Prospecção de genes de interesse biotecnológico : uma abordagem metagenômica

The total number of prokaryotic cells on Earth has been estimated at 4 to 6x1030 and only about 1% of microorganisms present in the environment can be cultivated by standard techniques of cultivation and plating. Therefore, it is a huge biological and genetic pool that can be exploited, for the identification and characterization of genes with biotechnological potential. Within this perspective, the metagenomics approach was applied in this work. Functional screening methods were performed aiming to identify new genes related to DNA repair and / or oxidative stress resistance, hydrocarbon degradation and hydrolytic activities (lipase, amylase and protease). Metagenomic libraries were built utilizing DNA extracted from soil samples collected in João Câmara RN. The libraries were analyzed functionally using specific substrate containing solid medium (hydrolytic activity), supplemented with H2O2 (DNA repair and / or resistance to oxidative stress) and liquid medium supplemented with light Arabian oil (activity, degradation of hydrocarbons). After confirmation of activity and exclusion of false-positive results, 49 clones were obtained, being 2 positive for amylase activity, 22 resistant to oxidative stress generated by H2O2 and 25 clones active for hydrocarbons degradation. Analysis of the sequences showed hypothetical proteins, dienelactona hydrolase, DNA polymerase, acetyltransferase, phosphotransferase, methyltransferase, endonucleases, among other proteins. The sequence data obtained matched with the functions tested, highlighting the success of metagenomics approaches combined with functional screening methods, leading to very promising results

Caracterização dos genes scMUTM1 e scMUTM2 de cana-de-açúcar

Plants are organisms sessile and because of this they are susceptible to genotoxic effects due to environmental exposure such as light [including ultraviolet (UV)], heat, drought and chemicals agents. Therefore, there are differents pathways in order to detect a lesion and correct. These pathways are not well known in plants. The MutM/Fpg protein is a DNA glycosylase that is responsible for detect and correct oxidative lesions. In the sugarcane genome, it was found two possible cDNAs that had homology to this protein: scMUTM1 and scMUTM2. The aim of this work was to characterize the role of these cDNAs in plants. In order to do this, the expression level after oxidative stress was evaluated by semiquantitative RT-PCR. Another point analyzed in order to obtain the full-length gene, it was to use a sugarcane genomic library that was hybridized with both cDNAs as a probe. It was found two clones that will bought and sequenced. The promoter region was also cloned. It was obtained sequences only for scMUTM2 promoter region. The sequences obtained were divided into six groups. It was found regulatory motifs such as TATA-box, CAAT-box, oxidative stress element response and regulatory regions that response to light. The other point analyzed was to characterize the N-terminal region by PCR constructs. These constructs have deletions at 5 region. These sequences were introduce into Escherichia coli wild type strain (CC104) and double mutant (CC104mutMmutY). The results showed that proteins with deletions of scMUTM1 N-terminal region were able to complement the Fpg and MutY-glycosylase deficiency in CC104 mutMmutY reducing the spontaneous mutation frequency

Parametric analyses of anxiety in zebrafish scototaxis

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeito da complexação de metais aos antiinflamatórios na ação contra agentes oxidativos e radicais livres: ação do cetoprofeno

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Administração repetida de baixas doses de reserpina: um possível modelo para o estudo de déficits cognitivos e motores associados à Doença de Parkinson

