Classification of Myopathies on Molecular basis in Drosophila using Raman spectroscopy

Myopathies are muscular diseases in which muscle fibers degenerate due to many factors such as nutrient deficiency, infection and mutations in myofibrillar etc. The objective of this study is to identify the bio-markers to distinguish various muscle mutants in Drosophila (fruit fly) using Raman Spectroscopy. Principal Components based Linear Discriminant Analysis (PC-LDA) classification model yielding >95% accuracy was developed to classify such different mutants representing various myopathies according to their physiopathology.

Genetic identification of four Malaysian mackerel species off Coast of Peninsular Malaysia based on molecular marker

Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) markers and cytochrome b (Cyt-b) gene sequences were utilized to fingerprint and construct phylogenetic relationships among four species of mackerel commonly found in the Straits of Malacca namely Rastrelliger kanagurta, R. brachysoma, Decapterus maruadsi and D. russelli. The UPGMA dendogram and genetic distance clearly showed that the individuals clustered into their own genus and species except for the Decapterus. These results were also supported by partial mtDNA cytochrome b gene sequences (279 bp) which found monotypic sequence for all Decapterus studied. Cytochrome b sequence phylogeny generated through Neighbor Joining (NJ) method was congruent with RAPD data. Results showed clear discrimination between both genera with average nucleotide divergence about 25.43%. This marker also demonstrated R. brachysoma and R. kanagurta as distinct species separated with average nucleotide divergence about 2.76%. However, based on BLAST analysis, this study indicated that the fish initially identified as D. maruadsi was actually D. russelli. The results highlighted the importance of genetic analysis for taxonomic validation, in addition to morphological traits.

Ação molecular da 1,25(OH)2D3 em células endoteliais humanas submetidas a diferentes concentrações de leptina

Altas concentrações plasmáticas de leptina têm sido relacionadas ao aumento da formação de espécies reativas de oxigênio (ROS) que podem desempenhar um papel regulador central em eventos inflamatórios e cardiovasculares. Estudos recentes têm demonstrado que a vitamina D é capaz de reduzir marcadores do estresse oxidativo, bem como modular a produção de citocinas inflamatórias. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito do pré-tratamento com concentração fisiológica (10-10 M) e suprafisiológica(10-7 M) de 1,25(OH)2D3 na produção do ânion superóxido (O2) e nos fatores de transcrição NF-κB e Nrf2,em células endoteliais humanas estimuladas com diferentes concentrações de leptina (1 e 10 ng/mL). Quando as células foram pré-tratadas com 1,25(OH)2D3, e estimuladas com leptina (1 e 10 ng/mL), a 1,25(OH)2D3 reduziu (p<0,05) a produção de ânion superóxido (O ), principalmente na concentração de 10-7 M. O fator de transcrição NF-κB foi positivamente ativado em células incubadas com 10 ng/mL de leptina, entretanto, quando se realizou o pré-tratamento com 1,25(OH)2D3 houve redução da translocação do NF-κB, assim como a produção de citocinas reguladas por este fator de transcrição. Também foi observado que o pré-tratamento com 10-7 M de 1,25(OH)2D3 aumentou de forma significativa (p<0,05) a expressão do fator de transcrição Nrf2 na fração nuclear em comparação ao controle, principalmente quando associada à 10 ng/mL de leptina (p<0,05). Tomados em conjunto, nossos resultados indicam que o tratamento com ambas as concentrações, 10-10 e 10-7 M de 1,25(OH)2D3 em células endoteliais humanas, foram eficazes em inibir a produção do ânion superóxido (O2), citocinas pró-inflamatórias, bem como inibir a translocação nuclear do fator de transcrição NF-κB, e ativar a via antioxidante Nrf2. Estes achados sugerem que o pré-tratamento com ambas as concentrações (fisiológica e suprafisiológica) de 1,25(OH)2D3 na presença de alta concentração de leptina, pode ter um efeito positivo no endotélio através da regulação de marcadores de inflamação e atividade antioxidante

Enterococcus faecium: caracterização molecular de amostras isoladas no período anterior e posterior a emergência da resistência à vancomicina no Estado do Rio de Janeiro

