Production of positive controls for calcivirus-specific PCR using recombinant baculiovirus technology

Recent advances in our knowledge of the genetic structure of human caliciviruses (HuCVs) and small round-structured viruses (SRSVs) have led to the development of polymerase chain reaction (PCR)-based molecular tests specific for these viruses. These methods have been developed to detect a number of human pathogenic viruses in environmental samples including water, sewage and shellfish. HuCVs and SRSVs are not culturable, and no animal model is currently available. Therefore there is no convenient method of preparing viruses for study or for reagent production. One problem facing those attempting to use PCR-based methods for the detection of HuCVs and SRSVs is the lack of a suitable positive control substrate. This is particularly important when screening complex samples in which the levels of inhibitors present may significantly interfere with amplificiation. Regions within the RNA polymerase regions of two genetically distinct human caliciviruses have been amplified and used to produce recombinant baculoviruses which express RNA corresponding to the calicivirus polymerase. This RNA is being investigated as a positive control substrate for PCR testing, using current diagnostic primer sets. Recombinant baculovirus technology will enable efficient and cost-effective production of large quantities of positive control RNA with a specific known genotype. We consider the development of these systems as essential for successful screening and monitoring applications.

Detection of cryptosporidium oocysts in water and environmental concentrates

Whilst current methods for the isolation and enumeration of Cryptosporidium spp. oocysts in water have provided some insight into their occurrence and significance, they are regarded as being inefficient, variable and time-consuming, with much of the interpretation being left to the expertise of the analyst. Two expectations of novel developments are to reduce the variability and subjectivity associated with the isolation and identification of oocysts. Flocculation, immunomagnetisable and flow cytometric techniques, for concentrating oocysts from water samples, should prove more reliable than current methods, whilst the development of more avid and specific monoclonal antibodies in conjunction with the use of nuclear fluorochromes will aid identification. Further insight into the viability, taxonomy, species identification, infectivity and virulence of the parasite should be forthcoming through the use of techniques such as the polymerase chain reaction, in situ hybridisation and non-uniform alternating current electrical fields. Such information is necessary in order to enable microbiologists, epidemiologists, engineers, utility operators and regulators to assess the safety of a water supply, with respect to Cryptosporidium contamination, more effectively.

Estudos dos polimorfismos dos genes da apolipoproteína E (ApoE) e do receptor de LDL (RLDL - A370T) em indivíduos jovens pertencentes ao estudo do Rio de Janeiro em seguimento de 28 Anos

Estudos demonstram a associação de alterações da apolipoproteína E (ApoE) e do receptor do LDL (RLDL) com a ocorrência de doenças cardiovasculares e dislipidemia. O objetivo principal deste trabalho foi investigar a associação entre genótipos diferenciais da ApoE e do RLDL com a persistência de alterações de variáveis lipídicas em indivíduos jovens acompanhados há 28 anos no Estudo do Rio de Janeiro (ERJ). Através de um estudo longitudinal, tipo coorte, investigou-se 56 indivíduos (35M) em três avaliações. Em A1 (13.301.53 anos), A2 (22.091.91 anos) e A3 (31.231.99). Nas três ocasiões foi realizada avaliação clínica. Em A2 e A3 foram dosados colesterol total, HDL, LDL e triglicerídeos. Em A3 acrescentou-se o estudo dos polimorfismos genéticos da ApoE e do RLDL. Os fragmentos de interesse neste estudo foram amplificados por PCR (polymerase chain reaction) e os genótipos foram identificados através de reações de restrição. As frequências genotípicas de ApoE foram ε3/ε3 (62,5%), ε3/ε4 (25%), ε2/ε3 (5,4%) ,ε2/ε4 (5,4%) e ε4/ε4 (1,8%) e para os genótipos de RLDL foram AA (85,7%), AT (12,5%) e TT (1,8%). O genótipo ε2/ε2 não foi observado. A análise da distribuição dos genótipos de ApoE segundo a permanência de dislipidemia mostrou que todos os indivíduos com genótipo de ApoE dos tipos ε2/ε4 e ε4/ε4 mantiveram pelo menos um lípide alterado em A2 e A3 entretanto, todos os indivíduos com genótipo de ApoE do tipo ε2/ε3 não apresentaram lípides alterados em A2 e A3. Para o genótipo do RLDL não houve diferença significativa. Quando analisadas isoladamente, não foi identificado nenhum resultado significativo em A2 e/ou A3 associado a estes genótipos. O polimorfismo do gene da ApoE esteve associado à permanência de dislipidemia em indivíduos jovens acompanhados em estudo de seguimento longitudinal

