PCR em tempo real para caracterização de fontes alimentares de flebotomíneos (Diptera: Psychodidae)

Os flebotomíneos são insetos hematófagos de grande importância médica e veterinária atuando como vetores de parasitas como Leishmania. O estudo do padrão alimentar desses vetores pode ajudar a compreender a sua interação com potenciais reservatórios de Leishmania. Neste estudo, desenvolvemos ensaios de PCR em tempo real para identificação de sangue em flebotomíneos. Seis pares de primers foram desenhados com base no gene citocromo b de sequencias disponíveis no GenBank dos seguintes hospedeiros potenciais: cão, gato, cavalo, galinha, rato e humano. Primeiramente, os ensaios de PCR em tempo real utilizando SYBR Green foram conduzidos usando uma curva padrão com oito concentrações diferentes (i.e., 10 ng, 1 ng, 100 pg, 10 pg, 1 pg, 100 fg, 10 fg e 1 fg por 2 µl) de amostras do DNA extraído do sangue com EDTA a partir de cada espécie de animal. Em seguida, o DNA foi extraído de 100 fêmeas de flebotomíneos ingurgitadas de campo pertencentes a três espécies (i.e., Lutzomyia longipalpis, L. migonei e L. lenti) foram testadas pelos protocolos aqui padronizados. Fêmeas de flebotomíneos foram experimentalmente alimentadas em um rato (Rattus rattus) e utilizadas para avaliar a detecção do ensaio. Os protocolos funcionaram de forma eficiente com limites de detecção de 10 pg a 100 fg. Fêmeas de flebotomíneos ingurgitadas coletadas no campo estavam alimentadas de humanos (73 por cento), galinhas (23 por cento), cães (22 por cento), cavalos (15 por cento), ratos (11 por cento) e gatos (2 por cento). Curiosamente, 76,1 por cento das fêmeas de L. longipalpis foram positivas para o sangue humano. No total, 48 por cento das fêmeas testadas estavam alimentadas em uma única fonte, 31 por cento em duas e 12 por cento em três. A análise do curso de tempo mostrou que a técnica de PCR em tempo real visando o DNA de roedor foi capaz de detectar pequenas quantidades de DNA do hospedeiro até 5 dias após o repasto sanguíneo. Esses protocolos representam ferramentas promissoras para a identificação da fonte alimentar de flebotomíneos de campo

Otimização da RT-PCR Multiplex para detecção de vírus dengue em amostras de Aedes aegypti infectados artificialmente

A dengue é a mais importante doença viral transmitida por mosquitos, no que diz respeito à morbidade e mortalidade, que afeta os seres humanos. Este vírus é transmitido pelos vetores Aedes albopictus e Aedes aegypti, este último é o principal vetor nas Américas. O controle da doença se baseia na vigilância laboratorial e vigilância entomológica. A vigilância laboratorial visa aprimorar a capacidade do diagnóstico, detectando precocemente a circulação viral e monitorando os sorotipos circulantes. Dentro deste tipo de vigilância, a RT-PCR é um método bastante usado no diagnóstico da doença em humanos e mosquitos, porém, a má conservação do material pode comprometer a integridade do RNA e trazer resultados falso-negativos. O desenvolvimento de melhores métodos de vigilância do vírus dengue (DENV) em mosquitos é de grande valor para os programas de controle. Desta maneira, o presente projeto visou otimizar a técnica de RT-PCR Multiplex para detecção de DENV em amostras de Ae. aegypti infectadas artificialmente pelo vírus. Primers que amplificam uma região de 80 pb do gene rpL8 de mosquito foram desenhados no site Primer3 e avaliados na ferramenta online Multiple Primer Analyzer, junto com primers que amplificam os sorotipos DENV. Não houve competição de primers e foi observado bandas distintas no gel de agarose. Foi avaliado o efeito de diferentes formas de preservação do material genético das amostras (RNAlater®, freezer -80°C e nitrogênio líquido) por 7 dias, onde não houve diferenças significativas em relação à integridade do RNA. O efeito de diferentes formas de extração de RNA (Kit da QIAGEN® , TRIzol® e Chomczymski-Sacchi) também foi avaliado e o método ChomczymskiSacchi obteve o melhor desempenho. A otimização desta técnica permitirá uma maior confiabilidade nos resultados, já que além da detecção dos sorotipos, haverá uma confirmação da qualidade do RNA, aprimorando a capacidade do diagnóstico e auxiliando a prevenção e controle da transmissão da dengue.