Nas últimas décadas, Enterococcus resistentes à vancomicina tem se destacado no cenário hospitalar em todo mundo. A emergência da resistência à vancomicina no Estado do Rio de Janeiro foi registrada em 2000, na espécie Enterococcus faecalis. Em seguida, Enterococcus faecium passou a ser prevalente. O objetivo deste estudo foi avaliar a diversidade genética das amostras de E. faecium sensíveis (VSEfm) e resistentes (VREfm) à vancomicina, isoladas em diferentes instituições de saúde do Estado do Rio de Janeiro no período de 1993 a 2008. As amostras bacterianas foram avaliadas por metodologia de eletroforese em campo pulsado (PFGE), após restrição com Smal, análise do polimorfismo numérico de segmentos repetitivos (MLVA) e tipagem por sequenciamento de múltiplos loci (MLST); além da detecção de marcadores fenotípicos, como a resistência à ampicilina e à ciprofloxacina, e genotípicos, como determinantes genéticos de virulência, que estão vinculados a um complexo clonal globalmente disperso (CC17). A diversidade de Tn1546 (que alberga o conjunto gênico vanA) foi determinada por amplificação e restrição com ClaI. Um grupo clonal prevalente foi observado pela metodologia de PFGE e agrupou amostras isoladas, principalmente, no período de 2004 a 2006, estando disseminado por diversas instituições de saúde do Estado, indicando transmissão inter- e intra-hospitalar. A avaliação por MLVA identificou dois MTs prevalentes dentre as amostras VREfm: MT12 relacionado à maioria das amostras dos principais grupos clonais identificados por PFGE e, o MT159 que apresentou frequência aumentada no ano de 2008. A análise por MLST destacou o ST78 associado aos principais grupos clonais definidos por PFGE, bem como, ao MT12. Também foi observada correlação entre o ST412 associado ao grupo clonal formado por apenas amostras de 2008 e o MT159. Foi notório por MLST que as amostras VREfm do Estado do Rio de Janeiro, no período do estudo, estiveram relacionadas CC17, juntamente com algumas amostras VSEfm. Entretanto, os principais marcadores de resistência e de virulência, característicos de CC17, estiveram mais relacionados as amostras VREfm do que as VSEfm, como resistência à ampicilina e à ciprofloxacina; e a presença do gene esp e do alelo purK1. A identificação de VSEfm pertencentes ao CC17 sugerem que amostras já adaptadas ao ambiente hospitalar, podem ter adquirdo o determinante de resistência vanA, facilitando a emergência de amostras de VREfm. Adicionalmente, nossos dados sugerem uma modificação no cenário de amostras VREfm no Rio de Janeiro. Pois a dominância de um grupo clonal prevalente (PFGE- X; MT12; ST78) pode estar sendo substituída pela possível emergência de um novo grupo clonal, que foi característico de amostras mais recentes (PFGE-XV; MT159; ST412), apontando assim, para um novo curso na epidemiologia dos E. faecium no Estado. Um perfil de restrição prevalente de Tn1546 idêntico ao protótipo foi observado, apontando que a disseminação da resistência à vancomicina ocorreu por também por transferência horizontal. Entretanto, alterações do tipo deleção e presença de elementos de inserção com aproximadamente 2 kb foram observadas em um número reduzido das amostras. A incongruência no genótipo vanA, em relação ao fenótipo, foi observado para uma amostra. Considera-se fundamental o acompanhamento da disseminação de VREfm, particularmente diante da elevada frequência de amostras pertencentes a um complexo clonal que conjuga multirresistência com virulência, com elevado potencial de adaptabilidade e disseminação.

