The role of arl13b in cilia length regulation and in zebrafish development

RESUMO: Arl13b é uma importante proteína ciliar, presente em cílios primários e cílios móveis. Ratinhos mutantes para Arl13b têm comprimento dos cílios reduzido e defeitos nos B-túbulos dos cílios. Como consequência destes fenótipos, deficiências na Arl13b originam, em modelos animais, várias doenças congénitas, incluindo problemas no estabelecimento do eixo esquerda-direita, malformações cerebrais e deformações corporais. Nos seres humanos, deficiências na Arl13b levam a uma doença crónica congénita chamada Síndrome de Joubert. Por outro lado, a sobreexpressão de Arl13b origina cílios mais longos, no entanto existe uma ausência da caracterização dos fenótipos celulares e durante o desenvolvimento embrionário. Neste trabalho, quisemos explorar o efeito da sobre-expressão de Arl13b em embriões de peixezebra. Descobrimos que, ao nível ciliar, a sobre-expressão de Arl13b nas células aumenta o comprimento ciliar em cílios primários e móveis, no entanto, a esses cílios falta adequada acetilação da alfa-tubulina no citoesqueleto feito por microtúbulos. Os nossos resultados mostraram que esse efeito é específico de Arl13b sobre-expressão e quando se manipularam as enzimas responsáveis pela acetilação (Mec17) e pela de-acetilação (HDAC6) encontrámos uma sinergia potencial com ambas. Testámos ainda, que o aumento no comprimento ciliar não estava causalmente relacionado com a falta de acetilação, ou seja, os cílios com menos acetilação não eram necessariamente os mais longos. Também mostrámos que a sobre-expressão de Arl13b é capaz de restaurar o comprimento dos cílios em mutantes com cílios curtos e como isso pode ser explorado para um futuro potencial papel terapêutico para Arl13b. Em seguida, foi avaliado o impacto do aumento da quantidade de Arl13b no desenvolvimento embrionário do peixe-zebra. Observou-se que a sobre-expressão de Arl13b apresentava fenótipos muito fracos, quando comparados com a perda de função dos mutantes de Arl13b. Focados no inesperado fenótipo leve no estabelecimento do eixo esquerda-direita abordámos a questão através do estabelecimento de uma colaboração com matemáticos, descobrimos que os cílios mais longos que potencialmente têm a capacidade de movimentar mais fluido são atenuados por amplitudes de batimento menores, e, como resultado, estes longos cílios não prejudicam o movimento do fluido e consequentemente não afetam o estabelecimento dos padrões de esquerda-direita. Sugerimos assim que a Arl13b é um regulador chave, do comprimento ciliar. Descobrimos uma nova interação com as enzimas de acetilação/de-acetilação e levantamos novas hipóteses quanto aos mecanismos moleculares da função da Arl13b. Propomos um novo modelo para o mecanismo molecular da Arl13b na regulação do comprimento dos cílios onde podemos integrar os nossos resultados com os relatados na literatura. Este trabalho adiciona mais conhecimento para o mecanismo de ação da Arl13b e, portanto, fornece uma importante contribuição para o campo da investigação em cílios.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ABSTRACT: Arl13b is an important ciliary protein, present in primary and motile cilia. arl13b-/- mouse mutants have reduced cilia length and cilia B-tubule defects. As a consequence of these phenotypes, Arl13b loss of function animal models suffer from several congenital disorders including left-right problems, brain malformations and body deformations. In humans Arl13b depletion leads to a congenital chronic disease called Joubert Syndrome. On the other hand, overexpressing Arl13b leads to longer cilia but the characterization of the cellular and developmental phenotypes was missing. In this work we explore the effect of Arl13b overexpression in zebrafish embryos. We found that, at the ciliary level, Arl13b overexpression from 1 cell stage produces longer primary and motile cilia, but these cilia lack proper alpha tubulin acetylation of their microtubule cytoskeleton. Our results showed that this effect is specific from Arl13b overexpression and when we manipulated the enzymes responsible for acetylation, Mec17, and de-acetylation, HDAC6, we found a potential synergy of both mec17 knockdown and HDAC6 activity with Arl13b overexpression. We tested that the ciliary increase in length was not causally related to the lack of acetylation, meaning the more de-acetylated cilia were not necessarily the longer ones. We also showed that Arl13b overexpression is able to restore cilia length in short cilia mutants and how that may be explored to a potential future therapeutic role for Arl13b. Next, we evaluated the impact of increasing the amount of Arl13b in zebrafish embryonic development. We observed that Arl13b overexpression presented very mild phenotypes when compared to the loss of function mutants. We focused on the unexpected left-right mild phenotype and by establishing a mathematical modeling collaboration, we found out that the longer cilia generated force was attenuated by smaller beating amplitudes, and as a result, these long cilia were not impairing the cilia generated flow and the establishment of left-right patterning. We suggest that Arl13b is one key cilia length regulator. We disclosed a novel interaction with the acetylation / de-acetylation enzymes and raised new hypothesis as to the mechanisms of Arl13b function. We propose a new model for the Arl13b molecular mechanism of cilia length regulation where we integrate our findings with those reported in the literature. This work adds more knowledge to the Arl13b mechanism of action and therefore provides an important contribution to the cilia research field.

