Circulation of Different Lineages of Dengue Virus 2, Genotype American/Asian in Brazil: Dynamics and Molecular and Phylogenetic Characterization

The American/Asian genotype of Dengue virus type 2 (DENV-2) was introduced into the Americas in the 80′s. Although there is no data showing when this genotype was first introduced into Brazil, it was first detected in Brazil in 1990. After which the virus spread throughout the country and major epidemics occurred in 1998, 2007/08 and 2010. In this study we sequenced 12 DENV-2 genomes obtained from serum samples of patients with dengue fever residing in São José do Rio Preto, São Paulo (SJRP/SP), Brazil, in 2008. The whole open reading frame or envelope sequences were used to perform phylogenetic, phylogeographic and evolutionary analyses. Isolates from SJRP/SP were grouped within one lineage (BR3) close to isolates from Rio de Janeiro, Brazil. Isolates from SJRP were probably introduced there at least in 2007, prior to its detection in the 2008 outbreak. DENV-2 circulation in Brazil is characterized by the introduction, displacement and circulation of three well-defined lineages in different times, most probably from the Caribbean. Thirty-seven unique amino acid substitutions were observed among the lineages, including seven amino acid differences in domains I to III of the envelope protein. Moreover, we dated here, for the first time, the introduction of American/Asian genotype into Brazil (lineage BR1) to 1988/89, followed by the introduction of lineages BR2 (1998-2000) and BR3 (2003-05). Our results show a delay between the introduction and detection of DENV-2 lineages in Brazil, reinforcing the importance and need for surveillance programs to detect and trace the evolution of these viruses. Additionally, Brazilian DENV-2 differed in genetic diversity, date of introduction and geographic origin and distribution in Brazil, and these are important factors for the evolution, dynamics and control of dengue. © 2013 Drumond et al.

On Hepatitis C Virus Evolution: The Interaction between Virus and Host towards Treatment Outcome

Background:Hepatitis C is a disease spread throughout the world. Hepatitis C virus (HCV), the etiological agent of this disease, is a single-stranded positive RNA virus. Its genome encodes a single precursor protein that yields ten proteins after processing. NS5A, one of the non-structural viral proteins, is most associated with interferon-based therapy response, the approved treatment for hepatitis C in Brazil. HCV has a high mutation rate and therefore high variability, which may be important for evading the immune system and response to therapy. The aim of this study was to analyze the evolution of NS5A quasispecies before, during, and after treatment in patients infected with HCV genotype 3a who presented different therapy responses.Methods:Viral RNA was extracted, cDNA was synthesized, the NS5A region was amplified and cloned, and 15 clones from each time-point were sequenced. The sequences were analyzed for evolutionary history, genetic diversity and selection.Results:This analysis shows that the viral population that persists after treatment for most non-responder patients is present in before-treatment samples, suggesting it is adapted to evade treatment. In contrast, the population found in before treatment samples from most end-of-treatment responder patients either are selected out or appears in low frequency after relapse, therefore changing the population structure. The exceptions illustrate the uniqueness of the evolutionary process, and therefore the treatment resistance process, in each patient.Conclusion:Although evolutionary behavior throughout treatment showed that each patient presented different population dynamics unrelated to therapy outcome, it seems that the viral population from non-responders that resists the treatment already had strains that could evade therapy before it started. © 2013 Bittar et al.

Interclonal Variations in the Molecular Karyotype of Trypanosoma cruzi: Chromosome Rearrangements in a Single Cell-Derived Clone of the G Strain

