To be or not to be a pseudogene: a molecular epidemiological approach to the mclx genes and its impact in tuberculosis

Tuberculosis presents a myriad of symptoms, progression routes and propagation patterns not yet fully understood. Whereas for a long time research has focused solely on the patient immunity and overall susceptibility, it is nowadays widely accepted that the genetic diversity of its causative agent, Mycobacterium tuberculosis, plays a key role in this dynamic. This study focuses on a particular family of genes, the mclxs (Mycobacterium cyclase/LuxR-like genes), which codify for a particular and nearly mycobacterial-exclusive combination of protein domains. mclxs genes were found to be pseudogenized by frameshift-causing insertion(s)/deletion(s) in a considerable number of M. tuberculosis complex strains and clinical isolates. To discern the functional implications of the pseudogenization, we have analysed the pattern of frameshift-causing mutations in a group of M. tuberculosis isolates while taking into account their microbial-, patient- and disease-related traits. Our logistic regression-based analyses have revealed disparate effects associated with the transcriptional inactivation of two mclx genes. In fact, mclx2 (Rv1358) pseudogenization appears to be primarily driven by the microbial phylogenetic background, being mainly related to the Euro-American (EAm) lineage; on the other hand, mclx3 (Rv2488c) presents a higher tendency for pseudogenization among isolates from patients born on the Western Pacific area, and from isolates causing extra-pulmonary infections. These results contribute to the overall knowledge on the biology of M. tuberculosis infection, whereas at the same time launch the necessary basis for the functional assessment of these so far overlooked genes.

Widespread environmental contamination with Mycobacterium tuberculosis complex revealed by a molecular detection protocol

Environmental contamination with Mycobacterium tuberculosis complex (MTC) has been considered crucial for bovine tuberculosis persistence in multi-host-pathogen systems. However, MTC contamination has been difficult to detect due to methodological issues. In an attempt to overcome this limitation we developed an improved protocol for the detection of MTC DNA. MTC DNA concentration was estimated by the Most Probable Number (MPN) method. Making use of this protocol we showed that MTC contamination is widespread in different types of environmental samples from the Iberian Peninsula, which supports indirect transmission as a contributing mechanism for the maintenance of bovine tuberculosis in this multi-host-pathogen system. The proportion of MTC DNA positive samples was higher in the bovine tuberculosis-infected than in presumed negative area (0.32 and 0.18, respectively). Detection varied with the type of environmental sample and was more frequent in sediment from dams and less frequent in water also from dams (0.22 and 0.05, respectively). The proportion of MTC-positive samples was significantly higher in spring (p<0.001), but MTC DNA concentration per sample was higher in autumn and lower in summer. The average MTC DNA concentration in positive samples was 0.82 MPN/g (CI95 0.70-0.98 MPN/g). We were further able to amplify a DNA sequence specific of Mycobacterium bovis/caprae in 4 environmental samples from the bTB-infected area.

Molecular regulation of flowering induction in Quercus suber

Dissertação de mestrado em Plant Molecular Biology, Biotechnology and Bioentrepeneurship

The influence of kaolin application on key metabolic pathways associated with grape berry quality: a molecular and biochemical analysis

Dissertação de mestrado em Biologia Molecular, Biotecnologia e Bioempreendedorismo em Plantas

Synthesis, antiangiogenesis evaluation and molecular docking studies of 1-Aryl-3-[(thieno[3,2-b]pyridin-7-ylthio)phenyl]ureas: Discovery of a new substitution pattern for type II VEGFR-2 Tyr kinase inhibitors

The synthesis and biological evaluation of novel 1-aryl-3-[2-, 3- or 4-(thieno[3,2-b]pyridin-7-ylthio)phenyl]ureas 3, 4 and 5 as VEGFR-2 tyrosine kinase inhibitors, are reported. The 1-aryl-3-[3-(thieno[3,2-b]pyridin-7-ylthio)phenyl]ureas 4a-4h, with the arylurea in the meta position to the thioether, showed the lowest IC50 values in enzymatic assays (10-206 nM), the most potent compounds 4d-4h (IC50 10-28 nM) bearing hydrophobic groups (Me, F, CF3 and Cl) in the terminal phenyl ring. A convincing rationalization was achieved for the highest potent compounds 4 as type II VEGFR-2 inhibitors, based on the simultaneous presence of: (1) the thioether linker and (2) the arylurea moiety in the meta position. For compounds 4, significant inhibition of Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVECs) proliferation (BrdU assay), migration (wound-healing assay) and tube formation were observed at low concentrations. These compounds have also shown to increase apoptosis using the TUNEL assay. Immunostaining for total and phosphorylated (active) VEGFR-2 was performed by Western blotting. The phosphorylation of the receptor was significantly inhibited at 1.0 and 2.5 microM for the most promising compounds. Altogether, these findings point to an antiangiogenic effect in HUVECs.

