junção das quebras no nível de pares de bases, os segmentos delimitados por MPS foram sequenciados pelo método de Sanger. A análise por aCGH revelou microdeleções ou microduplicações localizadas nos cromossomos rearranjados, em 12 dos 45 pacientes investigados (27%). A análise de 27 rearranjos por MPS permitiu a caracterização dos pontos de junção das quebras. MPS expandiu o número de pontos de quebra, detectados por análise do cariótipo ou aCGH, de 114 para 156 (em resolução < 2kb, na maioria dos casos). O número de pontos de quebra/rearranjo variou de 2 a 20. Os 156 pontos de quebra resultaram em 86 variantes estruturais equilibradas e outras 32 variantes não equilibradas. Perdas e ganhos de segmentos submiscroscópicos nos cromossomos rearranjados constituíram a principal causa ou, provavelmente, contribuíram para o quadro clínico de 12 dos 45 pacientes. Em cinco desses 12 rearranjos foram detectadas por MPS a interrupção de genes já relacionados à doença, ou provável alteração de sua região reguladora, contribundo para o quadro clínico. Em quatro dos 33 rearranjos não associados a perdas ou ganhos de segmentos, a análise por MPS revelou a interrupção de genes que já foram anteriormente relacionados a doenças, explicando-se, assim, as características clínicas dos portadores; outro rearranjo pode ter levando alteração da expressão gênica de gene sensível a dosagem e ao quadro clínico. Um rearranjo cromossômico familial, identificado na análise após bandamento G como uma translocação equilibrada, t(2;22)(p14;q12), segregava com quadro de atraso do desenvolvimento neuropsicomotor e dificuldade de aprendizado associados a dismorfismos. A combinação das análises por FISH, aCGH e MPS revelou que se tratava, na verdade, de rearranjo complexo entre os cromossomos 2, 5 e 22, incluindo 10 quebras. A segregação de diferentes desequilíbrios submicroscópicos em indivíduos afetados e clinicamente normais permitiu a compreensão da variabilidade clínica observada na família. Rearranjos equilibrados detectados em indivíduos afetados, mas herdados de genitores clinicamente normais, são, em geral, considerados como não tendo relação com o quadro clínico, apesar da possibilidade de desequilíbrios cromossômicos gerados por permuta desigual na meiose do genitor portador do rearranjo. Neste trabalho, a investigação de 11 desses rearranjos por aCGH não revelou perdas ou ganhos de segmentos nos cromossomos rearranjados. No entanto, a análise por aCGH da portadora de um desses rearranjos - inv(12)mat - revelou deleção de 8,7 Mb no cromossomo 8, como causa de seu fenótipo clínico. Essa deleção estava relacionada com outro rearranjo equilibrado também presente em sua mãe, independente da inversão. Para compreender os mecanismos de formação de rearranjos citogeneticamente equilibrados, investigamos os segmentos de junção no nível de pares de base. A análise por MPS que levou, na maioria dos casos, ao mapeamento dos pontos de quebras em segmentos <1kb permitiu o sequenciamento pelo método de Sanger de 51 segmentos de junções de 17 rearranjos. A ocorrência de blunt fusions ou inserções e deleções <10 pb, e a ausência de homologia ou a presença de micro homologia de 2 pb a 4 pb de extensão indicaram o mecanismo de junção de extremidades não homólogas (non-homologous end joinging; NHEJ), na maioria das 51 junções caracterizadas. As características de três dos quatro rearranjos mais complexos, com 17-20 quebras, indicaram sua formação pelo mecanismo de chromothripsis. Este estudo mostra a importância da análise genômica de variações de número de cópias por microarray, juntamente com o mapeamento dos pontos de quebra por MPS, para determinar a estrutura de rearranjos cromossômicos citogeneticamente equilibrados e seu impacto clínico. O mapeamento dos segmentos de junção por MPS, permitindo o sequenciamento pelo método de Sanger, foi essencial para a compreensão de mecanismos de formação desses rearranjos

Identificação dos cromossomos de Mazama gouazoubira (Artiodactyla; Cervidae) envolvidos em rearranjos induzidos pela doxorrubicina

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Variação inter-sexual na frequência de cromossomos Bs em Corydoras aeneus (Siluriformes: Callichthyidae)