Trypanosoma cruzi comprises a pool of populations which are genetically diverse in terms of DNA content, growth and infectivity. Inter- and intra-strain karyotype heterogeneities have been reported, suggesting that chromosomal rearrangements occurred during the evolution of this parasite. Clone D11 is a single-cell-derived clone of the T. cruzi G strain selected by the minimal dilution method and by infecting Vero cells with metacyclic trypomastigotes. Here we report that the karyotype of clone D11 differs from that of the G strain in both number and size of chromosomal bands. Large chromosomal rearrangement was observed in the chromosomes carrying the tubulin loci. However, most of the chromosome length polymorphisms were of small amplitude, and the absence of one band in clone D11 in relation to its reference position in the G strain could be correlated to the presence of a novel band migrating above or below this position. Despite the presence of chromosomal polymorphism, large syntenic groups were conserved between the isolates. The appearance of new chromosomal bands in clone D11 could be explained by chromosome fusion followed by a chromosome break or interchromosomal exchange of large DNA segments. Our results also suggest that telomeric regions are involved in this process. The variant represented by clone D11 could have been induced by the stress of the cloning procedure or could, as has been suggested for Leishmania infantum, have emerged from a multiclonal, mosaic parasite population submitted to frequent DNA amplification/deletion events, leading to a 'mosaic' structure with different individuals having differently sized versions of the same chromosomes. If this is the case, the variant represented by clone D11 would be better adapted to survive the stress induced by cloning, which includes intracellular development in the mammalian cell. Karyotype polymorphism could be part of the T. cruzi arsenal for responding to environmental pressure. © 2013 Lima et al.

Historical biogeography and cryptic diversity in the Callichthyinae (Siluriformes, Callichthyidae)

The family Callichthyidae, divided into the subfamilies Corydoradinae and Callichthyinae, contains more than 200 species of armoured catfishes distributed throughout the Neotropics, as well as fossil species dating from the Palaeocene. Both subfamilies are very widely distributed throughout the continent, with some species ranges extending across multiple hypothesized biogeographical barriers. Species with such vast geographical ranges could be made up of multiple cryptic populations that are genetically distinct and have diverged over time. Although relationships among Callichthyinae genera have been thoroughly investigated, the historical biogeography of the Callichthyinae and the presence of species complexes have yet to be examined. Furthermore, there is a lack of fossil-calibrated molecular phylogenies providing a time frame for the evolution of the Callichthyinae. Here, we present a novel molecular data set for all Callichthyinae genera composed of partial sequences of mitochondrial and nuclear markers. These data were used to construct a fossil-calibrated tree for the Callichthyinae and to reconstruct patterns of spatiotemporal evolution. All phylogenetic analyses [Bayesian, maximum likelihood and maximum parsimony (MP)] resulted in a single fully resolved and well-supported hypothesis for the Callichthyinae, where Dianema is the sister group of all the remaining genera. Results suggest that the ancestry of most Callichthyinae genera originated in the Amazonas basin, with a number of subsequent ancestral dispersal events between adjacent basins. High divergences in sequences and time were observed for several samples of Hoplosternum littorale, Megalechis picta and Callichthys callichthys, suggesting that these species may contain cryptic diversity. The results highlight the need for a taxonomic revision of species complexes within the Callichthyinae, which may reveal more diversity within this relatively species-poor lineage. © 2013 Blackwell Verlag GmbH.

PRP8 intein in cryptic species of Histoplasma capsulatum: Evolution and phylogeny

The PRP8 intein is the most widespread intein among the Kingdom Fungi. This genetic element occurs within the prp8 gene, and is transcribed and translated simultaneously with the gene. After translation, the intein excises itself from the Prp8 protein by an autocatalytic splicing reaction, subsequently joining the N and C terminals of the host protein, which retains its functional conformation. Besides the splicing domain, some PRP8 inteins also have a homing endonuclease (HE) domain which, if functional, makes the intein a mobile element capable of becoming fixed in a population. This work aimed to study (1) The occurrence of this intein in Histoplasma capsulatum isolates (n=. 99) belonging to different cryptic species collected in diverse geographical locations, and (2) The functionality of the endonuclease domains of H. capsulatum PRP8 inteins and their phylogenetic relationship among the cryptic species. Our results suggest that the PRP8 intein is fixed in H. capsulatum populations and that an admixture or a probable ancestral polymorphism of the PRP8 intein sequences is responsible for the apparent paraphyletic pattern of the LAmA clade which, in the intein phylogeny, also encompasses sequences from LAmB isolates. The PRP8 intein sequences clearly separate the different cryptic species, and may serve as an additional molecular typing tool, as previously proposed for other fungi genus, such as Cryptococcus and Paracoccidioides. © 2013 Elsevier B.V.