Filogeografia e evolução molecular de lagostas sapateiras (Scyllarides spp.) da América do Sul

Nos últimos anos, duas espécies de lagostas sapateiras, Scyllarides brasiliensis e S. deceptor, vêm se destacando nos desembarques pesqueiros de lagostas do Atlântico Sul Ocidental. Para espécies comercialmente importantes, o desenvolvimento de estudos que permitam conhecer a variabilidade e entender a dinâmica populacional é fundamental. Assim, o objetivo do primeiro capítulo desta tese foi avaliar a diversidade genética e a estrutura populacional dessas duas lagostas ao longo de aprox. 2.800 km da costa da América do Sul. Para as análises, foram empregados marcadores mitocondriais (citocromo oxidase I: COI; e a região controle: RC) e marcadores nucleares (13 loci de microssatélites desenvolvidos nesta tese). As duas espécies apresentaram altos níveis de variabilidade (S. deceptor: N = 200, mtDNA: h > 0,841, π > 0,005; microssatélites: He = 0,685; S. brasiliensis: N = 211, He = 0,554), distribuídos homogeneamente entre as localidades (S. deceptor: ΦST < -0,004, ΦCT < 0,016, FST global = 0,001, Dest global = 0,003, FCT < 0,002, P > 0,05, K = 1; S. brasiliensis: FST global = 0,004, Dest global = 0,001, FCT < 0,004, P > 0,05, K = 1). A ausência de estruturação nas duas espécies pode estar relacionada a características biológicas que promovem a conectividade entre localidades geograficamente distantes, como alta fecundidade e alto potencial de dispersão das larvas planctônicas. Além disso, os dados mitocondriais sugerem que a história demográfica de S. deceptor foi marcada por eventos de expansão populacionais e geográficos possivelmente relacionados às condições ambientais favoráveis dos episódios interglaciais do Pleistoceno Médio-Tardio. Diversos estudos têm mostrado que os fenômenos de inserção de regiões mitocondriais no DNA nuclear (NuMts) e heteroplasmia limitam a correta amplificação e identificação dos marcadores mitocondriais. Em estudos filogenéticos e de genética de populações, a presença inadvertida de sequências de diversas origens viola o principio de ortologia, o que pode resultar em inferências evolutivas erradas. Assim, o objetivo do segundo capítulo desta tese foi identificar e caracterizar os possíveis NuMts e sequências heteroplásmicas de três regiões mitocondriais (COI, RC e o gene da subunidade maior do RNA ribossomal: 16S) em quatro espécies do gênero Scyllarides (S. aequinoctialis, S. brasiliensis, S. deceptor e S. delfosi). A clonagem e sequenciamento de extratos de DNA genômico e DNA enriquecido com mtDNA revelaram que os genomas destas espécies podem exibir NuMts (que divergem entre 0,6 e 17,6% do mtDNA) e heteroplasmia (que divergem < 0,2% do mtDNA prevalente). Os NuMts surgiram possivelmente de vários eventos independentes de integração ao núcleo ao longo da história evolutiva do gênero Scyllarides. Dependendo do seu grau de similaridade com o mtDNA, a presença de NuMts nas análises filogenéticas no nível de gênero pode causar superestimativa do número de espécies e alterações nos comprimentos dos ramos e nas relações filogenéticas entre espécies.

Genetic diversity and taxonomic implication of Cordyceps sinensis as revealed by RAPD markers

Random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers are used to investigate genetic variation and evolutionary relationships of 29 samples of Cordyceps sinensis from different geographical populations on the Qinghai-Tibet plateau. Out of 137 RAPD bands scored, 100 are polymorphic. A correlation is revealed between geographical distance and genetic distance. The molecular phylogenetic tree suggests that the 29 samples are divided into three notable clusters, corresponding to the geographical populations, i.e., the north population (NP), middle population (MP), and south population (SP). The NP consists of 7 northern samples from Menyuan, Maqu, and Luqu, the MP consists of 8 samples from Yushu and Chengduo, and the SP consists of 14 samples from Byma Snow Mountain, Renzhi Snow Moutain, Chongcaoxiwa, and Dacaodi. It is demonstrated that extensive genetic diversity is found among different geographical populations of C. sinensis. The genetic diversity pattern of C. sinensis may be caused by the founder effects. The taxonomic status of NP, MP, and SP populations should be that they are different subspecies rather than different species.