Genotypes, Recombinant Forms, and Variants of Norovirus GII.4 in Gipuzkoa (Basque Country, Spain), 2009-2012

Background: Noroviruses (NoVs) are genetically diverse, with genogroup II-and within it-genotype 4 (GII.4) being the most prevalent cause of acute gastroenteritis worldwide. The aim of this study was to characterize genogroup II NoV causing acute gastroenteritis in the Basque Country (northern Spain) from 2009-2012. Methods: The presence of NoV RNA was investigated by reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) in stool specimens from children younger than 15 years old with community-acquired acute gastroenteritis, and from hospitalized adults or elderly residents of nursing homes with acute gastroenteritis. For genotyping, the open reading frames ORF1 (encoding the polymerase) and ORF2 (encoding the major capsid protein) were partially amplified and sequenced. Recombinant strains were confirmed by PCR of the ORF1/ORF2 junction region. Results: NoV was detected in 16.0% (453/2826) of acute gastroenteritis episodes in children younger than 2 years, 9.9% (139/1407) in children from 2 to 14 years, and 35.8% (122/341) in adults. Of 317 NoVs characterized, 313 were genogroup II and four were genogroup I. The GII.4 variants Den Haag-2006b and New Orleans-2009 predominated in 2009 and 2010-2011, respectively. In 2012, the New Orleans-2009 variant was partially replaced by the Sydney-2012 variant (GII.Pe/GII.4) and New Orleans-2009/Sydney-2012 recombinant strains. The predominant capsid genotype in all age groups was GII.4, which was the only genotype detected in outbreaks. The second most frequent genotype was GII.3 (including the recently described recombination GII.P16/GII.3), which was detected almost exclusively in children. Conclusion: Nine different genotypes of NoV genogroup II were detected; among these, intergenotype recombinant strains represented an important part, highlighting the role of recombination in the evolution of NoVs. Detection of new NoV strains, not only GII.4 strains, shortly after their first detection in other parts of the world shows that many NoV strains can spread rapidly.

Surface mucous as a source of genomic DNA from Atlantic billfishes (Istiophoridae) and swordfish (Xiphiidae)

Procedures for sampling genomic DNA from live billfishes involve manual restraint and tissue excision that can be difficult to carry out and may produce stresses that affect fish survival. We examined the collection of surface mucous as a less invasive alternative method for sourcing genomic DNA by comparing it to autologous muscle tissue samples from Atlantic blue marlin (Makaira nigricans), white marlin (Tetrapturus albidus), sailfish (Istiophorus platypterus), and swordfish (Xiphias gladius). Purified DNA from mucous was comparable to muscle and was suitable for conventional polymerase chain reaction, random amplified polymorphic DNA analysis, and mitochondrial and nuclear locus sequencing. The nondestructive and less invasive characteristics of surface mucous collection may promote increased survival of released specimens and may be advantageous for other marine fish genetic studies, particularly those involving large live specimens destined for release.

Microsatellite primers for red drum (Sciaenops ocellatus)

In this note, we document polymerase-chain-reaction (PCR) primer pairs for 101 nuclear-encoded microsatellites designed and developed from a genomic library for red drum (Sciaenops ocellatus). Details of the genomic library construction, the sequencing of positive clones, primer design, and PCR protocols may be found in Karlsson et al. (2008). The 101 microsatellites (GENBA NK Accession Numbers EU015882-EU015982) were amplified successfully and used to genotype 24 red drum obtained from Galveston Bay, Texas (Table 1). A total of 69 of the microsatellites had an uninterrupted (perfect) dinucleotide motif, and 30 had an imperfect dinucleotide motif; one microsatellite had an imperfect tetranucleotide motif, and one had an imperfect and compound motif (Table 1 ). Sizes of the cloned alleles ranged from 84 to 252 base pairs. A ‘blast’ search of the GENBANK database indicated that all of the primers and the cloned alleles were unique (i.e., not duplicated).

Microsatellite multiplex panels for genetic studies of gray snapper (Lutjanus griseus) and lane snapper (Lutjanus synagris)

Microsatellites are codominantly inherited nuclear-DNA markers (Wright and Bentzen, 1994) that are now commonly used to assess both stock structure and the effective population size of exploited fishes (Turner et al., 2002; Chistiakov et al., 2006; Saillant and Gold, 2006). Multiplexing is the combination of polymerase chain reaction (PCR) amplification products from multiple loci into a single lane of an electrophoretic gel (Olsen et al., 1996; Neff et al., 2000) and is accomplished either by coamplification of multiple loci in a single reaction (Chamberlain et al., 1988) or by combination of products from multiple single-locus PCR amplifications (Olsen et al., 1996). The advantage of multiplexing micro-satellites lies in the significant reduction in both personnel time (labor) and consumable supplies generally required for large genotyping projects (Neff et al., 2000; Renshaw et al., 2006).