Análise citogenética clássica, molecular e ultraestrutural em escorpiões da família Buthidae: um enfoque evolutivo

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

Caracterização molecular do arco da alça V3 da gp 120 do HIV-1

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

Identificação molecular (DNA Barcode) dos peixes da Bacia do Rio Ribeira de Iguape e dos Rios Costieros do Estado de São Paulo

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

Elementos de transposição como fonte de novidades genéticas em nível transcricional: uma abordagem computacional e molecular

Pós-graduação em Genética - IBILCE

Molecular phylogenies, chromosomes and dispersion in Brazilian akodontines (Rodentia, Sigmodontinae)

Uma nova filogenia molecular para roedores akodontinos do Brasil é proposta. A árvore filogenética foi enriquecida com a área de ocorrência e com informações sobre o cariótipo das amostras. Baseado nisto, e com a metodologia descrita, foram propostas hipóteses sobre as características do cariótipo e sobre a área de ocorrência dos ancestrais de cada clado. Assim, foi possível discutir hipóteses sobre evolução cromossômica do grupo, e sobre eventos de dispersão a partir da área de diferenciação original dos akodontinos nos Andes. A evolução cromossômica começou com números diplóides altos (2n=52) e mostrou uma tendência a redução (até 2n=14 em clados mais recentes). Ramos independentes da árvore mostraram redução do 2n e num caso aumentou o numero diplóide. Foram propostos pelo menos quatro eventos de dispersão dos Andes até o Brasil Sul-Oriental. Os resultados indicam a direção de novos estudos em cariologia comparada.

Molecular phylogeny of the genus Saguinus (Platyrrhini, Primates) based on the ND1 mitochondrial gene and implications for conservation

The systematics of the subfamily Callitrichinae (Platyrrhini, Primates), a group of small monkeys from South America and Panama, remains an area of considerable discussion despite many investigations, there being continuing controversy over subgeneric taxonomic classifications based on morphological characters. The purpose of our research was to help elucidate the phylogenetic relationships within the monkey genus Saguinus (Callitrichinae) using a molecular approach to discover whether or not the two different sections containing hairy-faced and bare-faced species are monophyletic, whether Saguinus midas midas and Saguinus bicolor are more closely related than are S. midas midas and Saguinus midas niger, and if Saguinus fuscicollis melanoleucus and Saguinus fuscicollis weddelli really are different species. We sequenced the 957 bp ND1 mitochondrial gene of 21 Saguinus monkeys (belonging to six species and nine morphotypes) and one Cebus monkey (the outgroup) and constructed phylogenetic trees using maximum parsimony, neighbor joining, and maximum likelihood methods. The phylogenetic trees obtained divided the genus Saguinus into two groups, one containing the small-bodied species S. fuscicollis and the other, the large-bodied species S. mystax, S. leucopus, S. oedipus, S. midas, S. bicolor. The most derived taxa, S. midas and S. bicolor, grouped together, while S. fuscicollis melanoleucus and S. f. weddelli showed divergence values that did not support the division of these morphotypes into subspecies. On the other hand, S. midas individuals showed divergence compatible with the existence of three subspecies, two of them with the same morphotype as the subspecies S. midas niger. The results of our study suggest that there is at least one Saguinus subspecies that has not yet been described and that the conservation status of Saguinus species and subspecies should be carefully revised using modern molecular approaches.