Ergasilus coatiarus Sp. N. (Copepoda, Poecilostomatoida, Ergasilidae) parasita dos filamentos branquiais de Cichla monoculus spix, 1831 (Perciforme: Cichlidae) da Amazônia Brasileira

A fêmea de Ergasilus coatiarussp. n. (Copepoda, Poecilostomatoida, Ergasilidae) é descrita dos filamentos branquiais de Cichla monoculusSpix, 1831, capturado na ilha da Marchantaria, próximo a Manaus, Brasil. A nova espécie difere das demais do gênero por apresentar apenas um segmento no exopódito da 4a perna e um espinho serrilhado na parte distal da articulação entre o 3º e 4º segmento da antena.

Aspectos morfológicos e ultraestruturais do Espermatozóide de Curimata Inornata Vari, 1989 (Pisces, Teleostei) do Rio Amazonas

Estão descritos aspectos morfológicos e ultraestruturais do espermatozóide de Curimata inornata Vavi, 1989 (Pisces,Teleostei) observados com microsopia óptica e microscopia eletrônica de transmissão. O espermatozóide é constituído de cabeça, contendo um núcleo ovoide com cromatina granular densa, uma peça intermediária curta e uma cauda com a constituição axonêmica clássica de microtúbulos de 9p+2.

A dieta das larvas de Mylossoma aureum e Μ. duriventre na Amazônia central

Mylossoma aureum e M. duriventre são duas espécies abundantes na várzea do rio Solimões/Amazonas, entretanto, pouco se conhece sobre a ecologia de suas larvas. Aqui, são descritas as dietas de larvas de 4,5 a 16 mm de comprimento padrão, no rio e em cinco lagos de várzea. As capturas foram feitas com rede de ictioplâncton e rede de mão nos principais mesohabitats do rio e da sua planície de inundação. A contribuição relativa dos alimentos foi analisada pelos seus pesos secos no conteúdo estomacal. Os mesohabitats e o comprimento das larvas foram considerados na avaliação da dieta. Verificou-se que as duas espécies alimentaram-se com maior intensidade nas áreas inundadas, principalmente nos capins aquáticos, e raramente no canal do rio. Os alimentos que mais contribuíram nas dietas foram os copépodos ciclopóidos e os quironomídeos. As principais fontes de variação na composição da dieta foram os locais de captura e o comprimento da larva. Tanto as larvas de M. aureum como as de M. duriventre consumiram alimentos cujas larguras não ultrapassaram 50% do diâmetro de abertura bucal e larvas que ingerem alimentos maiores apresentam uma menor quantidade de presas no trato alimentar.