Parkinson's disease (PD) is one of the most common neurodegenerative brain disorders and is characterized primarily by a progressive degeneration of dopaminergic neurons nigroestriatais. The main symptoms of this disease are motor alterations (bradykinesia, rigidity, tremor at rest), which can be highly disabling in advanced stages of the condition. However, there are symptomatic manifestations other than motor impairment, such as changes in cognition, mood and sensory systems. Animal models that attempt to mimic clinical features of PD have been used to understand the behavioral and neural mechanisms underlying neurophysiological disturbance of this disease. However, most models promote an intense and immediate motor impairment, consistent with advanced stages of the disease, invalidating these studies for the evaluation of its progressive nature. The administration of reserpine (a monoamine depletor) in rodents has been considered an animal model for studying PD. Recently we found that reserpine (in doses lower than those usually employed to produce the motor symptoms) promotes a memory deficit in an aversive discrimination task, without changing the motor activity. It was suggested that the administration of this drug in low doses can be useful for the study of memory deficits found in PD. Corroborating this data, in another study, acute subcutaneous administration of reserpine, while preserving motor function, led to changes in emotional context-related (but not neutral) memory tasks. The goal of this research was to study the cognitive and motor deficits in rats repeatedly treated with low doses of reserpine, as a possible model that simulates the progressive nature of the PD. For this purpose, 5-month-old male Wistar rats were submitted to a repeated treatment with vehicle or different doses of reserpine on alternate days. Cognitive and motor parameters and possible changes in neuronal function were evaluated during treatment. The main findings were: repeated administration of 0.1 mg / kg of reserpine in rats is able to induce the gradual appearance of motor signs compatible with progressive features found in patients with PD; an increase in striatal levels of oxidative stress and changes in the concentrations of glutamate in the striatum were observed five days after the end of treatment; in animals repeatedly-treated with 0. 1 mg/kg, cognitive deficits were observed only after the onset of motor symptoms, but not prior to the onset of these symptoms; 0.2 mg / kg reserpine repeated treatment has jeopardized the cognitive assessment due to the presence of severe motor deficits. Thus, we suggest that the protocol of treatment with reserpine used in this work is a viable alternative for studies of the progressive appearance of parkinsonian signs in rats, especially concerning motor symptoms. As for the cognitive symptoms, we suggest that more studies are needed, possibly using other behavioral models, and / or changing the treatment regimen

Contrastes e contrastes encobertos na produção da fala de crianças

TEMA: análise acústica da fala. OBJETIVO: analisar acusticamente as substituições envolvendo o contraste entre /t/ e /k/ na fala de crianças em aquisição típica e desviante do contraste acima referido, a fim de identificar e quantificar a existência de contrastes encobertos. MÉTODO: foi elaborado um experimento de produção de fala que envolveu a repetição de palavras, que combinavam /t/ e /k/ com /a/ e /u/ na posição acentuada, por 9 crianças divididas em três grupos: crianças em processo de aquisição do contraste investigado (G1); crianças com transtorno fonológico (G2) e crianças com produções típicas (G3). Com o uso do software Praat, as produções foram editadas e analisadas de acordo com os seguintes parâmetros acústicos: características espectrais do burst; transição CV e características temporais. Os testes estatísticos utilizados foram ANOVA de Friedman e Manova. A significância estatística adotada foi menor que 0,05. RESULTADOS: tanto nas produções das crianças do G2 quanto nas produções das crianças do G1, detectamos, em grande medida (80% e 57,4%, respectivamente), a presença de contrastes encobertos nos erros de substituição das oclusivas investigadas. Adicionalmente, a análise acústica revelou diferenças em como as crianças utilizam as pistas fonético-acústicas para marcarem a distinção entre /t/ e /k/. CONCLUSÃO: muitas das substituições presentes da produção de fala de crianças em processo de aquisição típico e desviante tratam-se na verdade de contrastes fônicos encobertos. Além disso, o uso da análise acústica permitiu a detecção de diferenças sutis da produção da fala das crianças.

Contraste fônico encoberto entre /t/ e /k/: um estudo de caso de normalidade e de transtorno fonológico

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Características acústicas da oclusiva glotal associada à sequência de Pierre Robin: estudo de caso