Detecção molecular do Papilomavirus humano (HPV) em amostras teciduais de tumores da mama

A neoplasia maligna da mama é uma das principais causa de mortalidade feminina, considerada como problema de saúde pública. Neste trabalho pesquisamos a presença do Papilomavírus Humano (HPV) nos tumores mamários benignos e malignos e em amostras de tecido mamário normal. Foi utilizada a técnica da Reação em Cadeia de Polimerase (PCR) para detecção molecular do DNA HPV em 63 pacientes, assim distribuídas: 28 tumores malignos, 17 tumores benignos e 18 amostras de tecido retro areolar de mamas normais. Os nossos resultados revelaram positividade para a seqüência do DNA HPV em 11 amostras, todas pertencentes às portadoras de tumores malignos: 17,4% de todas as amostras e 39,2% dos tumores malignos. Todos os tumores positivos revelaram DNA HPV para os tipos oncogênicos 16 e/ou 18, não foi detectado DNA HPV 06 e 11. Os resultados demonstraram elevada positividade para os receptores hormonais nas amostras positivas examinadas e apresentaram um seguimento com prevalência de eventos desfavoráveis como recidivas loco-regionais, metástases e óbito nas portadoras de DNA HPV. Os achados ratificam os dados encontrados na literatura, mostrando uma possível participação deste vírus no desenvolvimento do câncer de mama e possível contribuição desfavorável na evolução clínica.

Revisão sistemática e biogeografia da espécie politípica campylorhamphus procurvoides

A última revisão do gênero Campylorhamphus (realizada por Zimmer em 1934), definiu a espécie politípica C. procurvoides como constituída pelos seguintes táxons de diagnose tradicionalmente difícil, feita principalmente com base em caracteres de plumagem: C. p. procurvoides, C. p multostriatus, C. p. probatus, C. p. sanus e C. p. successor. O objetivo do presente estudo foi revisar a sistemática desta espécie politípica através da descrição da variação geográfica e análise crítica da validade dos táxons atualmente reconhecidos, utilizando-se caracteres morfológicos e moleculares. A análise molecular indicou com forte apoio estatístico que a espécie politípica de C. procurvoides é polifilética, uma vez que os táxons nela agrupados se encontram distribuídos em três clados distintos e não proximamente relacionado dentro do gênero Campylorhamphus. Uma análise combinada dos caracteres morfológicos e genéticos possibilitou a diagnose objetiva dos táxons procurvoides, ultostriatus, probatus e sanus, mas não de successor, que foi sinonimizada com um táxon agrupado numa outra espécie politípica (C. t. notabilis); esta mesma análise indicou a existência de dois táxons distintos previamente não reconhecidos e que aqui são diagnosticados e referidos como taxon novum 1 e táxon novum 2. Com base nas suas relações fologenéticas e diagnose consistente, os táxons considerados válidos nesta revisão e tradicionalmente tratados como subespécies de C. procurvoides, são aqui elevados ao nível de espécie com base no Conceito Filético Geral de Espécie.

Caracterização molecular e relação filogenética do genoma completo dos arbovírus Bussuquara, Iguape, Ilhéus e Rocio (Família Flaviviridae, Gênero Flavivirus)

