Unusually short tandem repeats appear to reach chromosome ends of Rhynchosciara americana (Diptera: Sciaridae)

The characterisation of sequences at chromosome ends of Rhynchosciara americana was continued with the screening of a genomic library using as a probe a short repeat identified in a previous report (M-22, 22 bp) which was found to be specific for noncentromeric termini of this species. Simple repeats, complex tandem and apparently dispersed repeats were present in the genomic clones analysed. Repetitive sequences do not define individual chromosome tips as they were found in all noncentromeric ends. A novel and unusually short tandem repeat type for dipteran chromosome ends (named M-16) composed of 16 nucleotides and frequently associated with M-22 arrays was characterised in this work. Islands of M-16 and M-22 tandem repeats were found in all the genomic clones analysed. Individual probes representative of each repetitive element hybridised not only to all noncentromeric ends of R. americana chromosomes but also to inter-telomeric bridges. This contrasted with the other repeat types which displayed sub-telomeric localisation as seen by double detection of hybridised probe and telomeric reverse transcriptase. Some stretches composed of M-16 and M-22 tandem repeats localised in different regions of the analysed genomic clones were either identical or showed sequence similarity that was unexpectedly higher than the mean sequence similarity observed among repeats within each of their tandem arrays. The occurrence of segmental duplications, as deduced by sequence analyses involving the two repeats that appeared to reach chromosome ends, might indicate the involvement of this type of duplication process in the chromosome end maintenance in this species.

Sequence and function of lysosomal and digestive cathepsin D-like proteinases of Musca domestica midgut

Musca domestica larvae display in anterior and middle midgut contents, a proteolytic activity with pH optimum of 3.0-3.5 and kinetic properties like cathepsin D. Three cDNAs coding for preprocathepsin D-like proteinases (ppCAD 1, ppCAD 2, ppCAD 3) were cloned from a M. domestica midgut cDNA library. The coded protein sequences included the signal peptide, propeptide and mature enzyme that has all conserved catalytic and substrate binding residues found in bovine lysosomal cathepsin D. Nevertheless, ppCAD 2 and ppCAD 3 lack the characteristic proline loop and glycosylation sites. A comparison among the sequences of cathepsin D-like enzymes from some vertebrates and those found in M. domestica and in the genomes of Aedes aegypti, Drosophila melanogaster, Tribolium castaneum, and Bombyx mori showed that only flies have enzymes lacking the proline loop (as defined by the motif: DxPxPx(G/A)P), thus resembling vertebrate pepsin. ppCAD 3 should correspond to the digestive cathepsin D-like proteinase (CAD) found in enzyme assays because: (1) it seems to be the most expressed CAD, based on the frequency of ESTs found. (2) The mRNA for CAD 3 is expressed only in the anterior and proximal middle midgut. (3) Recombinant procathepsin D-like proteinase (pCAD 3), after auto-activation has a pH optimum of 2.5-3.0 that is close to the luminal pH of M. domestica midgut. (4) Immunoblots of proteins from different tissues revealed with anti-pCAD 3 serum were positive only in samples of anterior and middle midgut tissue and contents. (5) CAD 3 is localized with immunogold inside secretory vesicles and around microvilli in anterior and middle midguit cells. The data support the view that on adapting to deal with a bacteria-rich food in an acid midgut region, M. domestica digestive CAD resulted from the same archetypical gene as the intracellular cathepsin D, paralleling what happened with vertebrates. The lack of the proline loop may be somehow associated with the extracellular role of both pepsin and digestive CAD 3. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Ribosomal RNA gene insertions in the R2 site of Rhynchosciara (Diptera: Sciaridae)

