Can DNA barcoding accurately discriminate megadiverse Neotropical freshwater fish fauna?

Background: The megadiverse Neotropical freshwater ichthyofauna is the richest in the world with approximately 6,000 recognized species. Interestingly, they are distributed among only 17 orders, and almost 80% of them belong to only three orders: Characiformes, Siluriformes and Perciformes. Moreover, evidence based on molecular data has shown that most of the diversification of the Neotropical ichthyofauna occurred recently. These characteristics make the taxonomy and identification of this fauna a great challenge, even when using molecular approaches. In this context, the present study aimed to test the effectiveness of the barcoding methodology (COI gene) to identify the mega diverse freshwater fish fauna from the Neotropical region. For this purpose, 254 species of fishes were analyzed from the Upper Parana River basin, an area representative of the larger Neotropical region.Results: Of the 254 species analyzed, 252 were correctly identified by their barcode sequences (99.2%). The main K2P intra- and inter-specific genetic divergence values (0.3% and 6.8%, respectively) were relatively low compared with similar values reported in the literature, reflecting the higher number of closely related species belonging to a few higher taxa and their recent radiation. Moreover, for 84 pairs of species that showed low levels of genetic divergence (<2%), application of a complementary character-based nucleotide diagnostic approach proved useful in discriminating them. Additionally, 14 species displayed high intra-specific genetic divergence (>2%), pointing to at least 23 strong candidates for new species.Conclusions: Our study is the first to examine a large number of freshwater fish species from the Neotropical area, including a large number of closely related species. The results confirmed the efficacy of the barcoding methodology to identify a recently radiated, megadiverse fauna, discriminating 99.2% of the analyzed species. The power of the barcode sequences to identify species, even with low interspecific divergence, gives us an idea of the distribution of inter-specific genetic divergence in these megadiverse fauna. The results also revealed hidden genetic divergences suggestive of reproductive isolation and putative cryptic speciation in some species (23 candidates for new species). Finally, our study constituted an important contribution to the international Barcoding of Life (iBOL.org) project, providing barcode sequences for use in identification of these species by experts and non-experts, and allowing them to be available for use in other applications. © 2013 Pereira et al.; licensee BioMed Central Ltd.

Tracking the evolution of sex chromosome systems in Melanoplinae grasshoppers through chromosomal mapping of repetitive DNA sequences

Background: The accumulation of repetitive DNA during sex chromosome differentiation is a common feature of many eukaryotes and becomes more evident after recombination has been restricted or abolished. The accumulated repetitive sequences include multigene families, microsatellites, satellite DNAs and mobile elements, all of which are important for the structural remodeling of heterochromatin. In grasshoppers, derived sex chromosome systems, such as neo-XY♂/XX♀ and neo-X1X2Y♂/X 1X1X2X2♀, are frequently observed in the Melanoplinae subfamily. However, no studies concerning the evolution of sex chromosomes in Melanoplinae have addressed the role of the repetitive DNA sequences. To further investigate the evolution of sex chromosomes in grasshoppers, we used classical cytogenetic and FISH analyses to examine the repetitive DNA sequences in six phylogenetically related Melanoplinae species with X0♂/XX♀, neo-XY♂/XX♀ and neo-X1X2Y♂/X1X1X 2X2♀ sex chromosome systems. Results: Our data indicate a non-spreading of heterochromatic blocks and pool of repetitive DNAs (C 0 t-1 DNA) in the sex chromosomes; however, the spreading of multigene families among the neo-sex chromosomes of Eurotettix and Dichromatos was remarkable, particularly for 5S rDNA. In autosomes, FISH mapping of multigene families revealed distinct patterns of chromosomal organization at the intra- and intergenomic levels. Conclusions: These results suggest a common origin and subsequent differential accumulation of repetitive DNAs in the sex chromosomes of Dichromatos and an independent origin of the sex chromosomes of the neo-XY and neo-X1X2Y systems. Our data indicate a possible role for repetitive DNAs in the diversification of sex chromosome systems in grasshoppers. © 2013Palacios-Gimenez et al.; licensee BioMed Central Ltd.