Hanseníase neural, aspectos diagnósticos da forma neural pura e mecanismos imunopatogênicos da lesão do nervo na doença. Participação de quimiocinas CCL2 e CXCL10 e metaloproteinases 2 e 9

O diagnóstico da hanseníase neural pura baseia-se em dados clínicos e laboratoriais do paciente, incluindo a histopatologia de espécimes de biópsia de nervo e detecção de DNA de Mycobacterium leprae (M. leprae) pelo PCR. Como o exame histopatológico e a técnica PCR podem não ser suficientes para confirmar o diagnóstico, a imunomarcação de lipoarabinomanana (LAM) e/ou Glicolipídio fenólico 1 (PGL1) - componentes de parede celular de M. leprae foi utilizada na primeira etapa deste estudo, na tentativa de detectar qualquer presença vestigial do M. leprae em amostras de nervo sem bacilos. Além disso, sabe-se que a lesão do nervo na hanseníase pode diretamente ser induzida pelo M. leprae nos estágios iniciais da infecção, no entanto, os mecanismos imunomediados adicionam severidade ao comprometimento da função neural em períodos sintomáticos da doença. Este estudo investigou também a expressão imuno-histoquímica de marcadores envolvidos nos mecanismos de patogenicidade do dano ao nervo na hanseníase. Os imunomarcadores selecionados foram: quimiocinas CXCL10, CCL2, CD3, CD4, CD8, CD45RA, CD45RO, CD68, HLA-DR, e metaloproteinases 2 e 9. O estudo foi desenvolvido em espécimes de biópsias congeladas de nervo coletados de pacientes com HNP (n=23 / 6 BAAR+ e 17 BAAR - PCR +) e pacientes diagnosticados com outras neuropatias (n=5) utilizados como controle. Todas as amostras foram criosseccionadas e submetidas à imunoperoxidase. Os resultados iniciais demonstraram que as 6 amostras de nervos BAAR+ são LAM+/PGL1+. Já entre as 17 amostras de nervos BAAR-, 8 são LAM+ e/ou PGL1+. Nas 17 amostras de nervos BAAR-PCR+, apenas 7 tiveram resultados LAM+ e/ou PGL1+. A detecção de imunorreatividade para LAM e PGL1 nas amostras de nervo do grupo HNP contribuiu para a maior eficiência diagnóstica na ausência recursos a diagnósticos moleculares. Os resultados da segunda parte deste estudo mostraram que foram encontradas imunoreatividade para CXCL10, CCL2, MMP2 e MMP9 nos nervos da hanseníase, mas não em amostras de nervos com outras neuropatias. Além disso, essa imunomarcação foi encontrada predominantemente em células de Schwann e em macrófagos da população celular inflamatória nos nervos HNP. Os outros marcadores de ativação imunológica foram encontrados em leucócitos (linfócitos T e macrófagos) do infiltrado inflamatório encontrados nos nervos. A expressão de todos os marcadores, exceto CXCL10, apresentou associação com a fibrose, no entanto, apenas a CCL2, independentemente dos outros imunomarcadores, estava associada a esse excessivo depósito de matriz extracelular. Nenhuma diferença na frequência da imunomarcação foi detectada entre os subgrupos BAAR+ e BAAR-, exceção feita apenas às células CD68+ e HLA-DR+, que apresentaram discreta diferença entre os grupos BAAR + e BAAR- com granuloma epitelioide. A expressão de MMP9 associada com fibrose é consistente com os resultados anteriores do grupo de pesquisa. Estes resultados indicam que as quimiocinas CCL2 e CXCL10 não são determinantes para o estabelecimento das lesões com ou sem bacilos nos em nervo em estágios avançados da doença, entretanto, a CCL2 está associada com o recrutamento de macrófagos e com o desenvolvimento da fibrose do nervo na lesão neural da hanseníase.