Distribuição sazonal das larvas de Mylossoma aureum e Μ. duriventre (osteichthyes: serrasalmidae) na Costa do Catalão, Rio Amazonas, Amazonas, Brasil

A distribuição sazonal das larvas de Mylossoma aureum e M. duriventre (Osteichthyes: Serrasalmidae), foi estudada na costa do Catalão, rio Amazonas durante três anos. As larvas de ambas espécies de Mylossoma foram mais abundantes na estação marginal do que na estação localizada no centro do rio. O período de ocorrência das duas espécies foi semelhante e durou em média 109 dias, variando de novembro-janeiro a abril-maio. A variação na abundância de larvas durante o período de ocorrência não se relacionou com a luminosidade da lua, nem com a pluviosidade local. Porém, a enchente apresentou efeito na variação da densidade de larvas de M. aureum no ano de 1994-1995.

Situação nutricional e alimentar de portadores de Malária residentes no Amazonas - Brasil

Foram estudados 268 indivíduos (198 homens e 70 mulheres), residentes no Amazonas, com resultados hemoscópicos positivos de malária, diagnosticados pela Fundação Nacional de Saúde — FNS/Manaus. A avaliação antropométrica foi universal, envolvendo as medidas de Peso, Altura, índice de Massa Corpórea (IMC), Prega Cutânea Triciptal (PCT), Circunferência Braquial (CB) e Circunferência Muscular do Braço (CMB). O universo estudado foi ainda subamostrado para avaliação Hematológica, Bioquímica (121 indivíduos) e Parasitológica (55 indivíduos). A análise dos resultados evidencia que apesar da presença da malária e das precárias condições de vida dos doentes, constatou-se que o Peso, Altura, IMC, CB e CMB apresentaram valores médios considerados normais, excetuando-se os resultados da PCT que foram inferiores aos padrões considerados de normalidade. Os resultados de Hematócrito, Hemoglobina, Glicose, Ferro sérico e Triglicerídeos, apresentaram-se dentro dos limites de normalidade, estando a Proteína Total no limite inferior recomendado, e, o HDL colesterol abaixo do limite de normalidade. O inquérito de consumo alimentar revelou que a população estudada teve acesso a uma dieta bem estruturada, sendo frequente o consumo de alimentos construtores (peixe, carnes e ovos), abundantes os energéticos: arroz, pão, gordura vegetal (óleos), e, em menor quantidade os reguladores (verduras e frutas). Como prováveis agravantes do estado nutricional dos portadores de malária, constatou-se alto índice de parasitose gastrointestinal, predominando o poliparasitismo, precárias condições de habitação, baixo nível de escolaridade, baixa renda, alto consumo de cigarro e álcool.

Fauna parasitológica de Alevinos de Matrinchã Brycon cephalus (Günther, 1869) coletados nos Rios Negro e Solimões, na Amazônia central