Os flavivírus são conhecidos por seu complexo ciclo biológico e importância na saúde pública e na economia mundial. Os aspectos ecológicos e quadros clínicos estão estreitamente relacionados à filogenia e evolução dos flavivírus. Este trabalho objetiva a caracterização molecular dos genomas dos flavivírus Bussuquara (VBSQ), Iguape (VIGU), Ilhéus (VILH) e Rocio (VROC), determinando relações filogenéticas com os demais integrantes do gênero Flavivirus. Foi realizado o seqüenciamento completo da região codificadora (ORF) e regiões não codificantes (RNC) 5’ e 3’; análise da estrutura secundária do RNA viral e das sequências conservadas da 3’RNC; determinação dos sítios de clivagem, glicosilação, resíduos Cis e motivos conservados na poliproteína; e as análises de similaridade e filogenética. Os genomas dos VBSQ, VIGU, VILH e VROC apresentaram a mesma organização que os demais flavivírus, medindo 10.815 nt, 10.922 nt, 10.775 nt, 10.794 nt, respectivamente. O padrão das sequências conservadas da 3’RNC do VBSQ foi RCS2-CS2-CS1, enquanto que para os VIGU, VILH e VROC foram CS3-RCS2-CS2-CS1. As características das estruturas secundárias do RNAs dos flavivírus em estudo foram similares aos demais flavivírus. O número dos sítios de glicosilação das proteínas PrM, E e NS1 foi distinto entre os flavivírus brasileiros, porém o padrão 6,12,12 dos resíduos de Cis e do sítios de clivagem permaneceram conservados. Na proteína E, alterações aminoacídicas pontuais foram observadas no peptídeo de fusão dos VBSQ, VIGU e VROC, e a sequência do tripepídeo RGD foi distinta para os quatro vírus em estudo. Os motivos determinantes das atividades de MTase-SAM da NS5, bem como da helicase e protease da NS3, permanecem conservados. Dentre os oito motivos da polimerase viral (NS5), somente os motivos V, VI e VII possuem alguma substituição nucleotídica para o VILH e VROC. As análises de similaridade mostram que VBSQ apresenta maior relação com VIGU enquanto que o VILH e VROC são mais relacionados entre si, porém sendo consideradas espécies virais distintas. Com base nas análises filogenéticas, características moleculares do genoma e biológicas, propõem-se a formação de três grupos genéticos: o grupo Rocio, que agrupa VROC e VILH; o grupo Bussuquara formado pelos VBSQ e Vírus naranjal e o grupo Aroa que inclui o Vírus Aroa e VIGU.

Epidemiologia molecular do Vírus Oropouche (Bunyaviridae: Orthobunyavirus) na Amazônia brasileira

O Virus Oropouche (VORO; Bunyaviridae, Orthobunyavirus) é um dos mais importantes arbovírus que infecta humanos na Amazônia brasileira, e é causador da febre do Oropouche. Entre 1961 e 2009, um grande número de epidemias foi registrado em diferentes centros urbanos dos Estados Brasileiros do Acre, Amapá, Amazonas, Maranhão, Pará, Rondônia e Tocantins, e também no Panamá, Peru e Trinidad & Tobago. Este trabalho teve por objetivo desenvolver um estudo retrospectivo dos aspectos epidemiológicos e moleculares do VORO enfatizando sua distribuição, a dinâmica das epidemias ocorridas no período, bem como a dispersão de diferentes genótipos na América Latina e no Brasil como contribuição à epidemiologia molecular do VORO. Para tanto 66 isolamentos do VORO pertencentes ao acervo do Instituto Evandro Chagas foram propagados em camundongos e em cultura de células VERO, seguida da extração do RNA viral e obtenção do cDNA por RTPCR; os amplicons foram purificados e submetidos ao sequenciamento nucleotídico para análises moleculares e evolução, incluindo o rearranjo genético, estudo de relógio molecular e análise de dispersão viral. Foi demonstrada a presença de quatro linhagens distintas do VORO na Amazônia brasileira (genótipos I, II, III e IV), sendo os genótipos I e II, respectivamente os mais frequentemente encontrados em áreas da Amazônia ocidental e oriental. Esses e o genótipo III estão constantemente evoluindo, mediante o mecanismo “boom and boost” que resulta na emergência seguida de substituição das sublinhagens (subgenótipos) circulantes por outras mais recentes. O genótipo III do VORO, previamente encontrado somente no Panamá, foi descrito na Amazônia e Sudeste do Brasil. Os dados obtidos pela análise filogenética comparativa das topologias para os segmentos PRNA e MRNA sugerem que o VORO utiliza o rearranjo genético como mecanismo de geração de biodiversidade viral, sendo o genótipo I o mais estável e o II o mais instável e, portanto, mais sensível às pressões evolutivas; foi reconhecido um novo genótipo do VORO neste estudo em amostras isoladas em Manaus no ano de 1980, que foi denominado de genótipo IV. O estudo do relógio molecular mostrou que a emergência do VORO se deu no Estado do Pará provavelmente há 223 anos e daí ao longo dos anos se dispersou pela PanAmazônia bem como para o Caribe, sendo que o genótipo I foi o que originou os demais genótipos do VORO.