Ribosomal RNA genes of most insects are interrupted by R1/R2 retrotransposons. The occurrence of R2 retrotransposons in sciarid genomes was studied by PCR and Southern blot hybridization in three Rhynchosciara species and in Trichosia pubescens. Amplification products with the expected size for non-truncated R2 elements were only obtained in Rhynchosciara americana. The rDNA in this species is located in the proximal end of the X mitotic chromosome but in the salivary gland is associated with all four polytene chromosomes. Approximately 50% of the salivary gland rDNA of most R. americana larval groups analysed had an insertion in the R2 site, while no evidence for the presence of R1 elements was found. In-situ hybridization results showed that rDNA repeat units containing R2 take part in the structure of the extrachromosomal rDNA. Also, rDNA resistance to Bal 31 digestion could be interpreted as evidence for nonlinear rDNA as part of the rDNA in the salivary gland. Insertions in the rDNA of three other sciarid species were not detected by Southern blot and in-situ hybridization, suggesting that rDNA retrotransposons are significantly under-represented in their genomes in comparison with R. americana. R2 elements apparently restricted to R. americana correlate with an increased amount of repetitive DNA in its genome in contrast to other Rhynchosciara species. The results obtained in this work together with previous results suggest that evolutionary changes in the genus Rhynchosciara occurred by differential genomic occupation not only of satellite DNA but possibly also of rDNA retrotransposons.

Molecular characterization of a putative heat shock protein cognate gene in Rhynchosciara americana

An hsc70 homologue gene (Rahsc70) of the diptera Rhynchosciara americana was isolated and characterized. We were able to determine the mRNA sequence from an EST of salivary gland cDNA library, and a Rahsc70 cDNA cassette was used as a probe to isolate the genomic region from a genomic library. The mRNA expression of this gene parallels the 2B puff expansion, suggesting its involvement in protein processing, since this larval period corresponds to a high synthetic activity period. During heat shock stress conditions, hsc70 expression decreased. In situ hybridization of polytene chromosomes showed that the Rahsc70 gene is located near the C3 DNA puff. The cellular localization of Hsc70 protein showed this protein in the cytoplasm and in the nucleus.

The R2 mobile element of Rhynchosciara americana: Molecular, cytological and dynamic aspects

Ribosomal RNA genes are encoded by large units clustered (18S, 5S, and 28S) in the nucleolar organizer region in several organisms. Sometimes additional insertions are present in the coding region for the 28S rDNA. These insertions are specific non-long terminal repeat retrotransposons that have very restricted integration targets within the genome. The retrotransposon present in the genome of Rhynchosciara americana, RaR2, was isolated by the screening of a genomic library. Sequence analysis showed the presence of conserved regions, such as a reverse transcriptase domain and a zinc finger motif in the amino terminal region. The insertion site was highly conserved in R. americana and a phylogenetic analysis showed that this element belongs to the R2 clade. The chromosomal localization confirmed that the RaR2 mobile element was inserted into a specific site in the rDNA gene. The expression level of RaR2 in salivary glands during larval development was determined by quantitative RT-PCR, and the increase of relative expression in the 3P of the fourth instar larval could be related to intense gene activity characteristic of this stage. 5`-Truncated elements were identified in different DNA samples. Additionally, in three other Rhynchosciara species, the R2 element was present as a full-length element.

Transcriptome and gene expression profile of ovarian follicle tissue of the triatomine bug Rhodnius prolixus

Insect oocytes grow in close association with the ovarian follicular epithelium (OFE), which escorts the oocyte during oogenesis and is responsible for synthesis and secretion of the eggshell. We describe a transcriptome of OFE of the triatomine bug Rhodnius prolixus, a vector of Chagas disease, to increase our knowledge of the role of FE in egg development. Random clones were sequenced from a cDNA library of different stages of follicle development. The transcriptome showed high commitment to transcription, protein synthesis, and secretion. The most abundant cDNA was a secreted (S) small, proline-rich protein with maximal expression in the vitellogenic follicle, suggesting a role in oocyte maturation. We also found Rp45, a chorion protein already described, and a putative chitin-associated cuticle protein that was an eggshell component candidate. Six transcripts coding for proteins related to the unfolded-protein response (UPR) by were chosen and their expression analyzed. Surprisingly, transcripts related to UPR showed higher expression during early stages of development and downregulation during late stages, when transcripts coding for S proteins participating in chorion formation were highly expressed. Several transcripts with potential roles in oogenesis and embryo development are also discussed. We propose that intense protein synthesis at the FE results in reticulum stress (RS) and that lowering expression of a set of genes related to cell survival should lead to degeneration of follicular cells at oocyte maturation. This paradoxical suppression of UPR suggests that ovarian follicles may represent an interesting model for studying control of RS and cell survival in professional S cell types. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Antimicrobial activity in the tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus eggs: Cellular localization and temporal expression of microplusin during oogenesis and embryogenesis