Aproximadamente 2500 alevinos de matrinchã com comprimento padrão de 0,8 a 5,0cm foram coletados no lago Catalão, margem direita do rio Negro e no rio Solimões, próximo a ilha da Marchantaria, Estado do Amazonas. Uma subamostra de 136 peixes foi retirada para exames parasitológicos e o restante foi colocado em tanques em uma estação de piscicultura, durante 30 dias. Após esse período uma segunda amostra foi retirada e examinada. Dos 136 peixes: 49 (36%) estavam parasitados com metacercárias de trematódeos; 32 (23,5%) com nematóides Spirocamallanus inopinatus; 26 (19%) com monogenóideos Jainus amazonensis; 3 (2%) com protozoários Trichodina sp.; 1 (0,7%) com acantocéfalo Echinorhynchus sp. e 2 (1,5%) com estágios larvais de cestóides. Dos peixes mantidos nos tanques, após 30 dias foi examinada uma subamostra de 60 peixes: 42 (70%) estavam parasitados com J. amazonensis; 14 (23%) com S. inopinatus; 9 (15%) com metacercárias de trematódeos e 2 (3%) com Echinorhynchus sp. A intensidade média e abundância média foram maiores em J. amazonensis (342 e 65), seguido por cestóides (70 e 1), Trichodina sp. (13 e 0,3), trematódeos (5 e 2), S. inopinatus (1 e 0,3) e Echinorhynchus sp. (1 e 0,007). Na estação de piscicultura a intensidade média e abundância média também foram maiores para o J. amazonensis (222 e 115) em relação aos demais grupos. A espécie J. amazonensis apresentou maior intensidade média e menor prevalência na natureza. Houve variação na composição da fauna parasitógica e nos índices de infestação, após 30 dias de permanência na estação de piscicultura.

Potencial de criação de Pirarucu, Arapaima gigas,em cativeiro

O presente trabalho tem como objetivo analisar alguns aspectos do manejo da criação do pirarucu, nos itens relativos à reprodução, alevinagem, alimentação, crescimento rusticidade e aspectos econômicos. Mesmo havendo medidas de proteção, a pesca é predatória e com graves prejuízos aos estoques naturais. O cultivo é viável, em razão do extraordinário desenvolvimento ponderal, chegando a alcançar em torno de 10 kg, com apenas um ano de criação. Desova naturalmente a partir do quinto ano de idade, com peso em torno de 40 a 45 kg e de forma parcelada. Excetuando-se o período de reprodução, não apresenta caracteres sexuais secundários extragenitais. No ambiente natural, a idade e o período da primeira maturação sexual, não estão perfeitamente definidos. Usa-se a densidade de um indivíduo para cada 200m2 de área inundada, quando são utilizados os açudes como locais de reprodução. O processo empregado na obtenção de alevinos dessa espécie consiste na captura no próprio açude onde ocorre a reprodução. O arraçoamento dos alevinos deve ser feito em quantidade equivalente a 8-10% do seu peso vivo de carne de peixe. Embora sejam ictiófagos, os alevinos dessa espécie apresentam excelentes taxas de sobrevivência chegando a 100%, devido não fazerem canibalismo. Além da respiração branquial, os pirarucus utilizam a bexiga vascularizada como órgão de respiração acessória. A produção de pirarucu na bacia amazônica baseia-se na captura em ambientes naturais. Em sistema extensivo de criação, foram obtidas 199,7 toneladas de pirarucu, no ano de 1962, nos açudes do Nordeste brasileiro.

Estocagem tecidual e utilização de lipídeos em Matrinxã, Brycon cephalus (Günther, 1869)

Os lipídeos exercem diversas funções biológicas, como constituintes de membranas, precursores de hormônios, e por seu alto conteúdo calórico, um eficiente composto para estoque de energia. Nos peixes, ao contrário dos mamíferos, os modelos de deposição lipídica são mais diversos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a concentração de lipídeo total no plasma e nos tecidos somático e reprodutivo do matrinxã, Brycon cephalus, macho e fêmea, destacando alguns índices somáticos relacionados à dinâmica desse substrato. De outubro/97 a janeiro/99, foram amostrados, mensalmente, 8 a 12 peixes, totalizando 174 animais. Após anestesia, retirou-se sangue heparinizado para dosagem do triacilglicerol plasmático. Cada peixe foi mensurado e fígado, gônadas e gordura visceral retirados e pesados para cálculo do IHS (índice hepatossomático) IGS (índice gonadossomático) e IGVS (índice gorduro-viscerossomático). Os maiores teores do lipídeo total ocorreram no músculo vermelho, com aproximadamente 18%, seguido pelo fígado e gônadas com valores médios de 16,5%. O músculo branco apresentou o menor teor com 2,3%. A análise de variância dos IHS e IGVS mostrou que ambos apresentaram efeito significativo para bimestre, com índices mais baixos em períodos de temperaturas mais altas, e não significativo para sexo e a interação sexo e bimestre. O matrinxã estoca lipídeos em vários tecidos corpóreos incluindo gordura mesentérica, fígado, músculos e gônadas.