Avaliação da expressão das isoformas da molécula HLA-G e do perfil da resposta imune em pacientes com lúpus eritematoso sistêmico juvenil (LESJ)

O lúpus eritematoso sistêmico juvenil (LESJ) é uma doença inflamatória crônica causada pela produção de autoanticorpos, que reconhecem como estranhos antígenos próprios do organismo, e possuem alta morbidade e mortalidade em relação à doença no adulto. Em sua patogênese estão envolvidos fatores ambientais, hormonais, imunológicos e genéticos. Estudos de associação genética demonstraram que a susceptibilidade ao lúpus é poligênica, e entre os genes envolvidos está o HLA-G que é responsável pela regulação da resposta imune. No estudo, foi analisada a expressão de isoforma da molécula HLA-G e observamos o perfil de resposta imune em pacientes com lúpus eritematoso sistêmico juvenil. Os pacientes que participaram do estudo foram selecionados no serviço de Reumatologia do Hospital das Clínicas e foi coletado sangue periférico de 10 pacientes no momento ativo e inativo do LESJ. O estudo comparou a expressão do mRNA do HLA-G5, IL-10 e TNF, os níveis plasmáticos de sHLA-G e citocinas Th1, Th2 e Th17 entre os grupos com a doença ativa, inativa e o grupo de crianças saudáveis aplicando os testes de Mann-Whitney U e Kruskal-Wallis. Os resultados mostraram que pacientes com LESJ ativo apresentaram níveis elevados das citocinas IL-10 (p=0,004) e IL-6 (p=0,011), além de apresentarem expressão de mRNA do TNF mais elevada em relação ao grupo inativo (p0,05). Mesmo com número reduzido, foi possível caracterizar que houve mudança do perfil de citocinas durante a ativação do LESJ, e a relação dessa ativação com a expressão de HLA-G solúvel, além de servir como base para proposta de um modelo de regulação imunológica, que poderá ser validado em futuros experimentos

Estudo da influência dos alelos do HLA classe I e II e do polimorfismo dos genes de citocinas na infecção pelo HTLV-1