Arthropods display different mechanisms to protect themselves against infections, among which antimicrobial peptides (AMPs) play an important role, acting directly against invader pathogens. We have detected several factors with inhibitory activity against Candida albicans and Micrococcus luteus on the surface and in homogenate of eggs of the tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus. One of the anti-M. luteus factors of the egg homogenate was isolated to homogeneity. Analysis by electrospray mass spectrometry (ESI-MS) revealed that it corresponds to microplusin, an AMP previously isolated from the cell-free hemolymph of X (B.) microplus. Reverse transcription (RT) quantitative polymerase chain reactions (qPCR) showed that the levels of microplusin mRNA gradually increase along ovary development, reaching an impressive highest value three days after the adult females have dropped from the calf and start oviposition. Interestingly, the level of microplusin mRNA is very low in recently laid eggs. An enhance of microplusin gene expression in eggs is observed only nine days after the onset of oviposition, achieving the highest level just before the larva hatching, when the level of expression decreases once again. Fluorescence microscopy analysis using an anti-microplusin serum revealed that microplusin is present among yolk granules of oocytes as well as in the connecting tube of ovaries. These results, together to our previous data. suggest that microplusin may be involved not only in protection of adult female hemocele, but also in protection of the female reproductive tract and embryos, what points this AMP as a considerable target for development of new methods to control R. (B.) microplus as well as the vector-borne pathogens. (c) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Resilience of protein-protein interaction networks as determined by their large-scale topological features

The relationship between the structure and function of biological networks constitutes a fundamental issue in systems biology. Particularly, the structure of protein-protein interaction networks is related to important biological functions. In this work, we investigated how such a resilience is determined by the large scale features of the respective networks. Four species are taken into account, namely yeast Saccharomyces cerevisiae, worm Caenorhabditis elegans, fly Drosophila melanogaster and Homo sapiens. We adopted two entropy-related measurements (degree entropy and dynamic entropy) in order to quantify the overall degree of robustness of these networks. We verified that while they exhibit similar structural variations under random node removal, they differ significantly when subjected to intentional attacks (hub removal). As a matter of fact, more complex species tended to exhibit more robust networks. More specifically, we quantified how six important measurements of the networks topology (namely clustering coefficient, average degree of neighbors, average shortest path length, diameter, assortativity coefficient, and slope of the power law degree distribution) correlated with the two entropy measurements. Our results revealed that the fraction of hubs and the average neighbor degree contribute significantly for the resilience of networks. In addition, the topological analysis of the removed hubs indicated that the presence of alternative paths between the proteins connected to hubs tend to reinforce resilience. The performed analysis helps to understand how resilience is underlain in networks and can be applied to the development of protein network models.