A reprodução e o início da vida de Hoplias malabaricus (Erythrinidae; Characiformes) na Amazônia Central

Hoplias malabaricus, ou traíra é um peixe predador com ampla distribuição na América do Sul. Ε encontrado com frequência na Amazônia, porém sua biologia ainda é pouco estudada na região. Nesta nota apresentamos dados relativos a sua reprodução e ao início do seu desenvolvimento larval na várzea do rio Solimões. A traíra se reproduz durante todo o ano. As fêmeas têm fecundidade relativamente baixa, que varia conforme o tamanho do peixe. Os ovócitos maduros são grandes (média = 1,5 mm). Ovos fecundados foram encontrados em posturas nas margens dos lagos de várzea. As larvas eclodiram com 4,7 cm de comprimento e detalhes sobre seu desenvolvimento embrionário são apresentados.

Produção de frutos de espécies da floresta de Várzea da Amazônia Central importantes na alimentação de Peixes

Com o objetivo de quantificar a contribuição que quatro espécies, Cassia leiandra Benth., Crescentia amazonica Ducke, Macrolobium acaciifolium (Benth.) Benth. e Vitex cymosa Bert. ex Spreng., oferecem através de seus frutos à alimentação dos peixes, foram marcados, aleatoriamente, dez indivíduos adultos destas quatro espécies da floresta de várzea na ilha da Marchantaria - Amazônia Central. O período de maior produção de frutos dá-se no período do alto nível das águas, entre janeiro e maio. A espécie Cassia leiandra apresentou a maior produção com 1.836 kg/ha e amplo consumo pela população local. Os principais peixes consumidores de frutos são tambaqui (Colossoma macropomum), matrinxã (Brycon cephalus), pirapitinga (Piaractus brachypomus), pirarara, (Phractocephalus hemioliopterus), bacu (Lithodoras dorsalis, Megalodoras sp.), pacu (Mylossoma sp., Myleus sp., Metynnis sp., Mylesinus sp.) e sardinha (Triportheus elongatus). As espécies de plantas estudadas apresentam potencial de aproveitamento como fonte de alimento para peixes.

Ocorrência de ovos e larvas de Characiformes migradores no Rio Negro, Amazonas, Brasil

A ocorrência de ovos e larvas de sete espécies de Characiformes migradores em estágio de larval vitelino, pré-flexão e flexão, é descrita pela primeira vez para o rio Negro. É discutida a possibilidade de desova dessas espécies neste sistema pela fase de desenvolvimento ontogênico em que foram capturadas.

Pimentas do gênero Capsicum cultivadas em Roraima, Amazônia Brasileira. I. Espécies domesticadas

Foram inventariadas as pimentas domesticadas do gênero Capsicum que são cultivadas no Estado de Roraima, extremo norte da Amazônia brasileira. O levantamento foi realizado em comunidades indígenas e não indígenas. Dos 163 acessos registrados, C. chinense Jacq. (76,7%) foi a espécie com o maior número, seguida de C. frutescens L. (9,8%), C. annuum L. (8,0%) e C. baccatum v. pendulum Wild. (5,5%). As formas de fruto mais encontradas foram "alongada" (42,9%) e "ovalada" (27,0%). C. chinense apresentou a maior diversidade de formas enquanto que as demais estavam concentradas na forma "alongada". A cor predominante dos frutos maduros foi a vermelha (64,4%). Isoladamente, C. chinense foi melhor distribuída entre as cores básicas amarela (44,8%) e vermelha (55,2%), independente das diferentes tonalidades assumidas por cada acesso (alaranjado, vermelho-escuro, etc). O nível de pungência sensorial com maior número de registros foi o "alto" (62,6%), seguido do "médio" (16,0%), "baixo" (15,3%) e "muito alto" (6,1%). Dos 105 acessos de coloração vermelha, 67,6% possuía pungência "alta" ou "muito alta". C. chinense do tipo "murupi" e "olho-de-peixe", juntamente com "malagueta" (C. frutescens) são os morfotipos mais tradicionalmente consumidos entre as comunidades indígenas locais.

