Identificação e análise da expressão de genes relacioanados com tolerância à seca em soja através de microarranjos de DNA e PCR em tempo real

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise da expressão gênica no músculo esquelético de bovinos das raças Nelore e Aberdeen Angus e sua relação com o desenvolvimento muscular e a maciez da carne

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Validação de um microarranjo para avaliação da expressão gênica diferencial no músculo esquelético de bovinos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeitos da clonagem na inativação do cromossomo X e da regulação nutricional do metabolismo da metionina na qualidade ovocitária em bovinos

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FMVZ

Receptor tipo quinase de tomate: caracterização molecular e implicações nas infecções virais

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Genética) - IBB

Análise do perfil da expressão de genes candidatos com a eficiência alimentar de animais da raça Nelore

Pós-graduação em Genética e Melhoramento Animal - FCAV

Estudo funcional de genes de reparo de DNA superexpressos em glioblastoma multiforme

Pós-graduação em Biociências e Biotecnologia Aplicadas à Farmácia - FCFAR

Armazenamento, tolerância à dessecação e o potencial fisiológico de sementes de híbridos de milho e seus recíprocos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Transcription profiling of Prss16 (Tssp) can be used to find additional peptidase genes that are candidates for self-peptide generation in the thymus

Positive selection (PS) in the thymus involves the presentation of self-peptides that are bound to MHC class II on the surface of cortical thymus epithelial cells (cTECs). Prss16 gene corresponds to one important element regulating the PS of CD4(+) T lymphocytes, which encodes Thymus-specific serine protease (Tssp), a cTEC serine-type peptidase involved in the proteolytic generation of self-peptides. Nevertheless, additional peptidase genes participating in the generation of self-peptides need to be found. Because of its role in the mechanism of PS and its expression in cTECs, the Prss16 gene might be used as a transcriptional marker to identify new genes that share the same expression profile and that encode peptidases in the thymus. To test this hypothesis, we compared the differential thymic expression of 4,500 mRNAs of wild-type (WT) C57BL/6 mice with their respective Prss16-knockout (KO) mutants by using microarrays. From these, 223 genes were differentially expressed, of which 115 had known molecular/biological functions. Four endopeptidase genes (Casp1, Casp2, Psmb3 and Tpp2) share the same expression profile as the Prss16 gene; i.e., induced in WT and repressed in KO while one endopeptidase gene, Capns1, features opposite expression profile. The Tpp2 gene is highlighted because it encodes a serine-type endopeptidase functionally similar to the Tssp enzyme. Profiling of the KO mice featured down-regulation of Prss16, as expected, along with the genes mentioned above. Considering that the Prss16-KO mice featured impaired PS, the shared regulation of the four endopeptidase genes suggested their participation in the mechanism of self-peptide generation and PS.

Transcriptional Alterations Related to Neuropathology and Clinical Manifestation of Alzheimer's Disease

Alzheimer's disease (AD) is the most common cause of dementia in the human population, characterized by a spectrum of neuropathological abnormalities that results in memory impairment and loss of other cognitive processes as well as the presence of non-cognitive symptoms. Transcriptomic analyses provide an important approach to elucidating the pathogenesis of complex diseases like AD, helping to figure out both pre-clinical markers to identify susceptible patients and the early pathogenic mechanisms to serve as therapeutic targets. This study provides the gene expression profile of postmortem brain tissue from subjects with clinic-pathological AD (Braak IV, V, or V and CERAD B or C; and CDR >= 1), preclinical AD (Braak IV, V, or VI and CERAD B or C; and CDR = 0), and healthy older individuals (Braak <= II and CERAD 0 or A; and CDR = 0) in order to establish genes related to both AD neuropathology and clinical emergence of dementia. Based on differential gene expression, hierarchical clustering and network analysis, genes involved in energy metabolism, oxidative stress, DNA damage/repair, senescence, and transcriptional regulation were implicated with the neuropathology of AD; a transcriptional profile related to clinical manifestation of AD could not be detected with reliability using differential gene expression analysis, although genes involved in synaptic plasticity, and cell cycle seems to have a role revealed by gene classifier. In conclusion, the present data suggest gene expression profile changes secondary to the development of AD-related pathology and some genes that appear to be related to the clinical manifestation of dementia in subjects with significant AD pathology, making necessary further investigations to better understand these transcriptional findings on the pathogenesis and clinical emergence of AD.