INTRODUÇÃO: O vírus linfotrópico para células T humanas (HTLV-1) é o principal agente causador da Paraparesia Espástica Tropical / Mielopatia associada ao HTLV-1 (PET/MAH) e da Leucemia da célula T do Adulto (LTA). A maioria dos indivíduos infectados permanece assintomática, somente 2 a 5% irão desenvolver uma das duas doenças. Fatores da interação HTLV-1/ hospedeiro estão envolvidos no risco de desenvolver doença. A lesão neurológica na PET/MAH parece ser consequência de uma reação inflamatória, desencadeada pelo reconhecimento de células infectadas por linfócitos T citotóxicos, com consequente liberação de citocinas e lesão medular. OBJETIVO: Identificar marcadores genéticos, que possam ajudar no prognóstico e tratamento dos pacientes portadores do HTLV-1. MÉTODOS: Nas amostras de 117 portadores do HTLV-1 assintomáticos e 171 pacientes com acometimento neurológico em acompanhamento na cidade do Rio de Janeiro, foram realizadas as tipificações dos genes do HLA Classe I e II, dos polimorfismos dos genes das citocinas -308TNF-\03B1,-174IL-6, +874IFN-\03B3, códon 10 e 25TGF-\03B21 e -1082 - 819-592IL-10, e a quantificação da carga proviral. Os dados foram organizados em um banco de dados no programa SPSS. As frequências alélicas e genotípicas foram obtidas por contagem direta. O equilíbrio de Hardy-Weinberg foi avaliado para os polimorfismos das citocinas no sitio http://bioinfo.iconcologia.net/ubbweb/SNPStats_web, em relação ao HLA foram utilizadas as ferramentas disponíveis no sítio \201CLos Alamos HIV database tools\201D. As comparações entre os grupos foram realizadas através de tabelas de contingência 2x2 (quiquadrado, exato de Fisher e odds ratios), valores de p\22640,05 foram considerados significantes RESULTADOS E CONCLUSÕES: O alelo A*02 não influencia a condição clínica nem os níveis da carga proviral. Os alelos A*29 e B*44 foram mais frequentes entre os indivíduos assintomáticos e a sua presença influenciou os níveis da carga proviral sugerindo proteção ao desenvolvimento de doença neurológica. O alelo A*68 foi mais frequente entre os pacientes com doença neurológica, porém sua presença não influenciou nos níveis da carga proviral. O alelo C*04 foi mais frequente entre os portadores assintomáticos e não influenciou os níveis de carga proviral, já o alelo DRB1*03 predominou entre os pacientes com doença neurológica e a sua presença entre os indivíduos assintomáticos acarretou níveis mais elevados de carga proviral, sugerindo ser um possível fator de risco para o desenvolvimento de doença neurológica. Na análise do polimorfismo genético das citocinas, o polimorfismo de IL-10, com perfil fenotípico de baixo produtor da citocina foi mais frequente no grupo dos assintomáticos, enquanto que o fenótipo de produtor intermediário predominou entre os sintomáticos. O perfil fenotípico da população estudada foi caracterizado como: baixo produtor da citocina -308TNF-\03B1, intermediário a alto produtor para códon 10 e códon 25 TGF-\03B2, baixo a intermediário produtor para -1082,-819,- 592 IL-10, alto produtor para -174 IL-6 e baixo a intermediário produtor para +874IFN-\03B3

The development of a real-time PCR to detect pathogenic Leptospira species in kidney tissue

A LightCycler(R) real-time PCR hybridization probe-based assay that detects a conserved region of the 16S rRNA gene of pathogenic but not saprophytic Leptospira species was developed for the rapid detection of pathogenic leptospires directly from processed tissue samples. In addition, a differential PCR specific for saprophytic leptospires and a control PCR targeting the porcine beta-actin gene were developed. To assess the suitability of these PCR methods for diagnosis, a trial was performed on kidneys taken from adult pigs with evidence of leptospiral infection, primarily a history of reproductive disease and serological evidence of exposure to pathogenic leptospires (n = 180) and aborted pig foetuses (n = 24). Leptospire DNA was detected by the 'pathogenic' specific PCR in 25 tissues (14%) and the control beta-actin PCR was positive in all 204 samples confirming DNA was extracted from all samples. No leptospires were isolated from these samples by culture and no positives were detected with the 'saprophytic' PCR. In a subsidiary experiment, the 'pathogenic' PCR was used to analyse kidney samples from rodents (n = 7) collected as part of vermin control in a zoo, with show animals with high microagglutination titres to Leptospira species, and five were positive. Fifteen PCR amplicons from 1 mouse, 2 rat and 14 pig kidney samples, were selected at random from positive PCRs (n = 30) and sequenced. Sequence data indicated L. interrogans DNA in the pig and rat samples and L. inadai DNA, which is considered of intermediate pathogenicity, in the mouse sample. The only successful culture was from this mouse kidney and the isolate was confirmed to be L. inadai by classical serology. These data suggest this suite of PCRs is suitable for testing for the presence of pathogenic leptospires in pig herds where abortions and infertility occur and potentially in other animals such as rodents. Crown Copyright (C) 2007 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Development of a dense SNP-based linkage map of an apple rootstock progeny using the Malus Infinium whole genome genotyping array

