The karyotype of Alouatta fusca clamitans from Rio de Janeiro, Brazil: Evidence for a y-autosome translocation

Os cariótipos referentes a quatro machos de Alouatta fusca clamitans oriundos do Rio de Janeiro foram analisados através de técnicas de bandamento G, C e NOR. O número diplóide em todos os espécimes foi igual a 49, com a presença de três cromossomos não pareados. A comparação dos padrões de bandamento G com espécimes previamente descritos com 2n = 50 revelou a ocorrência de uma translocação do tipo Y-autossomo, modificando o sistema cromossômico de determinação sexual para o tipo múltiplo, X1X2Y/X1X1 X2X2. Os blocos de heterocromatina constitutiva se distribuíram na região pericentromérica de todos os cromossomos; segmentos intercalares e teloméricos foram visualizados em um par acrocêntrico e em outro submetacêntrico, respectivamente. As regiões organizadoras de nucléolo se localizaram no braço longo de dois pares de pequenos acrocêntricos.

Molecular phylogenies, chromosomes and dispersion in Brazilian akodontines (Rodentia, Sigmodontinae)

Uma nova filogenia molecular para roedores akodontinos do Brasil é proposta. A árvore filogenética foi enriquecida com a área de ocorrência e com informações sobre o cariótipo das amostras. Baseado nisto, e com a metodologia descrita, foram propostas hipóteses sobre as características do cariótipo e sobre a área de ocorrência dos ancestrais de cada clado. Assim, foi possível discutir hipóteses sobre evolução cromossômica do grupo, e sobre eventos de dispersão a partir da área de diferenciação original dos akodontinos nos Andes. A evolução cromossômica começou com números diplóides altos (2n=52) e mostrou uma tendência a redução (até 2n=14 em clados mais recentes). Ramos independentes da árvore mostraram redução do 2n e num caso aumentou o numero diplóide. Foram propostos pelo menos quatro eventos de dispersão dos Andes até o Brasil Sul-Oriental. Os resultados indicam a direção de novos estudos em cariologia comparada.

Comparative cytogenetic analysis in the species Uroderma magnirostrum and U. bilobatum (cytotype 2n = 42) (Phyllostomidae, Stenodermatinae) in the Brazilian Amazon

The genus Uroderma includes two species: U. magnirostrum and U. bilobatum. These species are characterized by their high degree of karyotypic evolution, diverging from most other species of the subfamily Stenodermatinae, which have a lower degree of chromosomic evolution. The present study reports the first banding patterns of U. magnirostrum (G-, C-banding and Ag-NOR) and U. bilobatum (C-banding and Ag-NOR). The chromosomic data in conventional staining of U. magnirostrum (2n = 36, NF = 62) and U. bilobatum (cytotype 2n = 42, NF = 50) are equivalent to that described in the literature. When compared, chromosomal homeologies are found in both karyotypes, as well as differences, confirming that karyotypic evolution in the Uroderma genus is intense. Fission, fusion, inversion or translocation events are required to explain the karyotypic evolution of this genus. The comparison of karyotype, described here, to one of the species of the genus Artibeus (2n = 30/31), suggests that some chromosomic forms are apomorphic and shared between the two species of Uroderma. This confirms the monophyly of the enus, and that U. magnirostrum presents a more primitive karyotype when compared to U. bilobatum

Maintenance of syntenic groups between Cathartidae and Gallus gallus indicates symplesiomorphic karyotypes in new world vultures

Similarities between New World and Old World vultures have been interpreted to reflect a close relationship and to suggest the inclusion of both in Accipitridae (Falconiformes). However, deeper analyses indicated that the placement of the New World vultures (cathartids) in this Order is uncertain. Chromosome analysis has shown that cathartids retained a karyotype similar to the putative avian ancestor. In order to verify the occurrence of intrachromosomal rearrangements in cathartids, we hybridized whole chromosome probes of two species (Gallus gallus and Leucopternis albicollis) onto metaphases of Cathartes aura. The results showed that not only were the syntenic groups conserved between Gallus and C. aura, but probably also the general gene order, suggesting that New World vultures share chromosomal symplesiomorphies with most bird lineages.