Influência do polimorfismo genético de citocinas na hepatite C crônica em uma população do Rio de Janeiro

A infecção pelo vírus da hepatite C (VHC) é uma das mais comuns infecções ao redor do mundo. Aproximadamente, 20% dos pacientes infectados eliminam espontaneamente o vírus, porém a maioria dos indivíduos infectados desenvolve infecção crônica com amplo espectro de lesões hepáticas, desde inflamação leve até cirrose. A resposta imune do hospedeiro exerce grande influência sobre o desfecho da infecção pelo VHC. O objetivo deste trabalho foi analisar a influência dos polimorfismos genéticos de citocinas na susceptibilidade ou persistência da infecção por VHC e no clareamento espontâneo em uma amostra de pacientes da população do Rio de Janeiro (Brasil). Os polimorfismos genéticos das citocinas TNFA (-308), TGFB1 (codon 10 e 25), IL10 (-1082, -592), IL6 (-174) e IFNG (+874) foram analisados por PCR-SSP em 245 pacientes com hepatite C crônica (HCC), 41 pacientes que alcançaram o clareamento viral espontâneo e 189 indivíduos controle saudáveis. Além disso, os polimorfismos próximos ao gene da citocina IL28B (rs12979860, rs12980275 e rs8099917) foram analisados por PCR em tempo real em todos os grupos. O grau de fibrose e inflamação, a resposta ao tratamento e o genótipo do vírus também foram levados em consideração quanto ao desfecho da HCC Os genótipos IL28B rs12979860 CC e CT e rs12980275 AA e AG foram significativamente associados ao clareamento espontâneo e à resposta à terapia anti-viral. Da mesma forma, o alelo C (rs12979860) e o alelo A (rs12980275) foram significativamente maior no grupo Clareamento. O alelo C de IL6 (-174) foi associado com o Clareamento. Nenhuma associação entre as demais citocinas e o desfecho da HCC foi encontrada. O Genótipo TNFA (-308) GG parece estar associado com menor grau de inflamação. Além disso, a etnia auto declarada influencia a distribuição dos polimorfismos em IL6 (-174) e IL28B rs12979860 e rs8099917. Nossas observações indicam que os polimorfismos próximos ao gene da IL28B estão associados com o clareamento viral e resposta ao tratamento na população do Rio de Janeiro. Além disso, nossos resultados podem ser úteis para futuras investigações entre os polimorfismos de citocinas e a infecção por VHC numa população heterogênea como a Brasileira.

Prevalência do polimorfismo -1031 T>C do gene TNFA em um grupo de diabéticos tipo I e sua relação com a periodontite severa

Diabetes mellitus e doenças periodontais são altamente prevalentes na população mundial. Doenças periodontais (DPs) compreendem um grupo de condições crônicas inflamatórias induzidas por microorganismos que levam à inflamação gengival, à destruição tecidual periodontal e à perda óssea alveolar. Diabetes mellitus (DM) é o termo utilizado para descrever um grupo de desordens metabólicas associadas à intolerância à glicose e ao metabolismo inadequado de carboidratos. Uma vez que DPs poderiam agir de forma similar a outros estados infecciosos sistêmicos, aumentando a severidade do diabetes, uma possível relação entre ambas tem sido considerada em todo o mundo. Polimorfismos genéticos de um único nucleotídeo (SNPs) têm sido estudados em diversas doenças. Nas periodontites, acredita-se que possam estar envolvidos na exacerbação da resposta inflamatória frente ao desafio bacteriano, modificando a susceptibilidade do hospedeiro. Neste estudo, a prevalência de periodontite foi avaliada em portadores de diabetes mellitus tipo I. Posteriormente, o SNP localizado na região promotora do gene TNFA (-1031T>C) foi analisado e sua importância para a doença periodontal destrutiva foi avaliada. O grupo teste foi constituído por diabéticos tipo I (DGT, n=113) enquanto o grupo controle por indivíduos não diabéticos (ND, n=73). Para as análises dos polimorfismos genéticos, um subgrupo foi retirado do grupo teste (DG, n=58) e comparado ao grupo ND. Os seguintes parâmetros clínicos e demográficos foram avaliados: percentual de sítios com profundidade de bolsa  6,0 mm (%PBS6,0 mm); índice gengival (IG); perda óssea radiográfica (POR); fumo; duração do diabetes ; idade; índice de massa corpórea (IMC), n de internações e n de dentes presentes. Amostras de sangue e/ou esfregaço bucal foram colhidas de 58 pacientes do grupo teste e de 73 controles. Após a extração do DNA genômico e amplificação da região genômica de interesse por PCR (Polymerase Chain Reaction), o polimorfismo TNFA 1031T>C foi analisado por BbsI RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism). A análise dos produtos de digestão foi feita por eletroforese em gel de poliacrilamida 8%. A análise estatística das freqüências alélica e genotípica juntamente com os dados clínicos e epidemiológicos entre os 2 grupos foi feita através do teste do Mann-Whitney e do Qui-quadrado. Os grupos de estudo obedecem ao princípio de Hardy-Weinberg. No grupo ND, as seguintes freqüências genotípicas foram encontradas: 78,1% (T/T); 20,5% (T/C) e 1,4% (C/C) enquanto no grupo D foram: 42,4%(T/T); 37,3% (T/C) e 20,3% (C/C). A frequência do alelo T no grupo diabético (D) foi de 0,610 ao passo que no grupo ND foi de 0,883. Não foi possível encontrar uma relação entre o polimorfismo -1031 T>C do gene TNFA e a presença de periodontite em diabéticos tipo I. Entretanto, o polimorfismo estudado se mostrou significativamente relacionado (p<0,0001 e OR= 4.85 95%IC 2,271-10,338) à presença do diabetes tipo I.