The genus Corydoras, the highest among the Siluriformes, Callichthyidae is owned by the family, consisting of 177 valid species and widely distributed in cis-Andean portion of South America How striking feature has two longitudinal series of dermal plates covering almost the entire body. Cytogenetic studies in Callichthyidae show many chromosomal rearrangements, including events of polyploidy in their evolutionary history, particularly the genus Corydoras, in which the variation is the diploid number of 2n = 40 to 2n = 134 chromosomes. The absence of information on the frequency of chromosomes in the group Bs motivated this work with the species Corydoras aeneus. A population from the Tietê River basin in Ribeirão Claro (subbasin Corumbataí - Rio Claro, SP) was sampled a total of 20 subjects (10 males and 10 females) and 30 metaphases per individual were analyzed cytogenetically. Were carried out by impregnation techniques silver (Ag-NOR). The observed modal diploid number was 2n = 60 (26m +26 sm +8 st), with the variable occurrence of 1 or 2 Bs chromosomes in males and a B chromosome in females, both acrocentric. Regarding the variation in the frequency of chromosome Bs, the occurrence of two B chromosomes is directly linked to males, because there were no female sampled with the occurrence of two chromosomes Bs The low frequency of Bs in females suggests that this event can be sporadic this sex, different from males in which this appears to be set supernumerary chromosome showing a higher frequency of 2 Bs than the actual modal number of 2n = 60. Further studies will be performed to understand the dynamics of the B chromosome in the population

Aspectos moleculares do câncer tiroideano

A proliferação da célula tiroideana normal é regulada por fatores de crescimento estimuladores e inibidores, que atuam através de seus receptores de membrana e, subseqüentemente, através de transdutores citoplasmáticos. Na glândula normal adulta, o equilíbrio de sinais é tal que a proliferação é mínima, enquanto nas neoplasias o crescimento resulta de um distúrbio irreversível desse equilíbrio. Apesar do número de moléculas envolvidas nesse processo ser grande, apenas um pequeno subgrupo parece estar envolvido na tumorigênese tiroideana. Tais proteínas são codificadas pelos genes RAS, RET, NTRK1 e TP53. O transdutor de sinais ras é ativado por mutações em ponto e constitui uma alteração genética precoce nos tumores com histologia folicular. Os genes dos receptores de crescimento RET e NTRK1 são alterados por rearranjos cromossômicos do tipo translocação ou inversão nos carcinomas papilares e por mutações em ponto nos medulares. As alterações do gene TP53, por sua vez, têm sido observadas em carcinomas tiroideanos pobremente diferenciados e na maioria dos indiferenciados, o que sugere sua participação na progressão dessas lesões. O modelo molecular da carcinogênese tiroideana, embora ainda incompleto, pode fornecer instrumentos importantes para o diagnóstico diferencial e para o desenvolvimento de novas técnicas terapêuticas nesse grupo de neoplasias.

Karyotype description and evidence of multiple sex chromosome system X1X1X2X2/X1X2Y in Potamotrygon aff. motoro and P. falkneri (Chondrichthyes: Potamotrygonidae) in the upper Paraná River basin, Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estrutura e evolução cariotípica de peixes ciclídeos sul americanos

Pós-graduação em Biologia Geral e Aplicada - IBB

Comparação cariotípica entre Mazama gouazoubira e Mazama nemorivaga (Artiodactyla; Cervidae) por meio de marcadores citogenéticos clássicos, fish telomérica e pintura cromossômica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise citogenética comparativa em espécies de morcegos dos gêneros Molossus (Molossidae), Artibeus, Platyrrhinus, Sturnira, Glossophaga, Phyllostomus e Carollia (Phyllostamide) - Chiroptera (Mammalia)

Pós-graduação em Genética - IBILCE

Análise filogenética da subfamília Callichthyinae (Teleostei: Siluriformes: Callichthyidae) com base em seqüências de DNA nuclear e mitocondrial

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Molecular and cytogenetic analyses of cryptic species within the Synbranchus marmoratus Bloch, 1795 (Synbranchiformes: Synbranchidae) grouping: species delimitations, karyotypic evolution and intraspecific diversification

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Padrões temporais e grau de diversificação cariotípica em espécies atlânticas da família Acanthuridae (Perciformes)