Molecular phylogenetic systematics of twelve species of acipenseriformes based on mtDNA ND4L-ND4 gene sequence analysis

Acipenseriformes is an endangered primitive fish group, which occupies a special place in the history of ideas concerning fish evolution, even in vertebrate evolution. However, the classification and evolution of the fishes have been debated. The mitochondrial DNA (mtDNA) ND4L and partial ND4 genes were first sequenced in twelve species of the order Acipenseriformes, including endemic Chinese species. The following points were drawn from DNA sequences analysis: (i) the two species of Huso can be ascribed to Acipenser; (ii) A. dabryanus is the mostly closely related to A. sinensis, and most likely the landlocked form of A. sinensis; (iii) genus Acipenser in trans-Pacific region might have a common origin; (iv) mtDNA ND4L and ND4 genes are the ideal genetic markers for phylogenetic analysis of the order Acipenseriformes.

Phylogenetic incongruence between nuclear and mitochondrial markers in the Asian colobines and the evolution of the langurs and leaf monkeys

Evidence of incongruence between mitochondrial and nuclear gene trees is now becoming documented with increasing frequency. Among the Old World monkeys, this discordance has been well demonstrated in the Cercopithecinae, but has not yet been investigated

A survey on relation of morphological, molecular and phylogenetic structure of zoanthids of the islands located in the Hormoz Strait (Hormoz, Qeshm, Larak, Hengam)

The order Zoantharia (Zoanthids) is one of the most neglected orders of cnidarians in the Persian Gulf. The present study aims to investigate the biodiversity of this order with morphological and molecular examination in the Persian Gulf. For this purpose, 123 colonies of zoanthids with variety of shape and colors have been collected from intertidal and shallow water zone of four islands, i. e. Hengam, Qeshm, Larak and Hormoz. After sampling, morphological characteristics of each specimen were recorded based on in situ photographs. Then DNA was extracted using the cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB) method. Both mitochondrial 16S ribosomal DNA (mt 16S rDNA) and cytochrome oxidase subunit I (COI) gene fragments were amplified and sequenced. The results of preliminary morphological identification integrated with two mitochondrial markers sequencing demonstrated the presence of five different species in this region; Zoanthus sansibaricus, Palythoa mutuki, Palythoa cf. mutuki, Palythoa tuberculosa and Neozoanthus persicus?. Although at first sight, morphological properties were not successful to delineate zoanthid species, they become reliable criteria to identify and delineate species in field studies after molecular identification.

Population genetic structure of Rutilus frisii kutum in Caspian Sea using biometry and microsatellite molecular technique