Descrição cariotípica de peixes dos gêneros Baryancistrus, Parancistrus, Peckoltia e Ancistrus (Ancistrinae, Loricariidae) da Bacia Amazônica

A subfamília Ancistrinae é uma das mais diversificadas entre os Loricariidae, incluindo cerca de 200 espécies distribuídas em 26 gêneros. Esses peixes são facilmente reconhecidos pela presença de placas ósseas dispostas em séries ao longo do corpo e pela presença de boca em posição ventral anterior. São vulgarmente conhecidos por acaris, bodós, cascudos. As espécies da subfamília Ancistrinae representam um importante recurso sócio-econômico, constituindo uma das mais importantes atividades comerciais no município de Altamira-PA. Foram analisadas, através das técnicas convencionais (Giemsa, bandeamento C e Ag-NORs) e técnica de fluorocromo (Cromomicina A3), dez espécies de peixes da subfamília Ancistrinae pertencentes a quatro gêneros (Baryancistrus, Parancistrus, Peckoltia e Ancistrus). As espécies do gênero Baryancistrus revelaram um número diplóide 2n= 52 e NF=104. A NOR foi encontrada em posição intersticial no braço curto de um par cromossômico do tipo meta/submetacêntrico. A espécie B. aff. niveatus apresentou grandes blocos heterocromáticos ricos em pares de bases G-C como apomorfia, sendo esta espécie considerada como mais derivada cariotipicamente entre os Baryancistrus. As espécies do gênero Parancistrus apresentaram uma estrutura cariotípica muito similar àquela encontrada em Baryancistrus, apresentando as Regiões Organizadoras de Nucléolos como uma provável sinapomorfia entre os dois gêneros. Os representantes do gênero Peckoltia possuem número diplóide 2n=52 e NF=102. Todas as espécies analisadas apresentaram grandes blocos heterocromáticos, envolvendo quase todos os braços longos de alguns pares cromossomos do tipo submetacêntricos e subtelocêntricos, sendo esta característica uma provável sinapornorfia para este grupo. A NOR foi localizada no braço longo de um par de cromossomos submetacêntricos em P. vittata e em no máximo três cromossomos nas espécies Peckoltia sp.1 e Peckoltia sp.2. A espécie Ancistrus ranunculus foi a que apresentou o cariótipo mais derivado entre as espécies estudadas, com o número dipló ide igual a 48 cromossomos e NF 80. As análises citogenéticas feitas até agora sugerem que os principais eventos de diversificação cariotípica para os Ancistrinae foram às inversões, a exceção de Ancistrus ranunculus que apresentou também rearranjos Robertsonianos.

Estudos cromossômicos em anuros das famílias Hylidae rafinesque, 1815 e Leptodactylidae werner, 1896 (Amphibia: Anura)

Embora exista uma grande diversidade de complementos cromossômicos em Leptodactylidae (2n = 18 a 2n = 26) e Hylidae (2n = 20 a 2n = 32), a elevada fragmentação de dados limita o acesso a informações sobre as origens e os mecanismos responsáveis por esta diversidade. Isto provavelmente tem influenciado que os dados citogenéticos tenham sido principalmente utilizados na caracterização do status de espécies mais do que incluídos amplamente em análises filogenéticas. Este trabalho aborda, por meio de dados citogenéticos, aspectos evolutivos de três grandes grupos de anuros de ampla distribuição na região Neotropical. O gênero Leptodactylus é agrupado com Hydrolaetare, Paratelmatobius e Scythrophrys na família Leptodactylidae. Os antecedentes cromossômicos neste gênero indicam variações nos números diplóides de 2n = 18 a 2n = 26, assim como variações nos números fundamentais (número de braços autossômicos, NF) e nas posições das Regiões Organizadoras do Nucléolo (NOR). Os resultados das análises de 26 espécies de Leptodactylus empregando diversas técnicas representa, provavelmente, a análise citogenética mais inclusiva realizada no gênero Leptodactylus até o momento, e os resultados constituem um marco para a proposição de hipóteses consistentes de evolução cromossômica no gênero. A tribo Lophyiohylini agrupa atualmente 81 espécies distribuídas em 10 gêneros. A informação citogenética é escassa e restrita apenas a 12 espécies. São aqui apresentados comparativamente dados citogenéticos em espécies dos gêneros Argenteohyla, Itapotihyla, Phyllodytes, Trachycephalus e Osteocephalus. Os resultados indicam que, com exceção de O. buckleyi (2n = 26; NF = 50) e P. edelmoi (2n = 22; NF = 44), todas as demais espécies analisadas coincidem com os dados citogenéticos disponíveis, que indicam um 2n = 24 (NF = 48) na maioria das espécies cariotipadas, com NOR e constrições secundarias (CS) localizadas no par 11. Entretanto, em Phyllodytes edelmoi e Argentohyla siemersi pederseni, essas regiões localizam-se nos pares 2 e 5, respectivamente. Blocos heterocromáticos foram associados às CS adicionais (sítios frágeis) em Osteocephalus, mas não em Trachycephalus. Dados citogenéticos nos gêneros Nyctimantis e Tepuihyla, assim como técnicas com maior poder de resolução e estudos mais inclusivos, são necessários para compreender melhor a evolução cromossômica da tribo. A tribo Dendropsophini atualmente agrupa os gêneros Scinax, Pseudis, Scarthyla, Sphaenorhynchus, Xenohyla e Dendropsophus. Os dados citogenéticos registrados em todos os gêneros revelaram uma elevada diversidade cariotípica com grandes variações nos números diplóides (2n = 22 em Scarthyla; 2n = 24 em Scinax e Xenohyla; 2n = 24, 24 +1-2B e 26 em Sphaenorhynchus; 2n = 24 e 28 em Pseudis; e, 2n = 30 em Dendropsophus). O 2n = 24 observado em X. truncata indica que o 2n = 30constitui uma sinapomorfia do gênero Dendropsophus. A localização das NOR no par 7 é uma característica compartilhada por espécies dos gêneros Scarthyla, Xenohyla, Pseudis e Sphaenorhynchus, com algumas exceções nos dois últimos (P. caraya e S. carneus). Entretanto, o gênero Dendropsophus exibe uma interessante diversidade em relação a número e localização das NOR. Por outro lado, a distribuição de heterocromatina apresentou padrões variáveis, particularmente gênero Pseudis. Embora exista uma excepcional variação cromossômica neste grupo, a informação fragmentária em alguns gêneros dificulta a formulação de hipóteses consistentes sobre o papel dos cromossomos na evolução do grupo.