Adaptação digestiva com duodenal switch parcial em pacientes diabéticos e com IMC<35 Kg/m2. Análise da resposta clínica, laboratorial, enterohormonal e da expressão do gene p53 na mucosa intestinal

O diabetes mellitus tipo 2 (DM2) é uma doença de prevalência crescente na população mundial, sendo associado ao aumento de diversas comorbidades. A relação entre o trato digestivo e o DM2 tem sido fortalecida a partir dos resultados das diferentes cirurgias metabólicas frente à remissão do distúrbio endócrino. Alterações morfológicas hipertróficas no epitélio intestinal são percebidas nos estágios iniciais da doença e parece ter papel primordial na instalação da hiperglicemia crônica. O gene p53 participa ativamente dos processos de regulação do crescimento epitelial intestinal e pode sofrer alteração de sua expressão em estados diabéticos. Objetiva-se avaliar os resultados clínicos e laboratoriais de pacientes DM2 e com índice de Massa Corpórea (IMC) >25 e <35 Kg/m2 submetidos a cirurgia metabólica denominada adaptação digestiva com duodenal switch parcial (DSP) e avaliar o comportamento da expressão do gene p53 na mucosa intestinal no período pré e pós-operatório. Nove pacientes DM2, com IMC<35Kg/m2 foram operados pela técnica DSP. Biópsias de duodeno e íleo foram colhidas no estado diabético (pré e transoperatório respectivamente) e, 3 meses após a cirurgia, através de endoscopia digestiva alta. Foram comparados os dados de evolução antropométrica (IMC) e laboratorial no período pré e pós-operatório. Através do método enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) foram determinados os níveis dos entero-hormônios glucagon-like peptide-1 (GLP-1) e glucose-dependent insulinotropic peptide (GIP), no pré e pós-operatório, em jejum e pós-prandial nos períodos 30',60',90' e 120'. A expressão do gene p53, foi avaliada por real time polymerase chain reaction (qrt-PCR) e western blot, nos dois diferentes momentos. As variáveis: glicemia de jejum e pós-prandial (2 horas), trigliceridemia de jejum, hemoglobina glicada (HbAc1) e peptídeo C foram analisadas. As médias dos parâmetros laboratoriais foram comparadas pela análise multivariada ANOVA e após teste-Tukey. A média de expressão relativa do gene p53 foi comparada nos dois períodos pelo teste t-student. Os resultados evidenciaram que entre maio e dezembro de 2010, nove pacientes (4 homens, 5 mulheres) DM2 e com IMC entre 26 e 34Kg/m2 foram submetidos a DSP. A média de IMC do grupo operado foi de 31,3. Houve queda do IMC média de 23% após um ano. Houve queda significativa (p<0,05) nos níveis de triglicerídeos, glicemia de jejum e pós-prandial (2 horas), HbA1c assim como aumento do peptídeo-C (p<0,05), quando comparados os períodos pré e pós-operatório. Os níveis séricos de GLP-1 foram significativamente maiores no pós-operatório (p<0,05), tanto em jejum como pós-prandial sendo que houve diminuição dos níveis de GIP, contudo sem significância estatística. O gene p53 sofreu aumento significativo de sua expressão relativa (qrt-PCR)(p<0,05) no período pós-operatório na mucosa duodenal e uma tendência de aumento no íleo, contudo sem significância estatística. A análise da expressão ao nível proteico foi bem sucedida somente no íleo, também mostrando tendência de aumento. Concluí-se que a DSP foi capaz de controlar satisfatoriamente o DM2 em pacientes com IMC<35 Kg/m2. Houve aumento da secreção de GLP-1 e tendência de diminuição do GIP. Houve aumento da expressão do p53 na mucosa intestinal, no período pós-operatório, após o controle do diabetes, quando comparada ao período pré-operatório.