Background A whole-genome genotyping array has previously been developed for Malus using SNP data from 28 Malus genotypes. This array offers the prospect of high throughput genotyping and linkage map development for any given Malus progeny. To test the applicability of the array for mapping in diverse Malus genotypes, we applied the array to the construction of a SNPbased linkage map of an apple rootstock progeny. Results Of the 7,867 Malus SNP markers on the array, 1,823 (23.2 %) were heterozygous in one of the two parents of the progeny, 1,007 (12.8 %) were heterozygous in both parental genotypes, whilst just 2.8 % of the 921 Pyrus SNPs were heterozygous. A linkage map spanning 1,282.2 cM was produced comprising 2,272 SNP markers, 306 SSR markers and the S-locus. The length of the M432 linkage map was increased by 52.7 cM with the addition of the SNP markers, whilst marker density increased from 3.8 cM/marker to 0.5 cM/marker. Just three regions in excess of 10 cM remain where no markers were mapped. We compared the positions of the mapped SNP markers on the M432 map with their predicted positions on the ‘Golden Delicious’ genome sequence. A total of 311 markers (13.7 % of all mapped markers) mapped to positions that conflicted with their predicted positions on the ‘Golden Delicious’ pseudo-chromosomes, indicating the presence of paralogous genomic regions or misassignments of genome sequence contigs during the assembly and anchoring of the genome sequence. Conclusions We incorporated data for the 2,272 SNP markers onto the map of the M432 progeny and have presented the most complete and saturated map of the full 17 linkage groups of M. pumila to date. The data were generated rapidly in a high-throughput semi-automated pipeline, permitting significant savings in time and cost over linkage map construction using microsatellites. The application of the array will permit linkage maps to be developed for QTL analyses in a cost-effective manner, and the identification of SNPs that have been assigned erroneous positions on the ‘Golden Delicious’ reference sequence will assist in the continued improvement of the genome sequence assembly for that variety.

Evaluation and comparison of SYBR Green I Real-Time PCR and TaqMan Real-Time PCR methods for quantitative assay of Listeria monocytogenes in nutrient broth and milk

Specific traditional plate count method and real-time PCR systems based on SYBR Green I and TaqMan technologies using a specific primer pair and probe for amplification of iap-gene were used for quantitative assay of Listeria monocytogenes in seven decimal serial dilution series of nutrient broth and milk samples containing 1.58 to 1.58×107 cfu /ml and the real-time PCR methods were compared with the plate count method with respect to accuracy and sensitivity. In this study, the plate count method was performed using surface-plating of 0.1 ml of each sample on Palcam Agar. The lowest detectable level for this method was 1.58×10 cfu/ml for both nutrient broth and milk samples. Using purified DNA as a template for generation of standard curves, as few as four copies of the iap-gene could be detected per reaction with both real-time PCR assays, indicating that they were highly sensitive. When these real-time PCR assays were applied to quantification of L. monocytogenes in decimal serial dilution series of nutrient broth and milk samples, 3.16×10 to 3.16×105 copies per reaction (equals to 1.58×103 to 1.58×107 cfu/ml L. monocytogenes) were detectable. As logarithmic cycles, for Plate Count and both molecular assays, the quantitative results of the detectable steps were similar to the inoculation levels.

The development of a ligase mediated PCR with potential for the differentiation of serovars within Leptospira interrogans

A ligase mediated polymerase chain reaction (LMPCR) was developed to amplify between the repetitive element, IS1533, of Leptospira and adjacent chromosomally located BglII restriction endonuclease enzyme sites. To do this, complimentary oligonucleotide linkers designed to anneal together with an overhanging BglII end were ligated to BglII digested DNA from 35 leptospiral reference strains and field isolates, This ligated DNA was used as template for PCR with oligonucleotide primers specific for the linker and for the repetitive element IS1533. The resultant amplicon profile hybridised a 102 hp region derived from the terminus of IS1533 thus confirming that amplicons generated by LMPCR contained part of IS1533. The number of fragments generated containing IS1533 was significantly fewer than that generated by RFLP but the LMPCR method has the potential to use far less template DNA and be quicker than standard RFLP. Obvious and reproducible interserovar differences were demonstrated by LMPCR whereas for 20 of 21 L. hardjo-bovis isolates tested no intraserovar differences were observed. Of those serovars known to possess IS1533 homologues and tested here by LMPCR, each produced a unique amplicon profile which hybridised the IS1533 terminus probe. The limited heterogeneity amongst hardjo-bovis isolates is discussed as is the potential contribution of this method to diagnosis, differentiation and the phylogenetics of the Leptospires.