Análise citogenética como bioindicador para pacientes com diagnóstico sugestivo de Alzheimer

A doença de Alzheimer (DA) é uma doença neurodegenerativa que provoca morte neuronal e consequente perda progressiva das funções cognitivas, reduzindo as capacidades de trabalho, interferindo na relação social e no comportamento do paciente. Entre as doenças causadoras de demência, a DA é a mais incidente que as de cunho vascular, numa proporção de 4:1, respectivamente. Além das terapias farmacológicas, os métodos diagnósticos auxiliam na identificação precoce da doença auxiliando o tratamento prévio, assim diminuído a progressão da doença. Atualmente estudos citogenéticos vêm demonstrando alterações cromossômicas em portadoras da DA e podem auxiliar no diagnósticos da doença. O objetivo desse trabalho foi verificar o potencial da análise cariotípica de linfócitos do sangue periférico como bioindicador diagnostico da doença de Alzheimer. Para a realização deste trabalho, utilizamos dois grupos de mulheres com 65 anos ou mais, sendo um grupo com (10) portadoras de DA e outro grupo (10) normais. Cada indivíduo foi submetida ao questionário socioeconômico, teste de rastreio cognitivo (MEEM) e à coleta de sangue venoso para cultura de linfócitos e análise cromossômica. Nossos resultados demonstram que o grupo de mulheres portadoras da DA apresentaram elevada taxa de monossomia e trissomia em relação às mulheres normais. Através de estudo de anamnese via questionário, verificamos o estilo de vida de ambos os grupos. Quando comparado a relação das alterações cromossômicas com o nível cognitivo do grupo DA, nós evidenciamos uma tendência inversamente proporcional entre o número de monossomia/trissomia e o desempenho cognitivo. Outro aspecto de nossas análises foi o papel de cada cromossomo ligado à DA. Os cromossomos 1, 14 e 21 não apresentaram trissomia e na verificação da frequência de monossomia, cada cromossomo possui frequência abaixo de 3 % de aneuploidia, ou seja, os cromossomos estudados não possuem uma grande representatividade nas alterações cromossômicas encontradas no estudo.

Prevalência do gene TSPY em pacientes com anomalias do desenvolvimento sexual no Pará

Pacientes portadores de Distúrbios da Diferenciação Sexual (DDS) apresentam maior risco de desenvolver neoplasias. As alterações neoplásicas mais frequentes nestes pacientes são: o gonadoblastoma, o carcinoma in situ/tumores de células germinativas intra-tubulares não classificados. As células germinativas tipo II são as percussoras destas lesões na maioria dos casos. O gonadoblastoma é uma neoplasia benigna que não metastiza, mas pela alta prevalência e risco de evolução para as formas malignas de neoplasias gonadais, merece especial atenção. Em uma região próxima ao centrômero no braço curto do cromossomo Y, foi mapeado o gene TSPY, imputado como o gene do gonadoblastoma. Este gene expressa-se em grande quantidade nas células que constituem o gonadoblastoma. Foram avaliados 47 pacientes com DDS nos seus cariótipos e na pesquisa da prevalência do TSPY através da técnica da reação em cadeia de polimerase (PCR). As análises revelaram que 50% das pacientes com síndrome de Turner, mesmo sem o cromossomo Y, íntegro ou não, evidente no cariótipo, foram positivas para a presença do gene TSPY. Estes dados evidenciam a importância da investigação do referido gene no acompanhamento e orientação de gonadectomia em pacientes com DDS.