The Acanthuridae family is a representative group from the marine fish that plays a key role in ecological dynamics of coral reefs. Three species are common along coastal reefs of Western Atlantic: Acanthurus coeruleus, Acanthurus bahianus and Acanthurus chirurgus. In the present study, cytogenetic data are presented for these three species Acanthurus based on classical cytogenetic methods and mapping of repetitive sequences such as ribosomal 18S and 5S rDNA and telomeric repeats to improve their karyotype evolutionary analyses. The cytogenetic pattern of these species indicated sequential steps of chromosomal rearrangements dating back 19 to 5 millions of years ago (M.a.) that accounted for their interspecific differences. A. coeruleus (2n=48; 2sm+4st+42a), A. bahianus (2n=36; 12m+2sm+4st+18a) and A. chirurgus (2n=34; 12m+2sm+4st+16a) share an older set of three chromosomal pairs that were originated through pericentric inversions. A set of six large metacentric pairs formed by Robertsonian (Rb) translocations found in A. bahianus and A. chirurgus and a putative in tandem fusion found in A. chirurgus are more recent events. The lack of interstitial telomeric sequences (ITS) in spite of several centric fusions in A. bahianus and A. chirurgus might be related to the long period of time after their occurrence (estimated in 5 M.a.). Furthermore, the homeologies among the chromosome pairs bearing ribosomal genes, in addition to other structural features, highlight large conserved chromosomal regions in the three species. Our findings indicate that macrostructural changes occurred during the cladogenesis of these species were not followed by conspicuous microstructural rearrangements in the karyotypes.

Padrões cromossômicos e mapeamento de genes ribossomais 18S e 5S em peixes pelágicos Atlânticos

Cytogenetic studies in fish have been contributed significantly to a better understanding of the marine biodiversity, presenting information related to characterization, evolution and conservation of species e fisheries stocks. Among the marine species which cytogenetic data are less well known pelagic forms are detached, that despite the economic importance and conservation efforts have been suffering great pressure from the artisanal and industrial fisheries. The present work characterized cytogenetically six species of large pelagic fish in the Atlantic, belonging to the Order Perciformes, among them, four species of Scombridae, Thunnus albacares, T. obesus, Scomberomorus brasiliensis and Acanthocybium solandri and two Coryphaenidae, Coryphaena equiselis and C. hippurus using Classical cytogenetic methods as conventional staining, C-banding and Ag-NORs and molecular through staining fluorochromes AT and GC-specific and mapping of ribosomal multigene families, 18S and 5S. The identification of phylogenetic patterns and cytotaxonomic markers between the species and the presence of sex chromosomes in at least one species of Coryphaenidae, are particularly useful in the formulating of phylogenetic hypotheses, as well as comparisons between groups and populations

Mutações no gene JARID1C e rearranjos subteloméricos como causas de deficiência intelectual familiar de etiologia idiopática

A Deficiência Intelectual (DI) é uma condição complexa, que acomete 2-3% da população mundial, constituindo um importante problema de saúde pública. No entanto, uma parcela significativa dos casos de DI permanece sem um diagnóstico definitivo, o que demonstra que muitos fatores etiológicos associados a esta condição ainda precisam ser elucidados. Há um consenso de que o número de homens com DI supera em 30% o número de mulheres, um achado atribuído à presença de mutações em genes localizados no cromossomo X. Dentre os genes presentes neste cromossomo que são expressos no cérebro, o Jumonji AT-rich interactive domain 1C (JARID1C) foi identificado como um potencial candidato a estar relacionado à DI ligada ao X (DILX). O gene JARID1C codifica uma desmetilase da lisina 4 da histona H3 (H3K4), imprescindível para a regulação epigenética. Tão importante quanto o estudo do gene JARID1C em pacientes com DI é a busca por variações no número de cópias gênicas (VNCs) em regiões cromossômicas subteloméricas. Genes relacionados ao desenvolvimento cerebral são enriquecidos em VNCs e as regiões subteloméricas são mais susceptíveis à formação destes rearranjos. Diante do exposto, neste estudo, investigamos mutações no gene JARID1C (exons 3, 4, 5, 8, 10, 14 e 23) em 148 homens portadores de DI pertencentes a famílias com padrão de segregação sugestivo de DILX. Paralelamente, analisamos VNCs subteloméricas em 174 homens com DI familiar de etiologia idiopática, independente do padrão de segregação. Para todos os indivíduos selecionados, amostras de DNA genômico foram extraídas a partir de sangue periférico e alterações genéticas frequentemente relacionadas à DI foram previamente excluídas (expansões trinucleotídicas nos loci FRAXA e FRAXE e mutações nos genes MECP2 e ARX). A análise do gene JARID1C foi realizada pela técnica de PCR, seguida da análise dos produtos amplificados por sequenciamento. Foram identificadas quatro variantes silenciosas (c.564G>A, c.633G>C, c.1884G>A, c.1902C>A). Através da análise in silico de sequências exônicas acentuadoras de splicing (ESEs) localizadas nas posições das variantes encontradas, foi possível classificar a variante c.1884G>A como neutra e as três variantes restantes como possíveis criadoras de ESEs. Já para a investigação das VNCs subteloméricas, foi utilizada a metodologia de Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA), capaz de identificar microdeleções e microduplicações nas 46 regiões subteloméricas. Para este fim, inicialmente, os indivíduos foram investigados pelo kit de MLPA P036, enquanto que para aqueles que exibiram alterações também foi utilizado o kit P070. A validação das VNCs encontradas foi realizada por PCR quantitativo em Tempo Real. A análise por MLPA revelou um indivíduo apresentando duas deleções (9p e 13q), um indivíduo apresentando duas amplificações (1p e 2p), dois indivíduos apresentando uma deleção e uma amplificação (18p e 18q; 4p e 8p), quatro indivíduos portadores de uma deleção cada (10p, 20p, 3q e 22q) e dois indivíduos com uma amplificação cada (7q e 20p). Algumas das alterações subteloméricas encontradas (2,87%) representam VNCs de relevância clínica para o estudo da DI, reforçando a importância do rastreamento de rotina de VNCs subteloméricas na DI familiar. Consideramos que a elucidação de novos genes ou mecanismos moleculares diretamente relacionados à DI é um caminho promissor e urgente para o estabelecimento de novas estratégias terapêuticas possíveis.