SAGE analysis highlights the putative role of underexpression of ribosomal proteins in GH-secreting pituitary adenomas

Background: Although the molecular pathogenesis of pituitary adenomas has been assessed by several different techniques, it still remains partially unclear. Ribosomal proteins (RPs) have been recently related to human tumorigenesis, but they have not yet been evaluated in pituitary tumorigenesis. Objective: The aim of this study was to introduce serial analysis of gene expression (SAGE), a high-throughput method, in pituitary research in order to compare differential gene expression. Methods: Two SAGE cDNA libraries were constructed, one using a pool of mRNA obtained from five GH-secreting pituitary tumors and another from three normal pituitaries. Genes differentially expressed between the libraries were further validated by real-time PCR in 22 GH-secreting pituitary tumors and in 15 normal pituitaries. Results: Computer-generated genomic analysis tools identified 13 722 and 14 993 exclusive genes in normal and adenoma libraries respectively. Both shared 6497 genes, 2188 were underexpressed and 4309 overexpressed in tumoral library. In adenoma library, 33 genes encoding RPs were underexpressed. Among these, RPSA, RPS3, RPS14, and RPS29 were validated by real-time PCR. Conclusion: We report the first SAGE library from normal pituitary tissue and GH-secreting pituitary tumor, which provide quantitative assessment of cellular transcriptome. We also validated some downregulated genes encoding RPs. Altogether, the present data suggest that the underexpression of the studied RP genes possibly collaborates directly or indirectly with other genes to modify cell cycle arrest, DNA repair, and apoptosis, leading to an environment that might have a putative role in the tumorigenesis, introducing new perspectives for further studies on molecular genesis of somatotrophinomas.

Untersuchungen zur Genexpression in Wurzeln der reblausresistenten Unterlagsrebsorte ’Börner’

Die reblausresistente Unterlagsrebsorte ’Börner’ reagiert auf einen Reblausbefall mit einer Hypersensitivitätsreaktion (HR), die sich in Form von Nekrosen an Blättern und Wurzeln zeigt. Im Rahmen dieser Dissertation wurde der Resistenzmechanismus mittels differenzieller Genexpressionsanalysen untersucht. Unter Anwendung der suppressiven subtraktiven Hybridisierung, der DNA-Microarraytechnik sowie der GeneFishingTM-Methode erfolgte ein Vergleich zwischen der Genexpression in hypersensitivem Wurzelgewebe und Normalgewebe der Unterlagsrebe ’Börner’. Neben der Reblaus induzierten HR wurde insbesondere auf die experimentelle Induktion durch das Pflanzenhormon Indol-3-Essigsäure (IES) zurückgegriffen. Damit sollten Kenntnisse über die Rolle der IES als auslösender Faktor der Resistenzreaktion gewonnen werden. Die Ergebnisse bestätigen die Annahme, dass die IES Pathogenabwehrreaktionen in ’Börner’ induziert. So konnten Hinweise auf die transkriptionelle Aktivierung Resistenz und HR assoziierter Proteine gefunden werden, wie z.B. Phytoalexine und pathogen-related (PR)-Proteine sowie Vertreter aus der hypersensitive-induced response-Familie. Es konnten weiterhin wertvolle Informationen im Hinblick auf die Transduktion des IES-Signals im Zusammenhang mit der Aktivierung von Resistenzreaktionen gewonnen werden. So wurden Hinweise auf die Beteiligung der Signalsubstanzen Ethylen, Salicylsäure, Jasmonsäure, Calcium sowie reaktiver Sauerstoffspezies gefunden. Es konnten zudem Anhaltspunkte für die Aktivierung des Auxin induzierten Ubiquitin/26S-Proteolyseweges und weiterer Signalkomponenten, wie z.B. Kinasen und Transkriptionsfaktoren, ermittelt werden. Auch auf die Beteiligung von Auxinrezeptoren konnte aufgrund der Resultate geschlossen werden. Damit war es im Rahmen der Dissertation möglich, potenzielle Signaltransduktionswege zu erarbeiten, die für weiterführende Untersuchungen des Reblausresistenzmechanismus von entscheidender Bedeutung sind.