The Aedes aegypti larval transcriptome: a comparative perspective with emphasis on trypsins and the domain structure of peritrophins

The genome sequence of Aedes aegypti was recently reported. A significant amount of Expressed Sequence Tags (ESTs) were sequenced to aid in the gene prediction process. In the present work we describe an integrated analysis of the genomic and EST data, focusing on genes with preferential expression in larvae (LG), adults (AG) and in both stages (SG). A total of 913 genes (5.4% of the transcript complement) are LG, including ion transporters and cuticle proteins that are important for ion homeostasis and defense. From a starting set of 245 genes encoding the trypsin domain, we identified 66 putative LG, AG, and SG trypsins by manual curation. Phylogenetic analyses showed that AG trypsins are divergent from their larval counterparts (LG), grouping with blood-induced trypsins from Anopheles gambiae and Simulium vittatum. These results support the hypothesis that blood-feeding arose only once, in the ancestral Culicomorpha. Peritrophins are proteins that interlock chitin fibrils to form the peritrophic membrane (PM) that compartmentalizes the food in the midgut. These proteins are recognized by having chitin-binding domains with 6 conserved Cys and may also present mucin-like domains (regions expected to be highly O-glycosylated). PM may be formed by a ring of cells (type 2, seen in Ae. aegypti larvae and Drosophila melanogaster) or by most midgut cells (type 1, found in Ae. aegypti adult and Tribolium castaneum). LG and D. melanogaster peritrophins have more complex domain structures than AG and T. castaneum peritrophins. Furthermore, mucin-like domains of peritrophins from T. castaneum (feeding on rough food) are lengthier than those of adult Ae. aegypti (blood-feeding). This suggests, for the first time, that type 1 and type 2 PM may have variable molecular architectures determined by different peritrophins and/or ancillary proteins, which may be partly modulated by diet.

Toxicidade genética das antraciclinas : associação entre estrutura química e ação inibitória sobre a topoisomerase II

Considerando não apenas a importância das antraciclinas na terapêutica do câncer, mas também os efeitos colaterais associados ao uso destas drogas, o presente estudo procurou avaliar a atividade genotóxica de seis antraciclinas em uso clínico - doxorrubicina (DOX), daunorrubicina (DNR), epirrubicina (EPI), idarrubicina (IDA), além dos análogos de última geração, pirarrubicina (THP) e aclarrubicina (ACLA). Para tanto, foi empregado o Teste de Mutação e Recombinação Somática (SMART) em Drosophila melanogaster, que permite a detecção simultânea de mutação gênica e cromossômica, assim como de eventos relacionados com recombinação mitótica - possibilitando quantificar a contribuição deste último parâmetro genético para a genotoxicidade total induzida pelas drogas em estudo. Os dados obtidos a partir desta análise demonstraram que todas as antraciclinas estudadas induziram acréscimos significativos, relacionados tanto à mutação, quanto à recombinação nas células somáticas deste inseto. Além disso, a recombinação mitótica - entre cromossomos homólogos - foi o evento responsável por, aproximadamente, 62 a 100% da toxicidade genética observada. A comparação do potencial genotóxico dos diferentes análogos, através da padronização do número de danos genéticos por unidade de tratamento (mM), caracterizou a ACLA e o THP como as drogas mais potentes – sendo cerca de 20 vezes mais efetivas, como genotoxinas, do que a DOX, o análogo menos potente. Já que a principal ação genotóxica desta família de compostos está relacionada à inibição da topoisomerase II (topo II) – uma enzima que atua no relaxamento da supertorção da dupla hélice de DNA, através da quebra e posterior religação de suas fitas - as diferenças observadas podem ser atribuídas ao mecanismo envolvido neste bloqueio Enquanto os análogos DOX, DNR, EPI, IDA e THP atuam como venenos de topo II - tornando permanentes as quebras induzidas pela enzima - a ACLA inibe a função catalítica desta enzima, impedindo a sua ligação ao DNA. Cabe ainda ressaltar que a genotoxicidade da ACLA não está restrita à sua atividade catalítica sobre a topo II, mas também à sua ação como veneno de topo I e à sua habilidade de intercalar-se na molécula de DNA. Quando a potência genotóxica destas drogas foi associada a suas estruturas químicas, observou-se que substituições no grupamento amino-açúcar levaram a uma maior atividade tóxico-genética, quando comparadas a modificações no cromóforo. Cabe ainda ressaltar que as modificações estruturais, presentes nos análogos DOX, DNR, EPI, IDA e THP, não alteraram a sua ação recombinogênica. No entanto, no que se refere a ACLA, observaram-se decréscimos significativos na indução de recombinação mitótica - que podem ser atribuídas às múltiplas substituições presentes tanto no grupamento amino-açúcar quanto no cromóforo. O conjunto destas observações evidencia que a genotoxicidade total das drogas em estudo está centrada na indução de recombinação homóloga - um evento predominantemente envolvido tanto na iniciação, quanto na progressão do câncer. A alta incidência de tumores secundários, em pacientes submetidos ao tratamento com as antraciclinas, pode, pois, ser atribuída à ação preferencial destas drogas sobre a recombinação mitótica – embora a atividade mutagênica não possa ser desconsiderada.