Rearranjos 3-aza-cope de N-alil-N-sililoxi enaminas

O rearranjo [3,3]-sigmatrópico térmico (180ºC) de diferentes N-alil-N-sililoxi enaminas foi estudado. Os respectivos produtos de rearranjo (éteres de óxima) foram obtidos com rendimentos elevados (80%). A regiosselectividade, [3,3] vs [1,3], e a diastereosselectividade do processo foram elevadas, superior a 99% e aproximadamente 80%, respectivamente. Foi demonstrada a importância do grupo sililoxilo na promoção do rearranjo face a substratos sem este tipo de substituição. Posteriormente, foi estudada a possibilidade de aceleração aniónica deste tipo de rearranjo por formação de oxianião ligado ao átomo de azoto. A estratégia seguida para a formação do mesmo, consistiu na O-dessililação de diferentes N-alil-N-sililoxi enaminas tendo-se obtido as nitronas correspondentes ou produtos de ciclização. Num exemplo envolvendo um derivado de isoxazole-5-(2H)-ona foi observado um aumento de velocidade do rearranjo por reacção com ião etoxilo. Este aumento de velocidade foi atribuído à abertura de anel do N-O éster cíclico para o N-oxianião, seguida de rearranjo e posterior fecho. Métodos alternativos de aceleração do rearranjo por geração de carga positiva, parcial ou completa, no átomo de azoto levaram apenas à dessililação das N-alil-N-sililoxi enaminas. ABSTRACT - [3,3]-sigmatropic rearrangement of a variety of N-allyl-N-silyloxy enamines was studied. The corresponding rearrangement products (oxime-ethers) were obtained in high yields (80%). High regioselectivity, [3,3] vs [1,3] (> 99%) and in appropriate cases, diastereoselectivity (80%) were observed. The importance of the silyloxy group in promoting the rearrangement, in relation to substrates lacking this functionality, is underlined. The possible anionic acceleration of the rearrangements was next examined by O-desilylation the N-silyloxy group bonded to the nitrogen. Attempted generation of these species however, was found to lead either to the corresponding nitrones or to cyclization products. In one particular example involving an isoxazol-5-(2H)-one derivative rate enhancement of rearrangement was indeed observed with ethoxide ion. It is tentatively attributed to ring opening of the cyclic N-O ester to the N-oxyanion ethyl ester followed by rearrangement and subsequent reclosure. Alternative methods to accelerate the process by generating a partial or complete positive charge on the nitrogen atom led only to desilylation.

Rearranjos 3-aza-Cope : efeito dramático dos substituintes na velocidade da reacção

Dissertação apresentada para a obtenção do Grau de Doutor em Química Especialidade de Química Orgânica pela Universidade Nova de Lisboa,Faculdade de Ciências e Tecnologia