Aplicação de pintura cromossômica em espécies da família Accipitridae (Aves, Falconiformes): considerações filogenéticas e evolutivas

As análises citogenéticas de diversos Falconiformes mostraram que os acipitrídeos têm uma organização cromossômica atípica na classe Aves, com um número diplóide relativamente baixo (média de 2n= 66) e poucos pares de microcromossomos (4 a 6 pares). Propostas baseadas em citogenética clássica sugeriram que esse fato devia-se à fusão de microcromossomos presentes no cariótipo ancestral das Aves. No intuito de contribuir para o esclarecimento das questões referentes à evolução cromossômica e filogenética dessa família, três espécies da subfamília Buteoninae (Rupornis magnirostris, Buteogallus meridionales e Asturina nitida) e duas espécies da subfamília Harpiinae (Harpia harpyja e Morphnus guianensis) foram analisados citogeneticamente através da aplicação de técnicas de citogenética clássica e molecular. As espécies de Buteoninae apresentaram cariótipos muito semelhantes, com número diplóide igual a 68; o número de cromossomos de dois braços entre 17 e 21, o cromossomo Z submetacêntrico e o W metacêntrico em R. magnirostris e submetacêntrico em Asturina nitida. O uso de sondas de 18/28S rDNA mostrou a localização de regiões organizadoras de nucléolo em um par submetacêntrico médio nas três espécies, correspondendo ao braço curto do par 7. Sequências teloméricas foram mapeadas não só na região terminal dos braços, mas também em algumas posições intersticiais. Sondas de cromossomo inteiro derivadas dos pares 1 a 10 de Gallus gallus (GGA) produziram o mesmo número de sinais nessas três espécies. A disponibilidade das sondas de cromossomos totais derivadas de Leucopternis albicollis confirmou a existência de uma assinatura citogenética comum para as espécies de Buteoninae analisadas por FISH, que se trata da associação entre GGA1p e GGA6, inclusive com um sítio de sequência telomérica intersticial reforçando esse fato. As espécies de Harpiinae analisadas mostraram que o número diplóide das espécies de H. harpyja e M. guianensis foi igual a 58 e 54, respectivamente, e que ambas as espécies apresentam vinte e dois pares de cromossomos de dois braços, mesmo Harpia apresentando dois pares a mais. 18/28S rDNA produziram sinais no braço curto do par 1 em M. guianensis e em dois pares em H. harpyja (pares 6 e 25). Sequências teloméricas intersticiais também foram observadas em alguns pares. Apesar da similaridade na morfologia cromossômica, não foram observadas associações compartilhadas por essas duas espécies. As diferentes associações observadas em Morphnus e Harpia mostram que essas espécies sofreram uma reorganização genômica expressiva após sua separação em linhagens independentes. Além disso, ausência de associações semelhantes sugere que houve fissões nos macrocromossomos do ancestral em comum desse grupo, e as fusões foram subsequentes ao seu isolamento como linhagens diferentes. Os resultados aqui apresentados, somados àqueles publicados anteriormente com outras espécies de Accipitridae indicam que os processos de fissões envolvendo os macrocromossomos de GGA e fusões entre esses segmentos e entre esses e microcromossomos são rearranjos recorrentes nesse grupo. Apesar dos Falconidae também apresentarem cariótipos atípicos, e números diploides baixos, os dados globais da citogenética de Accipitridae indicam que, assim como postulado para as semelhanças morfológicas entre esses dois grupos, os cariótipos rearranjados corresponderiam a homoplasias, do ponto de vista evolutivo, apoiando que essas duas famílias não formam um grupo monofilético.