Molekulare Mechanismen der Kontaktinhibition: Identifizierung neuer Tumorsuppressorgene

Die Zellen eines Organismus unterliegen ständig den Einflüssen wachstumsfördernder und –hemmender Signale. Die korrekte Verarbeitung dieser Signale ist essentiell für die Aufrechterhaltung der Gewebehomöostase. Wachstumsfördernde Signale sind z. B. Wachstumsfaktoren und –hormone. Diese Substanzen sowie ihre Rezeptoren und Signalwege sind relativ gut erforscht. Dagegen ist über die wachstumshemmenden Signalwege vergleichsweise wenig bekannt. Wichtige wachstumshemmende Signale werden einerseits über lösliche Faktoren, wie z. B. TGF-β, und andererseits über Zell-Zell-Kontakte vermittelt. Den Zell-Zell-Kontakt vermittelten Wachstumsstopp bezeichnet man auch als Kontaktinhibition. Die Kontaktinhibition ist ein wichtiges Merkmal nicht-transformierter Zellen. Im Gegensatz dazu zeichnen sich transformierte Zellen durch den Verlust der Kontaktinhibition aus, der einhergeht mit unkontrolliertem Wachstum der Zellen und Tumorbildung. Genauere Kenntnisse der molekularen Ursachen der Kontaktinhibition bzw. ihres Verlustes während der Tumorentstehung werden neue Ansatzpunkte für die Krebstherapie liefern. Diese können bei der Entwicklung neuer, nebenwirkungsärmerer Krebsmedikamente und einer verbesserten Diagnostik helfen. In der vorliegenden Arbeit sollten daher die molekularen Mechanismen der Kontaktinhibition in Fibroblasten aus der Maus näher untersucht werden. Dazu wurden differentielle Genexpressionsanalysen mittels genomweiter Microarrays durchgeführt. Weiterhin wurde der Einfluss der Kontaktinhibition auf die Regulation der Signalkaskaden der MAP-Kinasen ERK und p38 untersucht. Durch die Genexpressionsanalyse konnte gezeigt werden, dass viele Schlüsselgene des Zellzyklus und der DNA-Synthese in der Kontaktinhibition eine Rolle spielen, so zum Beispiel Skp2, Foxm1 und einige Komponenten des MCM-Komplexes. Weiterhin haben wir gezeigt, dass durch Kontaktinhibition selektiv die EGF-induzierte Signalkaskade über die MAP-Kinasen gehemmt wird.

Molekulargenetische Untersuchungen zur Reblausresistenz bei der Unterlagsrebe Börner

Dass Pflanzen gegen phytopathogene Infektionen resistent sind, ist das Ergebnis von multip-len Abwehrreaktionen. Eine solche ist auch die Hypersensitivitätsreaktion (HR). Sie ist die Folge eines Befalls von Börner mit Rebläusen und zeigt sich an Blättern und Wurzeln der resistenten Unterlagsrebe in Form von lokalen Nekrosen. Die Erzeugung von neuen, trans-genen reblausresistenten Unterlagsreben verlangt präzise Kenntnisse über die Mechanismen der Reblausresistenz. Um Resistenzgene zu identifizieren, wurden im Rahmen dieser Arbeit differenzielle Genexpressionsanalysen eingesetzt. Diese waren die Microarray Analyse mit der Geniom one Technik und die real time (RT) -PCR. Sie erlaubten eine Gegenüberstellung der Genexpression in behandeltem Wurzelgewebe mit der Expression im Normalgewebe der Unterlagsrebe Börner. Als experimenteller Induktor der HR in Börner diente die Indol-3-Essigsäure (IES), ein Bestandteil des Reblausspeichels. Frühere Untersuchungen zur Reb-lausresistenz zeigten, dass bei einer Behandlung mit IAA an Wurzeln von Börner Nekrosen entstehen, nicht jedoch an Wurzeln von der reblaustoleranten Unterlagssorte SO4 oder dem reblausanfälligem Edelreis. Das war der Grund, SO4 und Riesling als Vergleichsobjekte zu Börner für diese Studie auszuwählen. So sollte die Bedeutung der Rolle von IES als Auslö-ser der Resistenzmechanismen in Börner erklärt werden. Insgesamt konnten deutliche Unter-schiede in den Reaktionen der drei Rebsorten auf die IES Behandlung aufgedeckt werden. Während in Börner eine hohe Anzahl an Genen und diese intensiv auf den IES Reiz reagiert, fallen die Gene bei SO4 und Riesling zahlenmäßig kaum ins Gewicht und die Reaktionen der beiden Sorten auf IES zudem eher schwach aus. In der Summe waren es 27 Gene, die für die Reblausresistenz in Börner verantwortlich sein könnten. So konnte eine IES bedingte Aktivierung von Genen beobachtet werden, die bei der Produktion von Phytoalexinen be-deutsam sind, wie z.B. die phenylalanine ammonia-lyase, die lipoxygenase und die stilbene synthase. Weiter ließ sich eine Regulation von allgemein Stress assoziierten Genen und von Zellwandproteinen und eine Induktion von Signalkomponenten, etwa des Transkriptionsfak-tors ethylene response factor, nachweisen. Eine deutliche Hochregulation von Au-xintransportern in den IES behandelten Börnerwurzeln gab zudem Anhaltspunkte auf sorten-spezifische Unterschiede in der zellulären Aufnahme und Abgabe der IES. Durch die Ausar-beitung des Zusammenspiels der durch IES regulierten Gene konnten in dieser Arbeit wert-volle Hinweise auf die Mechanismen der Reblausresistenz in Börner gewonnen werden.