PCR-SSCP and Isoelectric Focusing as Screening Methods for Identification of (Sub-) Tropical Fish Species

To ensure the authentication of fishery products lacking biological characters, rapid species identification methods are required. Two DNA- and protein-based methods, PCR-SSCP (polymerase chain reaction - single strand conformation polymorphism) of a 464 bp segment of the cytochrome b – gene and isoelectric focusing (IEF) of water-soluble proteins from fish fillets, were applied to identify fillets of (sub-) tropical fish species available on the European market. Among the samples analysed were two taxonomically identified species from the family Sciaenidae and one from Sphyraenidae. By comparison of DNA- and protein patterns of different samples, information about intra-species variability of patterns, and homogeneity of batches (e.g. fillet blocks or bags) can be obtained. PCR-SSCP and IEF may be useful for pre-checking of a large number of samples by food control laboratories. Zusammenfassung Zur Sicherstellung der Authentizität von Fischerei-Erzeugnissen ohne biologische Merkmale sind schnelle Verfahren zur Speziesidentifizierung hilfreich. Zwei Methoden der DNA- bzw. Protein-Analyse wurden eingesetzt, um Filets (sub-) tropischer Fischarten, die auf dem europäischen Markt angeboten werden, zu identifizieren. Bei diesen Methoden handelt es sich um die PCR-SSCP (Polymerase-Kettenreaktion – Einzelstrang-Konformationspolymorphismus) – Analyse der PCR-Produkte und die IEF (isoelektrische Fokussierung) der wasserlöslichen Fischmuskelproteine. Unter den untersuchten Proben waren zwei taxonomisch bestimmte Arten aus der Familie Sciaenidae und eine Spezies aus der Familie Sphyraenidae. Durch Vergleich der DNA- bzw. Proteinmuster lassen sich Informationen über die intra-spezifische Variabilität solcher Muster und die Einheitlichkeit von Partien (beispielsweise Filetblöcke oder Filetbeutel) gewinnen. PCR-SSCP und IEF können in Laboratorien der Lebensmittelüberwachung als Vortest gerade bei hohen Probenzahlen sinnvoll eingesetzt werden.

Caracterização da distribuição de alelos de loci STR do cromossomo Y com elevada taxa de mutação em uma amostra populacional do Rio de Janeiro

Marcadores genéticos presentes no cromossomo Y, como os microssatélites (Y-STRs) e polimorfismos de único nucleotídeo (Y-SNPs) são utilizados na caracterização de linhagens masculinas, visto que são transmitidos às gerações seguintes sem alterações, a menos que ocorram mutações (Singh et al., 2011; Mitchell & Hammer, 1996; Butler, 2009). Por isso, esses marcadores são amplamente empregados em diversas situações, destacando-se o uso constante dos Y-STRs na genética forense por apresentarem alta capacidade de discriminar linhagens. Recentemente, foram descritos 13 marcadores com taxas de mutação substancialmente superiores àquelas verificadas para loci STR do cromossomo Y, denominados Rapidly Mutating (RM) Y-STRs (Ballantyne et al., 2010; Kayser et al., 2012). Devido às taxas de mutação elevadas, os RM-YSTRs apresentam maior eficiência na discriminação entre indivíduos proximamente relacionados, pertencentes à mesma linhagem patrilínea. O presente trabalho buscou aprofundar o conhecimento acerca das características populacionais e mutacionais dos loci RM-YSTRs em amostra do Rio de Janeiro, contribuindo com estudos desta natureza na população brasileira. Realizou-se a análise de 13 loci do cromossomo Y em 258 indivíduos do sexo masculino, compondo 129 pares de pais e filhos, nascidos no estado do Rio de Janeiro. O DNA das amostras foi extraído, conforme os protocolos vigentes na rotina do LDD-UERJ. As sequências genéticas de interesse foram amplificadas pela técnica de reação em cadeira da polimerase (PCR) através da realização de três PCR multiplex, cujos produtos de amplificação foram separados por eletroforese em sequenciador automático ABI-3500 (Applied Biosystems). Para os pares pai/filho que apresentaram haplótipos mutados, empregou-se a técnica de sequenciamento para confirmação das mutações. Os loci RM-YSTR geraram um poder de discriminação de 1,0 na amostra analisada, o que significa que todos os 129 indivíduos da amostra populacional apresentaram haplótipos diferentes para tais marcadores, com frequências de 0,0077 e diversidade haplotípica igual a 1. Além disso, foram obtidos valores elevados de diversidade gênica para os 13 marcadores. A análise de distância genética e os resultados de AMOVA baseados nos valores de Fst demonstraram que os RM-YSTR não indicam subdivisão populacional e traços ancestrais comuns. Tais valores estão associados às elevadas taxas de mutação encontradas, cuja média foi de 2,11 x 10-2. Foi possível observar que os loci RM-YSTR são muito discriminativos na amostra miscigenada analisada, além de terem maior capacidade de diferenciar indivíduos do que outros conjuntos de marcadores normalmente usados em estudos populacionais e análises forenses. Sendo assim, é possível concluir que os marcadores RM-YSTR são promissores para discriminar indivíduos da mesma linhagem patrilínea, visto que devido às suas elevadas taxas mutacionais e poder de discriminação, são capazes de diferenciar indivíduos de maneira mais eficiente do que os outros conjuntos de STR. Porém, é necessário maior número de estudos para melhor caracterização destes loci em diferentes populações.