Estudo do comportamento meiótico de espécies do grupo Willistoni de Drosophila

Considerando a importância do comportamento meiótico e da recombinação para regular os níveis de variabilidade genética, realizamos o primeiro estudo sobre a meiose masculina e feminina de seis membros do grupo da Drosophila willistoni, um dos mais representativos da família Drosophilidae na região Neotropical. Como ponto de partida, foi necessário padronizar condições técnicas para tal, adaptando protocolos pré-existentes e estabelecidos por outros autores para espécies procedentes do Hemisfério Norte, como a cosmopolita Drosophila melanogaster e a D. ananassae. A qualidade dos preparados e a resolução por nós encontradas para as espécies do grupo willistoni, foi muito superior às obtidas para D. melanogaster, sendo comparável com a excelência das figuras meióticas propiciadas pela D. ananassae. Apesar do baixo número de células em divisão (cerca de 45% dos machos, em média) detectadas, conseguimos caracterizar as fases da divisão meiótica em primórdios das gônadas de larvas macho de D. willistoni e o padrão de sinapse do par sexual e dos autossomos. Inicialmente, foi realizada a análise de duas diferentes populações, cuja prole apresenta sinais de instabilidade genética (como hipermutabilidade e atrofia gonadal), sob condições de cultivo em temperaturas fisiológica e restritiva. Em machos de ambas as linhagens (exceto em uma delas, onde observou-se um indivíduo aneuplóide XO), e nos machos da primeira geração de cruzamento entre as duas populações, não foram observadas irregularidades meióticas nem aberrações cromossômicas, tanto sob temperatura fisiológica, quanto restritiva. Análise posterior da população híbrida, mantida em laboratório, entretanto, permitiu a detecção de quebras, de pontes anafásicas, e de figuras compatíveis com quiasmas no segundo par cromossômico No braço esquerdo do cromossomo II (o chamado IIL) nesta população híbrida, segregam três inversões, a IILF (sub-terminal) e as inversões IILD+E, (na região mediana). Analisando paralelamente as configurações dos cromossomos politênicos interfásicos das glândulas salivares larvais e os meióticos dos primórdios das gônadas de cada larva macho individualmente, observou-se que sempre que ocorreram pontes anafásicas, os indivíduos eram heterozigotos para pelo menos a inversão IILF, e que as quebras detectadas no segundo cromossomo ocorreram na região subterminal de um dos braços. Estes achados fazem supor que nestes machos, estaria havendo recombinação dentro da alça de inversão formada em heterozigotos para a inversão IILF, o que necessita ser testado através de dados genéticos, em estudos futuros. Em machos de uma população natural desta espécie, também observou-se figuras compatíveis com quiasmas na parte terminal do mesmo braço esquerdo do segundo cromossomo, onde segrega a inversão IILH. Já a meiose de machos de uma população de cada uma das espécies crípticas D. paulistorum, D. tropicalis, D. equinoxialis, D. insularis e da não críptica D. nebulosa, mostrou-se regular, não sendo encontradas evidências de não-disjunções, quebras e pontes anafásicas, como em D. willistoni, apesar de todas elas apresentarem polimorfismo cromossômico para inversões paracêntricas (embora menor). O estudo futuro de novas populações deverá esclarecer se a D. willistoni suporta ou não, maiores níveis de recombinação em machos do que as outras espécies, e se estes achados podem ser interpretados como uma estratégia da D. willistoni (considerada como ancestral às outras) para manter altos níveis de polimorfismo, sem perdas gaméticas importantes, nem comprometimento da estabilidade de seu sistema genético A meiose de fêmeas de Drosophila willistoni e de D. paulistorum também foi caracterizada em linhagens igualmente polimórficas, de ambas as espécies. A detecção citológica de recombinação, entretanto, não foi possível, devido à peculiaridade dos cromossomos de oócitos, de assumirem a forma de cariossomo, altamente compactada justo nas fases de prófase I.