Evaluation of the use of high-density SNP genotyping to implement UPOV Model 2 for DUS testing in barley

Developments in high-throughput genotyping provide an opportunity to explore the application of marker technology in distinctness, uniformity and stability (DUS) testing of new varieties. We have used a large set of molecular markers to assess the feasibility of a UPOV Model 2 approach: “Calibration of threshold levels for molecular characteristics against the minimum distance in traditional characteristics”. We have examined 431 winter and spring barley varieties, with data from UK DUS trials comprising 28 characteristics, together with genotype data from 3072 SNP markers. Inter varietal distances were calculated and we found higher correlations between molecular and morphological distances than have been previously reported. When varieties were grouped by kinship, phenotypic and genotypic distances of these groups correlated well. We estimated the minimum marker numbers required and showed there was a ceiling after which the correlations do not improve. To investigate the possibility of breaking through this ceiling, we attempted genomic prediction of phenotypes from genotypes and higher correlations were achieved. We tested distinctness decisions made using either morphological or genotypic distances and found poor correspondence between each method.

PCR-based markers diagnostic for spring and winter seasonal growth habit in barley

Toward the ultimate goal of replacing field-based evaluation of seasonal growth habit, we describe the design and validation of a multiplex polymerase chain reaction assay diagnostic for allelic status at the barley (Hordeum vulgare ssp. vulgare L.) vernalization locus, VRN-H1 By assaying for the presence of all known insertion–deletion polymorphisms thought to be responsible for the difference between spring and winter alleles, this assay directly tests for the presence of functional polymorphism at VRN-H1 Four of the nine previously recognized VRN-H1 haplotypes (including both winter alleles) give unique profiles using this assay. The remaining five spring haplotypes share a single profile, indicative of function-altering deletions spanning, or adjacent to, the putative “vernalization critical” region of intron 1. When used in conjunction with a previously published PCR-based assay diagnostic for alleles at VRN-H2, it was possible to predict growth habit in all the 100 contemporary UK spring and winter lines analyzed in this study. This assay is likely to find application in instances when seasonal growth habit needs to be determined without the time and cost of phenotypic assessment and during marker-assisted selection using conventional and multicross population analysis.

Identification of domestication-related loci associated with flowering time and seed size in soybean with the RAD-seq genotyping method

Flowering time and seed size are traits related to domestication. However, identification of domestication-related loci/genes of controlling the traits in soybean is rarely reported. In this study, we identified a total of 48 domestication-related loci based on RAD-seq genotyping of a natural population comprising 286 accessions. Among these, four on chromosome 12 and additional two on chromosomes 11 and 15 were associated with flowering time, and four on chromosomes 11 and 16 were associated with seed size. Of the five genes associated with flowering time and the three genes associated with seed size, three genes Glyma11g18720, Glyma11g15480 and Glyma15g35080 were homologous to Arabidopsis genes, additional five genes were found for the first time to be associated with these two traits. Glyma11g18720 and Glyma05g28130 were co-expressed with five genes homologous to flowering time genes in Arabidopsis, and Glyma11g15480 was co-expressed with 24 genes homologous to seed development genes in Arabidopsis. This study indicates that integration of population divergence analysis, genome-wide association study and expression analysis is an efficient approach to identify candidate domestication-related genes.

Detection of tobacco mosaic tobamovirus in cigarettes through RT-PCR

TMV was tried to recover from a variety of branded cigarettes and cigars. Tobacco from six different brands of cigarettes and cigar were processed and reverse transcriptase polymerase chain reaction was employed for the detection of TMV. RTPCR confirmed the presence of TMV in tobacco from one brand of cigarette and one brand of cigar. Bean plants (Phaseolus vulgaris) were inoculated manually with tobacco sap of cigarettes resulting in the production of localized disease lesions. Together, these results showed that tobacco used to make cigarettes and cigars can function as an effective disease vector, potentially aiding the movement of infectious TMV between countries. This is an important finding prompting a need to test smoking tobacco for other virus particles that infect tobacco plants and survive processing as well as considering biosecurity measures to limit virus transmission