连续PCR扩增过程中异常现象的发生机理研究

聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）技术从其发明以来，因为其操作的简单方便和高效率而在生物学研究的各个领域得到了广泛的应用，包括序列扩增、序列的人工突变、疾病诊断、法医学鉴定、基因的表达分析等等。从PCR技术发明以来，如何提高反应的特异性和反应的效率一直是人们所共同关心的题目，为此也发展了相当数量的各种方法，如热启动PCR、降落PCR、巢式PCR以及在反应体系中添加一些有益的附属物等。而适合不同目的的PCR技术也得到了充分的发展，如多重PCR、反转录PCR、定量PCR、原位PCR、PCR突变、毛细管PCR技术等等。并且，包括随机引物扩增多态、扩增片段长度多态性、简单重复序列多态性、单核苷酸多态性等这些在PCR技术基础上发展而来的各种分子标记技术极大地方便了遗传分析和遗传图谱的构建等工作。在PCR技术发明了20年后的今天，提高PCR的反应性能、发展适合新领域的PCR技术和新的分子标记技术仍然是研究者关心的题目和努力的方向。 　　PCR实验中已经观察到多种异常现象，除了常见的扩增失败（没有产物）、扩增产物特异性不强（有非特异产物出现）、引物多聚体产物扩增、扩增效率低等现象以外，还包括PCR介导的重组、跳跃、复制滑动等等。阐明这些异常现象的发生机理和过程，避免或缓解这些异常现象在扩增过程中对目的产物扩增的影响，以及促进和利用一些特殊的异常PCR扩增都是PCR技术研究所关心的话题。各种研究工作中经常需要扩增一些长片段的序列，但是在进行长片段PCR时经常会发现扩增目标序列的长度是有限的、扩增效率比较低、扩增产物检测中有很强的背景弥散等现象;同时长片段PCR需要一些特殊的反应体系组成和反应条件。如何更加有效地实现更长序列的PCR扩增也是人们所关心的话题之一。 　　常见的PCR产物重复扩增（以上一轮扩增产物为模板进行新的PCR扩增）扩增轮数少，通常仅进行一次重复扩增;同时，在重复扩增中常使用的策略是使用巢式引物。而连续PCR扩增实验（用相同的引物以产物为模板进行多轮次的连续重复PCR扩增）从未见于文献报道。我们第一次系统地进行了连续PCR扩增实验;同时，在实验过程中我们观察到了一种新的PCR扩增异常现象——用不同来源的模板（病毒、细菌质粒或真核生物来源的DNA序列）进行连续PCR扩增不同长度的靶序列，经过有限次数的重复扩增后，最终都会导致扩增失败;这种扩增失败都表现为在常规琼脂糖电泳检测时特异产物条带的消失和不能泳动出点样孔之复杂异常产物的出现;这种扩增产生的异常产物能够被稳定地重复扩增。用λ和细菌质粒序列为模板连续扩增不同长度靶序列的结果表明：连续PCR扩增失败的时期具有扩增靶序列长度的依赖性，越长的靶序列在连续PCR中扩增失败的时期越早。 　　对不同连续PCR扩增的扩增过程观察表明扩增产物经历了一个从高效特异性扩增到低效率特异性扩增，再到扩增产生复杂异常产物的过程。对复杂异常产物的甲酰胺辅助变性处理和变性胶电泳（尿素变性聚丙烯酰胺胶电泳和NaOH碱变性琼脂糖电泳）检测表明扩增产生的复杂产物主要由连续分布的小于靶序列长度的具有相当程度多样性的非全长链组成。连续PCR产生的复杂产物在内部具有局部的双链区域和大量的单链区域及外部单链分支，能够被单链特异的S1核酸酶消化，但是不能被双链特异的限制性内切酶消化。用DNase I或限制性内切酶处理连续扩增早期产生特异扩增产物形成不同长度序列组成的混合物，或者直接用不同扩增反应产生的不同长度的核酸序列组成混合物，混合物在经历变性-复性后都表现出类似连续PCR失败所产生的异常产物电泳行为。这些证据都表明PCR扩增过程中形成的非全长链成分是导致这种异常现象的关键因素，多个不同长度的非全长链复性形成“杂种分子”（具有较大且不一致的分子量和复杂的分支结构），最终表现为常规琼脂糖电泳异常的复杂产物。同时，异常产物组成非全长链成分和全长链成分是其能够实现稳定重复扩增的基础。 　　实验结果表明：对于特定长度的靶序列而言，导致复杂异常出现的根本原因是连续PCR扩增体系中所经历的总PCR热循环数目（每一轮PCR扩增所使用的循环数目多，成功连续扩增的轮数就少）;而扩增体系中的引物浓度、DNA聚合酶用量的多少、扩增程序中时间参数等对此影响较小;巢式PCR和单引物-互补引物PCR的结果表明这些处理对于缓解或延迟异常产物的出现有一定的作用。人工处理（DNase I或限制性内切酶处理）完整模板双链形成的非全长链长产物，然后把非全长链长产物以不同比例同完整模板混合模拟连续扩增后期产物，这种人工混合模板表明连续PCR扩增中同源的非全长链成分对PCR扩增有严重的干扰作用，是导致复杂异常产物出现的直接原因。 　　已有的研究表明：PCR介导重组、长片段PCR难于操作有共同的产生基础——扩增过程中非全长链成分的产生和非全长链成分对后续扩增过程的干扰作用。这一点和导致连续PCR失败的原因是一致的。非全长链成分的出现是PCR扩增过程中不可避免的，其最初产生的可能来源有三个：模板的损伤（扩增前的模板损伤或扩增热循环过程中的损伤）、聚合酶的忠实性、以及聚合酶的进行性。根据聚合酶的特性而调整扩增程序中延伸时间的实验表明，聚合酶的进行性不是导致连续PCR扩增失败的最主要原因。这种非全长链成分产物从无到有且不依赖于体系中非全长链成分的过程我们称之为非全长链成分的初级合成;而已经存在的非全长链成分干扰后续合成形成非全长链成分的过程我们称之为非全长链成分的次级合成。非全长链成分的初级合成和次级合成共同导致了连续扩增的失败和异常产物的形成。 　　从已有的研究结果看，任何降低PCR扩增过程中非全长链成分产生的措施，特别是聚合酶忠实性的提高，都能缓解异常扩增产物的出现和利于长片段PCR操作。 　　