In vivo and in vitro investigation of the tissue-specific activity of the human CYP3A4 and CYP3A5 promoters

The human cytochrome P450 3A4 (CYP3A4), the predominant but variably expressed cytochrome P450 in adult liver and small intestine is involved in the metabolism of over 50% of currently used drugs. Its paralog CYP3A5 plays a crucial role in the disposition of several drugs with low therapeutic index, including tacrolimus. Limited information is available for the CYP3A5 transcriptional regulation and its induction by xenobiotics remains controversial. In the first part of this study, we analysed the CYP3A5 transcriptional regulation and its induction by xenobiotics in vivo using transgenic mice. To this end, two transgenic strains were established by pronuclear injection of a plasmid, expressing firefly luciferase driven by a 6.2 kb of the human CYP3A5 promoter. A detailed analysis of both strains shows a tissue distribution largely reflecting that of CYP3A5 transcripts in humans. Thus, the highest luciferase activity was detected in the small intestine, followed by oesophagus, testis, lung, adrenal gland, ovary, prostate and kidney. However, no activity was observed in the liver. CYP3A5-luc transgenic mice were similarly induced in both sexes with either PCN or TCPOBOP in small intestine in a dose-dependent manner. Thus, the 6.2 kb upstream promoter of CYP3A5 mediates the broad tissue activity in transgenic mice. CYP3A5 promoter is inducible in the small intestine in vivo, which may contribute to the variable expression of CYP3A in this organ. rnThe hepato-intestinal level of the detoxifying oxidases CYP3A4 and CYP3A5 is adjusted to the xenobiotic exposure mainly via the xenosensor and transcriptional factor PXR. CYP3A5 is additionally expressed in several other organs lacking PXR, including kidney. In the second part of this study, we investigated the mechanism of the differential expression of CYP3A5 and CYP3A4 and its evolutionary origin using renal and intestinal cells, and comparative genomics. For this examination, we established a two-cell line models reflecting the expression relationships of CYP3A4 and CYP3A5 in the kidney and small intestine in vivo. Our data demonstrate that the CYP3A5 expression in renal cells was enabled by the loss of a suppressing Yin Yang 1 (YY1)-binding site from the CYP3A5 promoter. This allowed for a renal CYP3A5 expression in a PXR-independent manner. The YY1 element is retained in the CYP3A4 gene, leading to its suppression, perhaps via interference with the NF1 activity in renal cells. In intestinal cells, the inhibition of CYP3A4 expression by YY1 is abrogated by a combined activating effect of PXR and NF1 acting on their respective response elements located adjacent to the YY1-binding site on CYP3A4 proximal promoter. CYP3A4 expression is further facilitated by a point mutation attenuating the suppressing effect of YY1 binding site. The differential expression of CYP3A4 and CYP3A5 in these organs results from the loss of the YY1 binding element from the CYP3A5 promoter, acting in concert with the differential organ expression of PXR, and with the higher accumulation of PXR response elements in CYP3A4. rn