A fissura de palato, em associação à Sequência de Pierre Robin, pode favorecer o desenvolvimento de produções atípicas (compensatórias), na fala da criança, como é o caso da oclusiva glotal (golpe de glote) comumente observada em substituição aos sons oclusivos (vozeados ou não). No presente estudo, foi realizada a análise dos parâmetros fonético-acústicos da oclusiva glotal produzidas em /k/ e /g/ por uma criança do gênero feminino, com 5 anos, que apresentava fissura de palato reparada, associada à Sequência de Pierre Robin. Para isso, foram selecionadas seis palavras em que a oclusiva velar encontrava-se na posição inicial da palavra e combinada com as vogais /a/, /i/ e /u/ na posição acentuada. Foi ainda realizado julgamento perceptivo-auditivo por três fonoaudiólogos, que apresentou concordância quanto à presença da oclusiva glotal de 100% para ambas as relações (intra e inter-juízes). Na inspeção dos dados via espectrograma foi observada variabilidade dos parâmetros espectrais (burst e transição formântica) e essas variações também puderam ser computadas considerando as vogais separadamente. A análise estatística revelou diferença estatisticamente significante entre as duas consoantes velares (/k/ e /g/) nos parâmetros espectral (burst), temporal (VOT e duração relativa da oclusiva na palavra) e os relativos às características acústicas das vogais adjacentes às oclusivas (período estacionário de F3). Por fim, as características acústicas da oclusiva glotal sugeriram que a criança pode ter utilizado de estratégias para marcar contrastes fônicos na língua, ainda que os mesmos não tenham magnitude suficiente para serem resgatados auditivamente pelo ouvinte.

Monitor de profundidade da hipnose. A eletroencefalografia bispectral

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: A monitorização da profundidade da hipnose e da anestesia é um ato complexo. A maioria das propostas para monitorizar os níveis adequados da hipnose, durante a anestesia, envolve o EEG usando as ondas do EEG, ou mais recentemente, usando a forma processada. A análise bispectral é o método que permite analisar o EEG nas diferentes fases de freqüências. CONTEÚDO: O EEG processado é iniciado com a conversão do sinal de EEG para a forma digital. O EEG digitalizado pode ser matematicamente transformado pelo processo conhecido como análise de Fourier, que separa o complexo sinal do EEG em vários componentes da onda, ou seja, em cada porção de diferente amplitude, mas cuja soma corresponde à forma original da onda. Com o emprego deste método surgem vários parâmetros. O Índice Bispectral, ou simplesmente BIS (100 - acordado até 0 - isoelétrico), é derivado dos melhores parâmetros (p.ex.: freqüência da borda spectral, freqüência mediana e o burst supression ou surto de supressão) que foram avaliados através de análise estatística. CONCLUSÕES: A experiência clínica tem mostrado que o BIS pode predizer uma resposta à incisão da pele durante a anestesia. Entretanto, o BIS não é independente da técnica anestésica usada. Há diferentes respostas, a depender do hipnótico e analgésico empregado.

Miocardiopatia diabética

A miocardiopatia diabética é uma doença do músculo cardíaco causada pelo diabetes mellitus e não relacionada às patologias vascular e valvular ou à hipertensão arterial sistêmica. Observações experimentais e clínicas têm demonstrado hipertrofia, necrose, apoptose e aumento do tecido intersticial miocárdico. Acredita-se que a miocardiopatia diabética seja decorrente de anormalidades metabólicas como hiperlipidemia, hiperinsulinemia e hiperglicemia, e de alterações do metabolismo cardíaco. Tais alterações podem causar aumento do estresse oxidativo, fibrose intersticial, perda celular e comprometimento do trânsito intracelular de íons e da homeostase do cálcio. Clinicamente, é possível a detecção de disfunção diastólica assintomática na fase inicial. No momento em que surgem os sinais e sintomas de insuficiência cardíaca, observamos disfunção diastólica isolada, sendo que o comprometimento da função sistólica, habitualmente, é tardio. O tratamento da miocardiopatia diabética com insuficiência cardíaca não difere das miocardiopatias de outras etiologias e deve seguir as diretrizes de acordo com o comprometimento da função ventricular, se diastólica isolada ou diastólica e sistólica.