Karyotypic evolution of ribosomal sites in buffalo subspecies and their crossbreed

Domestic buffaloes are divided into two group based on cytogenetic characteristics and habitats: the “river buffaloes” with 2n = 50 and the “swamp buffaloes”, 2n = 48. Nevertheless, their hybrids are viable, fertile and identified by a 2n = 49. In order to have a better characterization of these different cytotypes of buffaloes, and considering that NOR-bearing chromosomes are involved in the rearrangements responsible for the karyotypic differences, we applied silver staining (Ag-NOR) and performed fluorescent in situ hybridization (FISH) experiments using 18S rDNA as probe. Metaphases were obtained through blood lymphocyte culture of 21 individuals, including river, swamp and hybrid cytotypes. Ag-NOR staining revealed active NORs on six chromosome pairs (3p, 4p, 6, 21, 23, 24) in the river buffaloes, whereas the swamp buffaloes presented only five NOR-bearing pairs (4p, 6, 20, 22, 23). The F1 crossbreed had 11 chromosomes with active NORs, indicating expression of both parental chromosomes. FISH analysis confirmed the numerical divergence identified with Ag-NOR. This result is explained by the loss of the NOR located on chromosome 4p in the river buffalo, which is involved in the tandem fusion with chromosome 9 in this subspecies. A comparison with the ancestral cattle karyotype suggests that the NOR found on the 3p of the river buffalo may have originated from a duplication of ribosomal genes, resulting in the formation of new NOR sites in this subspecies.

Genetic identification of bucktooth parrotfish Sparisoma radians (Valenciennes, 1840) (Labridae, Scarinae) by chromosomal and molecular markers

Parrotfishes (Labridae, Scarinae) comprise a large marine fish group of difficult identification, particularly during juvenile phase when the typical morphology and coloration of adults are absent. Therefore, the goal of this study was to test cytogenetic markers and DNA barcoding in the identification of bucktooth parrtotfish Sparisoma radians from the northeastern coast of Brazil. Sequencing of cytochrome c oxidase subunit I (COI) confirmed all studied samples as S. radians, and all showed high similarity (99-100%) with Caribbean populations. The karyotype of this species was divergent from most marine Perciformes, being composed of 2n = 46 chromosomes. These consisted of a large number of metacentric and submetacentric pairs with small amounts of heterochromatin and GC-rich single nucleolar organizer regions (NORs) not syntenic to 5S rDNA clusters. These are the first data about DNA barcoding in parrotfish from the Brazilian province and the first refined chromosomal analysis in Scarinae, providing useful data to a reliable genetic identification of S. radians.

Chromosomal diversity in three species of electric fish (Apteronotidae, Gymnotiformes) from the Amazon Basin

Cytogenetic studies were carried out on samples of Parapteronotus hasemani, Sternarchogiton preto and Sternarchorhamphus muelleri (Apteronotidae, Gymnotiformes) from the Amazon basin. The first two species exhibited both a 2n = 52 karyotype, but differed in their karyotypic formulae, distribution of constitutive heterochromatin, and chromosomal location of the NOR. The third species, Sternarchorhamphus muelleri, was found to have a 2n = 32 karyotype. In all three species the DAPI and chromomycin A3 staining results were consistent with the C-banding results and nucleolar organizer region (NOR) localization. The 18S rDNA probe confirmed that there was only one pair of ribosomal DNA cistron bearers per species. The telomeric probe did not reveal interstitial telomeric sequences (ITS). The karyotypic differences among these species can be used for taxonomic identification. These data will be useful in future studies of these fishes and help understanding the phylogenetic relationships and chromosomal evolution of the Apteronotidae.

Cytogenetics of the Brazilian Bolitoglossa paraensis (Unterstein, 1930) salamanders (Caudata, Plethodontidae)

Plethodontid salamanders of genus Bolitoglossa constitute the largest and most diverse group of salamanders, including around 20% of living caudate species. Recent studies have indicated the occurrence of five recognized species in the Brazilian Amazon Rainforest. We present here the first cytogenetic data of a Brazilian salamander, which may prove to be a useful by contribution to the cytotaxonomy of the genus. Specimens were collected near the “type” locality (Utinga, Belém, PA, Brazil). Chromosomal preparations from duodenal epithelial cells and testes were subjected to Giemsa staining, C-banding and DAPI/CMA₃ fluorochrome staining. All specimens showed a karyotype with 13 bi-armed chromosome pairs (2n = 26). Nucleolar Organizer Regions, evidenced by CMA₃, were located distally on the long arm of pair 7 (7q). DAPI₊ heterochromatin was predominantly centromeric, with some small pericentromeric bands. Although the C-banding patterns of other Bolitoglossa species are so far unknown, cytogenetic studies conducted in other Plethodontid salamanders have demonstrated that pericentromeric heterochromatin is a useful cytological marker for identifying interspecific homeologies. Species diversification is usually accompanied by chromosomal changes. Therefore, the cytogenetic characterization of Bolitoglossa populations from the middle and western Brazilian Amazon Basin could identify differences which may lead to the identification of new species.