O elemento transponível hobo e suas seqüências relacionadas no genoma de Drosophila simulans

O elemento transponível hobo pode estar presente sob três formas no genoma de Drosophila simulans: como cópias autônomas completas (ou canônicas), como cópias defectivas internamente deletadas e como seqüências relacionadas a hobo (ou “relics”). Algumas evidências indicam que cópias completas e internamente deletadas são aquisições recentes desse genoma, enquanto os “relics” são componentes antigos, normalmente degenerados, defectivos e até recentemente considerados imóveis. O estudo desse tipo de seqüências pode ajudar a desvendar algumas questões sobre sua origem, dinâmica e seu papel na história evolutiva da família hobo. No presente trabalho, buscamos contribuir ao entendimento de algumas dessas questões estudando a dinâmica de uma família particular de seqüências relacionadas a hobo de D. simulans. Primeiramente, isolamos uma seqüência “relic” hobo envolvida no surgimento de uma mutação white de novo em uma linhagem hipermutável de D. simulans. Esta seqüência, denominada hobov-a, apresenta divergência típica de elemento “relic” em relação ao elemento canônico, é defectiva como outras já descritas, porém, mobilizável, pois apresentando estruturas essenciais para mobilização bem conservadas. Além disso, apresenta alta similaridade estrutural e de seqüência com um elemento “relic” de Drosophila sechellia, mas parece estar ausente do genoma de Drosophila melanogaster. A análise populacional de hobov-a revela que estes elementos são bem conservados entre diferentes populações de D. simulans. Apresentam, ainda, polimorfismo de sítios de inserção e variabilidade no número de cópias, o que nos dá fortes indícios de atividade atual ou recente desses elementos no genoma dessas populações. Pela similaridade compartilhada com elementos MITEs em muitas de suas características estruturais e funcionais, sugerimos, apontando algumas evidências, que elementos hobov-a podem ser ou uma nova família de MITEs de Drosophila ou, mais provavelmente, estariam se encaminhando para esse destino, utilizando o elemento canônico como fonte para sua mobilização.

A vanilina como um agente modulador da genotoxicidade : risco ou benefício?