Papel da lipoperoxidação na intensificação da remodelação causada pelo betacaroteno após o infarto

FUNDAMENTO: Os mecanismos envolvidos na maior remodelação causada pelo betacaroteno após o infarto são desconhecidos. OBJETIVO: Analisar o papel da lipoperoxidação na remodelação ventricular após o infarto do miocárdio, em ratos suplementados com betacaroteno. MÉTODOS: Ratos foram infartados e distribuídos em dois grupos: C (controle) e BC (500mg/kg/dieta). Após seis meses, foram realizados ecocardiograma e avaliação bioquímica. Utilizamos o teste t, com significância de 5%. RESULTADOS: Os animais do grupo BC apresentaram maiores médias das áreas diastólicas (C = 1,57 ± 0,4 mm²/g, BC = 2,09 ± 0,3 mm²/g; p < 0,001) e sistólicas (C = 1,05 ± 0,3 mm²/g, BC = 1,61 ± 0,3 mm²/g; p < 0,001) do VE, ajustadas ao peso corporal do rato. A função sistólica do VE, avaliada pela fração de variação de área, foi menor nos animais suplementados com betacaroteno (C = 31,9 ± 9,3 %, BC = 23,6 ± 5,1 %; p = 0,006). Os animais suplementados com betacaroteno apresentaram valores maiores da relação E/A (C = 2,7 ± 2,5, BC = 5,1 ± 2,8; p = 0,036). Não foram encontradas diferenças entre os grupos em relação aos níveis cardíacos de GSH (C = 21 ± 8 nmol/mg de proteína, BC = 37 ±15 nmol/mg de proteína; p = 0,086), GSSG (C = 0,4 (0,3-0,5) nmol/g de proteína, BC = 0,8 (0,4-1,0; p = 0,19) de proteína; p = 0,246) e lipoperóxidos (C = 0,4 ± 0,2 nmol/mg de tecido, BC = 0,2 ± 0,1 nmol/mg de tecido; p = 0,086). CONCLUSÃO: A maior remodelação em animais infartados e suplementados com betacaroteno não depende da lipoperoxidação.

Óxido nítrico, GSTP-1 e p53: qual o papel desses biomarcadores nas lesões prostáticas do cão?

Confeccionou-se um microarranjo de tecido (TMA) com 146 amostras de lesões prostáticas caninas. Este continha 17,2% de hiperplasia prostática benigna (HPB), 32,4% de atrofia inflamatória proliferativa (PIA), 2,6% de prostatite, 8,6% de focos de neoplasia intraepitelial prostática (PIN), 29,1% de carcinomas e 9,3% de próstatas normais. Cortes histológicos sequenciais foram feitos e utilizados para reação de imunoistoquímica com os anticorpos primários anti-p-53, anti-NOS-2 e anti-GSTP. Avaliou-se de cada core o escore de células marcadas para cada anticorpo utilizado. Os resultados foram tabulados por grupo diagnóstico e submetidos ao teste Tuckey. Os carcinomas prostáticos do cão e a PIA apresentaram maior número de amostras (41) com mais de 75% das células positivas para NOS-2, demonstrando a influência do estresse oxidativo no desenvolvimento dessas lesões. As próstatas normais e as afecções desta glândula, HPB, PIA, PIN, prostatite e carcinoma, expressaram a proteína GSTP-1, o que conferiu proteção ao tecido prostático canino a danos oxidativos. A proteína p53 estava presente em todas as amostras estudadas, incluindo o tecido prostático normal, porém as lesões prostáticas apresentaram maior número de amostras com escores mais elevados de marcação (escores três e quatro), presente em 95% dos focos de PIA e carcinoma. Concluiu-se que o aumento de expressão de óxido nítrico nas lesões prostáticas no cão e a expressão de GSTP-1 podem ter protegido o tecido prostático canino e que a expressão de p53 foi positiva e uniforme nas próstatas normais e com lesões hiperplásicas e displásicas.