Microbial community analysis of Acropora palamata mucus swabs, water and sediment samples from Hawksnest Bay, St. John, U.S. Virgin Islands

Colonies of the scleractinian coral Acropora palmata, listed as threatened under the US Endangered Species Act in 2006, have been monitored in Hawksnest Bay, within Virgin Islands National Park, St. John, from 2004 through 2010 by scientists with the US Geological Survey, National Park Service, and the University of the Virgin Islands. The focus has been on documenting the prevalence of disease, including white band, white pox (also called patchy necrosis and white patches), and unidentified diseases (Rogers et al., 2008; Muller et al., 2008). In an effort to learn more about the pathologies that might be involved with the diseases that were observed, samples were collected from apparently healthy and diseased colonies in July 2009 for analysis. Two different microbial assays were performed on Epicentre Biotechnologies DNA swabs containing A. palmata coral mucus, and on water and sediment samples collected in Hawksnest Bay. Both assays are based on polymerase chain reaction (PCR) amplification of portions of the small rRNA gene (16S). The objectives were to determine 1) if known coral bacterial pathogens Serratia marcescens (Acroporid Serratiosis), Vibrio coralliilyticus (temperature-dependent bleaching, White Syndrome), Vibrio shiloi (bleaching, necrosis), and Aurantimonas coralicida (White Plague Type II) were present in any samples, and 2) if there were any differences in microbial community profiles of each healthy, unaffected or diseased coral mucus swab. In addition to coral mucus, water and sediment samples were included to show ambient microbial populations. In the first test, PCR was used to separately amplify the unique and diagnostic region of the 16S rRNA gene for each of the coral pathogens being screened. Each pathogen test was designed so that an amplified DNA fragment could be seen only if the specific pathogen was present in a sample. A positive result was indicated by bands of DNA of the appropriate size on an agarose gel, which separates DNA fragments based on the size of the molecule. DNA from pure cultures of each of the pathogens was used as a positive control for each assay.