Há cerca de 20 anos a vanilina vem sendo descrita como uma substância moduladora capaz de inibir eventos relacionados à indução e promoção do processo carcinogênico. Este comportamento associado ao seu consumo elevado despertou o nosso interesse científico - resultando na publicação do primeiro trabalho associando a VA a acréscimos expressivos em eventos recombinacionais mitóticos, acompanhados de decréscimos na freqüência de mutações pontuais e cromossômicas. Entretanto, quando a antimutagênese e a co-recombinogênese foram avaliadas simultaneamente, a ação final da VA refletiu-se não como proteção, mas sim como um efeito potencializador expresso como um aumento de cerca de 200 vezes na genotoxicidade total da MMC. Na procura de respostas adicionais concernentes à ação da VA como moduladora de diferentes espectros de lesões no DNA utilizamos o Teste para Detecção de Mutação e Recombinação Somática em Drosophila melanogaster (SMART) com o intuito de avaliar o comportamento deste flavorizante em relação à genotoxicidade dos agentes químicos: N-methyl-N-nitrosourea (MNU), N-ethyl-N-nitrosourea (ENU), ethylmethanesulphonate (EMS) e bleomicina (BLEO), em dois protocolos de administração do modulador – pós e co-tratamento. Pós-tratamento Os dados obtidos através do sistema de pós-tratamento evidenciaram que a VA não altera a mutagenicidade e a recombinogenicidade do ENU e MNU - o que sugere a não interferência deste flavorizante sobre os mecanismos envolvidos na correção das lesões induzidas por estes alquilantes. Ao contrário, a toxicidade genética do EMS foi significativamente aumentada em valores compreendidos entre 7,79 a 29,79%, representando a expressão final de dois efeitos antagônicos: (i) sinergismo em recombinação mitótica e (ii) proteção em relação à mutagênese. Tais achados sugerem que diferenças entre o espectro dos danos induzidos por estes agentes alquilantes, podem afetar os caminhos de reparação a serem priorizados. Como conseqüência, o efeito potencializador da VA sobre recombinação homóloga (HR) está restrito ao EMS – o único dos agentes alquilantes monofuncionais estudados cujas lesões são processadas, em Drosophila melanogaster, por ambos mecanismos de reparo: excisão de nucleotídeos e pós-replicativo. A VA também causou drásticos incrementos na genotoxicidade da BLEO - 120 a 178% - que estão limitados a aumentos em recombinação, uma vez que não foram observadas alterações na sua potência mutacional. Como a genotoxicidade da BLEO resulta basicamente da indução de quebras duplas corrigidas por mecanismos de reparação dependentes de recombinação - que podem ocorrer tanto entre cromossomos homólogos (HR) como não-homólogos (end joining -NHEJ) – e como o teste SMART privilegia a detecção de recombinação homóloga, os nossos dados indicam que a ação potencializadora de VA em relação a BLEO deve-se especificamente a incrementos em reparo dependente de HR. Ainda relevante é o fato de que estes acréscimos não estão associados a decréscimos em mutação, como anteriormente observado para a MMC.Todos estes dados indicam que a modulação da VA está restrita ao seu efeito sinérgico sobre recombinação somática – promovendo especificamente a recombinação homóloga em células proliferativas de Drosophila. Co-tratamento Através deste procedimento ficou claro que a VA diminui significativamente a toxicidade genética total dos alquilantes MNU e ENU e do agente intercalante bleomicina. Os decréscimos observados tanto para o MNU quanto para o ENU são basicamente atribuídos ao seu papel promotor sobre o processo de detoxificação - que leva a diminuição no número de metilações e etilações induzidas respectivamente pelo MNU e pelo ENU. Adicionalmente, a caracterização da VA como um potente captador de radicais livres, especialmente em função do seu efeito sobre os danos oxidativos induzidos pela BLEO – explica a sua ação desmutagênica em relação a este agente intercalante. Todos estes dados referentes ao efeito modulador da VA não permitem a quantificação da relação risco-benefício do seu consumo, especialmente pela dificuldade prática de se medir o quanto a sua presença concomitante com as genotoxinas – representado por efeito benéfico, via interferência no potencial genotóxico – ou a sua ação após a indução dos danos genéticos, através da promoção de reparo recombinacional e conseqüente aumento em HR, contribuem para a expressão final do seu efeito modulador. Entretanto, o papel fundamental da recombinação homóloga na gênese de inúmeras doenças genéticas, incluindo o câncer, e a preponderante ação recombinogênica da VA são um sinal de alerta.