Influências de dietas ricas em ácidos graxos saturados e insaturados sobre o miocárdio de ratos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação do caráter oxidante da violaceína

Violacein is a violet pigment isolated from many gram-negative bacteria, especially from Chromobacterium violaceum, a betaproteobacterium found in the Amazon River in Brazil. It has potential medical applications as an antibacterial, fungicide, anti-tryptanocidal, anti-ulcerogenic and anti-cancer drug, among others. Furthermore, its pro-oxidant activity has been suggested, but only in two specific tumor lineages. Thus, in the present study, the prooxidant effects of violacein were investigated in both normal and tumor cells, seeking to evaluate the cell responses. The evaluation of violacein cytotoxicity using the Trypan blue dye exclusion method indicated that CHO-K1 cells were more resistant than tumor HeLa cells. The oxidative stress induced by violacein was manifested as an increase in intracellular SOD activity in CHO-K1 and MRC-5 cells at a specific concentration range. Nevertheless, a decrease was detected specifically at 6-12 μM in HeLa and MRC-5 cells. Interestingly, the increase in SOD activity was not followed by a concomitant increase in catalase activity. Regarding to oxidative stress biomarkers, increased protein carbonylation and lipid hydroperoxides levels were detected respectively in CHO-K1 and MRC-5 cells treated with violacein at 1.5-3 μM and 3 μM, which may be an evidence that this compound causes oxidative stress specifically in these conditions. Additionally, it is believed that the decline in cell viability observed in MRC-5 cells and HeLa treated with violacein at 6-12 M is due to mechanisms not related to oxidative stress. Moreover, the results suggested that violacein might cause oxidative stress by increasing endogenous levels of O2 -, since the occurrence of an expressive change in SOD activity. In addition, in order to evaluate the antioxidant activity of violacein in the absence of a biological system, the total antioxidant and iron chelating activity were evaluated, so that antioxidant activities were detected at 30 and 60 μM of violacein. Altogether, the results indicate that although oxidative stress is triggered by incubation with violacein, it did not seem to be high enough to cause serious damage to cell biomolecules in HeLa cells and only at specific concentrations in CHOK-1 and MRC-5 cells. Comparing the results obtained in cell culture and the in vitro antioxidant activity evaluation, the results confirmed that violacein presents opposing oxidant features when in presence or absence of a biological system and the antioxidant character only occurs at high concentrations of the pigment.

Aspectos morfológicos de biópsias musculares em equinos com miopatia sob forma de surto

As miopatias em equinos são classificadas de acordo com aspectos clínicos, morfológicos e moleculares, em três grandes grupos: não associadas ao exercício, associadas ao exercício e devido alteração da condução elétrica do sarcolema. Apesar dos avanços no diagnóstico, a literatura ainda relata surtos de miopatia em equinos sem etiologia esclarecida em diversos países. O objetivo desse estudo foi descrever as alterações histológicas e histoquímicas de biópsias musculares de equinos acometidos por miopatia. Sete equinos da raça Quarto de Milha, com 18-24 meses de idade, apresentaram sinais clínicos de miopatia. Dentre esses animais, cinco apresentaram sinais subagudos leves a moderados e dois apresentaram sinais hiperagudos severos e decúbito lateral. Foram realizadas biópsias musculares utilizando a técnica percutânea, por agulha tipo Bergström, no músculo glúteo médio em todos os animais acometidos. As amostras foram processadas por meio de técnicas histológicas (HE, Tricrômio de Gomori modificado) e histoquímicas (PAS, NADH, ATPase). Nos quadros clínicos mais leves, a principal alteração encontrada foi a presença de fibras vermelhas rajadas do tipo I e IIA, que estão associadas às alterações do metabolismo oxidativo e das funções mitocondriais, como ocorrem nas miopatias mitocondriais. Também foram observadas fibras atróficas do tipo I e IIA, além da presença de agregados subsarcolemais. Nos quadros mais severos o tecido muscular apresentou infiltrado inflamatório, aumento de colágeno, fagocitose, necrose, calcificação e regeneração muscular. Diante dos achados morfológicos, da resposta à terapia com vitamina E e Se e da baixa mortalidade quando comparado aos relatos de miopatia atípica, conclui-se que esse surto foi desencadeado por lesões mitocondriais, caracterizadas pelas fibras musculares vermelhas rajadas, possivelmente devido uma quebra da homeostase de vitamina E e Se, sendo compatível com o diagnóstico de miopatia nutricional.