Chromosomal organization of repetitive DNA sequences in Astyanax bockmanni (Teleostei, Characiformes): dispersive location, association and co-localization in the genome

Repetitive DNA sequences constitute a great portion of the genome of eukaryotes and are considered key components to comprehend evolutionary mechanisms and karyotypic differentiation. Aiming to contribute to the knowledge of chromosome structure and organization of some repetitive DNA classes in the fish genome, chromosomes of two allopatric populations of Astyanax bockmanni were analyzed using classic cytogenetics techniques and fluorescent in situ hybridization, with probes for ribosomal DNA sequences, histone DNA and transposable elements. These Astyanax populations showed the same diploid number (2n = 50), however with differences in chromosome morphology, distribution of constitutive heterochromatin, and location of 18S rDNA and retroelement Rex3 sites. In contrast, sites for 5S rDNA and H1, H3 and H4 histones showed to be co-located and highly conserved. Our results indicate that dispersion and variability of 18S rDNA and heterochromatin sites are not associated with macro rearrangements in the chromosome structure of these populations. Similarly, distinct evolutionary mechanisms would act upon histone genes and 5S rDNA, contributing to chromosomal association and co-location of these sequences. Data obtained indicate that distinct mechanisms drive the spreading of repetitive DNAs in the genome of A. bockmanni. Also, mobile elements may account for the polymorphism of the major rDNA sites and heterochromatin in this genus. © 2013 Springer Science+Business Media Dordrecht.

Evidências moleculares dos padrões evolutivos e filogeográficos de populações de Astyanax paranae (Pisces : Characidae) com base em caracteres do DNA mitocondrial

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Uso da farmacogenética cardiovascular na análise e prevenção de doenças cardiovasculares e classificação em haplogrupos pelo cromossomo Y e DNA mitocondrial

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Docking e análise do modo de ligação de três moléculas pequenas, um benzimidazol e dois compostos de crômio, nos sulcos do DNA 5'-CGCGAATTCGCG-3

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Detecção de microrganismos em bráquetes metálicos in vivo, com ou sem utilização de agente antimicrobiano, pela técnica Checkerboard DNA-DNA Hybridization

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Identificação de perfis diferenciais de metilação do DNA na endometriose

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Isolamento e caracterização de marcadores de DNA associados ao sexo e segmentos de DNA repetitivo em espécies do gênero Brycon (Characidae, Bryconinae)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeito protetor da própolis contra danos quimicamente induzidos no DNA

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Polimorfismos gênicos e danos no DNA em indivíduos com obesidade mórbida

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise da variabilidade e estruturação genética do tubarão azul, Prionace glauca (Chondrichthyes, Carcharhinidae) no Oceano Atlântico Sul Ocidental utilizando marcador molecular do DNA mitocondrial

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Condensação-psi do DNA: um estudo teórico e experimental

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Identificação e caracterização de sequências repetidas de DNA no genoma de peixes ciclídeos do gênero Cichla

Pós-graduação em Biologia Geral e Aplicada - IBB

Análises moleculares da região controle do DNA mitocondrial de astrocitomas na população paraense

O câncer do sistema nervoso central representa 2% de todas as neoplasias malignas na população mundial e 23% dos casos de câncer infantil. No Brasil, estimam-se 4.820 casos deste câncer em homens e 4.450 em mulheres para o ano de 2012. Os gliomas são tumores do sistema nervoso central formados a partir de células da glia e somam mais de 70% do tumores cerebrais. A propriedade mais importante dos gliomas é sua capacidade de evasão imunológica. Idade, etnia, gênero e ocupação podem ser considerados fatores de risco para o surgimento de gliomas, e são duas vezes mais frequentes em afro-americanos. O astrocitoma é o tumor glial mais frequente, constituindo cerca de 75% dos casos de gliomas. Estes tumores são classificados em quatro graus, de acordo com a Organização Mundial de Saúde. O DNA mitocondrial está relacionado com o desenvolvimento e a progressão de vários tipos de tumores. A mitocôndria é responsável pelo balanço energético celular e está envolvida no disparo da apoptose em resposta ao estresse oxidativo. Mutações na D-LOOP podem alterar a taxa de replicação do DNA e aumentar o risco do desenvolvimento do câncer. Neste estudo foram analisadas 29 amostras de astrocitoma classificados de acordo com a OMS. Nossos dados sugerem que os astrocitomas de baixo grau podem estar relacionados à herança genética, tornando portadores de alguns polimorfismos ou mutações específicas, mais suscetíveis ao risco de desenvolver a doença, e os de alto grau podem estar relacionados à exposição prolongada aos agentes carginógenos. Foram identificados polimorfismos e mutações onde alguns apresentaram relação com o risco do desenvolvimento de astrocitomas e com a progressão da doença. A inserção de dois ou mais nucleotídeos nas regiões de microssatélites pode causar sua instabilidade e contribuir com o surgimento do câncer. A deleção no sítio 16132 pode ser um marcador para astrocitoma de alto grau, assim como a inserção de duas ou mais citosinas no sítio 16190 pode ser um marcador específico para astrocitomas. As mutações heteroplásmicas podem ser determinantes para o surgimento e/ou progressão de astrocitomas de alto grau.