Toxicidade genética associada à região hidrográfica do Guaíba através de bioensaios de curta duração

O presente estudo está centrado na avaliação de amostras de água superficial coletadas em 8 pontos distribuídos na Região Hidrográfica do Guaíba que sofrem influência de atividade agrícola, urbana e/ou industrial. Foram realizadas 4 coletas, representativas das quatro estações do ano: setembro de 2000, agosto de 2001, fevereiro de 2002 e maio de 2003. Tais amostras foram avaliadas através do Teste para Detecção de Mutação e Recombinação Mitótica (SMART) em Drosophila melanogaster e do Teste de Micronúcleos com Bloqueio de Citocinese (CBMN) em cultura de linfócitos humanos. Ao mesmo tempo procurou-se correlacionar os dados obtidos com o Teste CBMN com os observados no SMART, na busca de estabelecer o provável mecanismo de ação das genotoxinas presentes nos rios que constituem esta grande área. Os dados obtidos a partir do emprego destas duas metodologias caracterizaram os rios Caí, Jacuí, Taquari, Sinos, Gravataí, Lago Guaíba, na Ponta da Cadeia (GPC) e Arroio Dilúvio, como indutores de toxicidade genética. Estes achados sugerem que, nas condições experimentais aplicadas, os poluentes ambientais induzem uma pluralidade de lesões no material genético das células somáticas, relacionadas com: mutação gênica e recombinação - detectada pelo SMART e/ou mutação cromossômica também diagnosticada pelo CBMN. O conjunto destes dados demonstra que cerca de 50% das amostras testadas (16/32) foram genotóxicas em um ou em ambos os testes. Além disso, o maior número de respostas positivas (4/19) foi observado nas águas provenientes do GPC e do Caí, seguido pelos rios Jacuí e Taquari (3/19), rio dos Sinos e Arroio Dilúvio (2/19), e rio Gravataí (1/19), Na verdade, a análise comparativa dos resultados, demonstrou que o ensaio CBMN foi mais sensível para a detecção de genotoxinas de origem ambiental, já que das 11 amostras classificadas como indutoras de eventos clastogênicos e aneugênicos neste teste somente 3 - Jacuí e Caí (Setembro de 2000), assim como GPC (Fevereiro de 2002) – foram diagnosticadas como positivas no SMART. Entretanto, justifica-se a inclusão do SMART na investigação de amostras ambientais em função deste teste privilegiar a detecção de um parâmetro genético ainda pouco considerado, mas que têm um papel crucial nos eventos relacionados com a carcinogênese – a recombinação homóloga. Desta forma, os dados obtidos através dos ensaios SMART e CBMN podem servir como um alerta relativo ao risco imposto pelas águas da Região Hidrográfica do Guaíba – o que compromete o abastecimento de água potável para mais de um milhão de pessoas. De fato, os principais impactos ambientais no Lago Guaíba são (i) o escoamento de esgotos domésticos de Porto Alegre; (ii) as águas contaminadas, principalmente, dos rios Gravataí e Sinos que desembocam no lago; (iii) efluentes provenientes das indústrias de produtos alimentares, metalurgia e celulose, localizadas nas suas margens; e (iv) grandes lançamentos de dejetos urbanos não tratados provenientes das águas do Arroio Dilúvio.

Microarray analysis of cytochrome P450 mediated insecticide resistance in Drosophila

Insecticide resistance in laboratory selected Drosophila strains has been associated with upregulation of a range of different cytochrome P450s, however in recent field isolates of D. melanogaster resistance to DDT and other compounds is conferred by one P450 gene, Cyp6g1. Using microarray analysis of all Drosophila P450 genes, here we show that different P450 genes such as Cyp12d1 and Cyp6a8 can also be selected using DDT in the laboratory. We also show, however, that a homolog of Cyp6g1 is over-expressed in a field resistant strain of D. simulans. In order to determine why Cyp6g1 is so widely selected in the field we examine the pattern of cross-resistance of both resistant strains and transgenic flies over-expressing Cyp6g1 alone. We show that all three DDT selected P450s can confer resistance to the neonicotinoid imidacloprid but that Cyp6a8 confers no cross-resistance to malathion. Transgenic flies over-expressing Cyp6g1 also show cross-resistance to other neonicotinoids such as acetamiprid and nitenpyram. We suggest that the broad level of cross-resistance shown by Cyp6g1 may have facilitated its selection as a resistance gene in natural Drosophila populations. (C) 2003 Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.