Dinâmica do sub-bosque e do estado arbóreo de floresta tropical primária fragmentada na Amazônia Oriental1

Objetivou-se neste trabalho avaliar a dinâmica florestal, sobretudo da regeneração natural, em um fragmento de floresta tropical primária, entre 1998 c 1999, em Peixe-Boi (PA). Foram demarcadas três parcelas permanentes (1 ha cada) onde todos os indivíduos com DAP ≥ 10 cm foram registrados; os indivíduos com 10cm ≥ DAP ≥ 5cm foram amostrados em 6.000 m2, aqueles entre 5cm ≥ DAP ≥ 2cm em 2.400 m2 e com DAP ≤ 2cm em 240 m2. Foram estimados 143.000 indivíduos, desde plântulas até árvores pertencentes a 337 espécies e 76 famílias. Mimosaceae foi a família de maior riqueza (44 espécies); 14 famílias ocorreram com uma única espécie sendo que metade delas apresentaram também um único indivíduo. Independentemente da classe diamétrica verificou-se o egresso de 56 espécies versus o ingresso de 68, gerando um ganho líquido de 12 espécies. A dinâmica da composição e da abundância da regeneração natural foi muito intensa. Observou-se a saída de uma família face ao ingresso de outras 14, aumentando cm quase 30% o número de espécies. A maior mortalidade foi verificada em Bauhinia cf. rutilans e Mabea aff. speciosa (300 e 21 indivíduos). Rinorea negleta e Leçythis idatimon recrutaram 171 e 89 espécimes. A razão recrutamento/ mortalidade foi, em quaisquer das classes diamétricas, sempre superior a unidade. O estoque de mudas para se obter uma árvore, uma arvoreta e uma vara foi, respectivamente de 297, 160 e 48 mudas. O número de espécies e a abundância aumentaram no período, assim como a área basal e a biomassa.

A dieta e o consumo diário de alimento de Cichla monoculus na Amazônia Central

Avaliar a dieta, o ritmo alimentar e a taxa de consumo diária de alimento dos peixes pode permitir estimar a relação entre a alimentação e o crescimento, a pressão de predação sobre espécies de presas, a limitação alimentar durante estações do ano e a competição intra e inter-específica. Estas informações são desconhecidas para C.monoculus na Amazônia Central e aqui são apresentados dados sobre a ecologia trófica desta espécie durante quatro estações hidrológicas. A área de estudo incluía três lagos de várzea na Amazônia Central, durante os períodos de agosto de 1997 a julho de 1998. Os estudos da dieta e do ritmo alimentar foram feitos através das análises dos conteúdos estomacais. A taxa de evacuação gástrica foi estimada experimentalmente. O consumo diário de alimento foi calculado a partir dos modelos de Elliot & Persson e de Eggers. A intensidade de alimentação da espécie foi baixa durante a seca. A dieta do C. monoculus foi basicamente piscívora e composta de nove famílias de peixes e uma de camarão, apresentando variações no decorrer das estações hidrológicas e com o tamanho do peixe. A taxa de evacuação gástrica foi 16,9% h-1. O consumo diário de alimento, que não foi diferente nas quatro estações hidrológicas, teve média igual a 2,23% do peso corporal. Este valor é baixo comparado a outros estudos estimados para peixes tropicais. Indicando que esta espécie come relativamente pouco.