In order to carry out Biometric studies, 75 samples were caught from 3 locations ( Tajan river, Sefidrud and Shirud) using Salic and the length (±1 mm) and weights (± 5 gr) of samples were determined. Using One-way ANOVA by SPPSS software, there wasn’t significant difference between locations in length and fecondity (P ≥0.01(, but there was significant difference between Shirud and tajan samples with sefidrud in weight ) P≤0.01(. In order to carry out genetic variation studies, 210 fish were caught from 3 different regions of the Iranian coastline (Khoshkrud, Tonekabon, Gorganrud) and 1 region in Azerbaijan (Waters of the Caspian Sea close to Kura River mouth) during 2008-2009 . Genomic DNA was extracted of fin using the phenol-chloroform. The quantity and quality of DNA from samples were assessed by spectrophptometer and 1% agarose gel electro-phoresis. PCR was carried out using 15 paired microsatellite primers. PCR products were separated on 8% polyacrylamide gels that were stained using silver nitrate. Molecular weight calculate using UVTech software. The recorded microsatellite genotypes were used as input data for the GENALEX software version 6 package in order to calculate allele and genotype frequencies, observed (Ho) and (He) expected heterozygosities and to test for deviations from Hardy-Weinberg equilibrium. Genetic distance between two populations was estimated from Nei standard genetic distance and genetic similarity index (Nei, 1972). Genetic differentiation between populations was also evaluated by the calculation of pairwise estimates of Fst and Rst values. From 15 SSR markers were used in this investigation, 9 of them were polymorph. Average of expected and observed heterozygosity was 0.54 and 0.49 respectively. Significant deviations from Hardy-Weinberg expectations were observed in all of location except Anzali lagoon- autumn in AF277576 and EF144125, Khoshkrud in EF144125 and Gorganrud and Kura in AF277576. Using Fst and Rst there was significant difference between locations ) P≤0.01(. According to Fst , the highest population differentiation (Fst= 0.217) was between Gorganrud and Khoshkrud that have the lowest Nm and the lowest (Fst= 0.086) was between Gorganrud and Tonekabon that have the highest Nm. Using Rst the highest population differentiation (Rst= 0.271) was between Tonekabon and spring Anzali lagoon and the lowest (Rst= 0.026) was between Tonekabon and Autumn Anzali 159 lagoon. Also the difference between Spring Anzali lagoon and Autumn Anzali lagoon was noticeable (Fst=0.15). AMOVA analysis with consideration of 2 sampling regions (Iran and Azerbaijan) and 7 sampling locations (Iran: Khoshkrud, Tonekabon, Gorganrud, Spring Anzali lagoon and Autumn Anzali lagoon ; Azerbaijan: the Kura mouth) revealed that almost all of the variance in data namely 83% )P≤0.01( was within locations, Genetic variances among locations was 14% )P≤0.01( and among regions was 3% )P≤0.01(. The genetic distance was the highest (0.646) between Gorganrud and Autumn Anzali lagoon populations, whereas the lowest distance (0.237) was between Gorganrud and Tonekabon River. Result obtained from the present study show that at least 2 different population of Rutilus frissi kutum are found in the Caspian sea,which are including the kura river population and the southern Caspian sea samples and it appears that there is more than one population in southern Caspian sea that should be attantioned in artifical reproduction Center and stoke rebilding.

Analysis of genetic diversity in Glyptosternum maculatum (Sisoridae, Siluriformes) populations with AFLP markers

We determined the genetic diversity of geographic populations from three spawning grounds (Nyang River, Lhasa River, Shetongmon Reach of Yarlung Zangbo River) of Glyptosternum maculatum with amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers. Five primer combinations detected 332 products, 51 of them (15.4%) were polymorphic in at least one population. The Shetongmon population was found to be the richest in genetic diversity as was indicated by the percentage of polymorphic loci and heterozygosity, followed by the Nyang population and the Lhasa population. The pair-wise genetic distance between populations were all very close, ranging from 0.0015 to 0.0042 with an average of 0.0024. The genetic distance was not proportional to the geographic distance. The analysis of molecular variance demonstrated that all variation occurred within populations. The average estimated fixation index (F (st)) of three populations across all polymorphic loci was -0.0184, indicating the absence of genetic differences among the three sampled populations. The differentiation among populations was not significant, and population structure was weak. Our observations will help identify the genetic relationship among populations as the first approach to understand the genetic diversity of Glyptosternum maculatum.

Population differentiation of Procypris rabaudi (Tchang) in the upper reaches of the Yangtze River revealed by mitochondrial DNA and RAPD markers

Procypris rabaudi (Tchang) is a cyprinid fish endermic to middle and upper reaches of the Yangtze River. Besides in main stream and large tributaries, there exists an early matured, small-sized ecological type in a small tributary, Tang River. In this study, mitochondrial DNA cytochrome h (cyt b) gene sequence analysis and randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis were performed to investigate the differentiation of the Tang River population from the Mudong reach population of the Yangtze River, with the purpose of conservation and exploitation of this fish. In the 1140 bps of cyt b gene sequence surveyed, 20 sites were found polymorphic, which defined 23 haplotypes. Among them, four haplotypes accounted for 54.4% of all individuals, while population-specific haplotypes occurred in low frequencies. Analysis of molecular variation on cyt b data revealed no significant partition existing between Tang River population and Mudong reach population. Analyses of 132 RAPD loci suggested that genetic variation between populations was significant, though values of different F-ST were not very high. The results revealed low genetic diversity and the beginning of population differentiation, suggesting that Tang River population should be designated as a separate Management Unit.