Study of grapevine solute transporters involved in berry quality. A biochemical and molecular approach

Tese de Doutoramento em Biologia de Plantas

A patogênese genética e molecular da síndrome de Angelman

Objetivo: Fornecer uma revisão atualizada em língua portuguesa sobre a síndrome de Angelman, com ênfase nos mecanismos genéticos e moleculares dessa patologia, uma causa de deficiência mental severa que em alguns casos pode apresentar recorrência familiar. Método: Foi feita uma revisão bibliográfica utilizando a base de dados do PubMed, tendo como critérios de busca o termo "Angelman syndrome" isoladamente e combinado com "UBE3A", "clinical", "genetics" e "molecular" no título dos artigos. Dentre esses, foram selecionados artigos de revisão e artigos originais sobre a fisiopatologia da síndrome, com ênfase nos últimos dez anos. Resultados: Utilizando-se "Angelman syndrome" na busca, apareceram cerca de 1.100 artigos, incluindo 240 de revisão. Nos últimos dez anos são mais de 600 artigos, aproximadamente 120 de revisão, 50% dos quais publicados nos últimos cinco anos. Na base de dados SciELO, são apenas nove artigos sobre a síndrome, dos quais três em português e nenhum artigo atual de revisão. Conclusão: Após ter sido uma das principais causas que atraíram atenção ao estudo e ao entendimento dos mecanismos do imprinting genômico, a síndrome de Angelman está agora se revelando como uma patologia das sinapses. Apesar de o entendimento da fisiopatologia molecular da síndrome de Angelman ainda estar longe de ser compreendida, seu estudo está fornecendo uma visão extraordinária sobre os mecanismos que regem a plasticidade sináptica, novamente atraindo a atenção de pesquisadores que trabalham na fronteira do conhecimento.

Molecular mass distribution of materials solubilized by xylanase treatment of Douglas-Fir kraft pulp

Irgazyme, a commercial xylanase preparation from Trichoderma longibrachiatum, and xylanase D a purified enzyme from Trichoderma harzianum E58 were tested for their ability to enhance peroxide bleaching of Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii) kraft pulp. A treatment with Irgazyme caused a much larger increase in brightness than did xylanase D. A double xylanase treatment with Irgazyme, before and after peroxide bleaching, resulted in the highest final brightness. Alkaline extraction increased the brightness of Douglas-fir brownstock. Treatment with Irgazyme released more lignin and carbohydrates than did xylanase D. The molecular mass of the lignin extracted from Irgazyme-treated brownstock was much larger than that from the control pulp. The lignin-like macromolecules directly solubilized from peroxide bleached pulps were substantially larger than those solubilized from the brownstock, irrespective of whether they were produced during xylanase or control treatments. This indicates that different kinds of materials were solubilized when a xylanase treatment was applied at different points in the bleaching sequence and raises concerns about the role of lignin entrapment in the mechanism by which xylanase enhances peroxide bleaching.

HPV- detección por técnicas de patología molecular

Se trabaja con materiales de citologías y biopsias de cervix uterino en un grupo de pacientes controles biopsiados por otras sospechas clínicas sin diagnóstico clínico, colposcópico ni citológico de presunción de infección por HPV, y tres grupos de pacientes problemas, scorizados como presuntamente negativos, presuntamente sospechosos y presuntamente infectados, basados en presencia de cortes histológicos de acantosis, hiperplasia de células basales y asas capilares, coilocitorisis, cambios nucleares, binucleación y disqueratosis. Se correlacionan las biopsias con los estudios citológicos; sobre los cortes histológicos se procede a efectuar técnicas de hibridización in situ con sondas Innogenex para los virus 6-11, 6-18, grupo del 30. Se han estudiado las asociaciones del HPV en cervix con otras patologías (especialmente infecciosas) en nuestro medio, lesiones simuladoras de infección por el HPV y se trabajará en los grupos sospechosos y presuntamente infectados que sean positivos para la HIS, con marcaciones de detección de grado de actividad proliferativa para Mib1 y p53 y su relación con los subtipos virales. En las lesiones intraepiteliales relacionadas con el HPV se investigarán en la lesión y en la mucosa vecina receptores estrogénicos y progestacionales para tratar de determinar si la infección viral afecta la expresión de estos receptores.

Búsqueda e identificación de polimorfismos en genes asociados con una efectividad farmacológica disminuida. Caracterización molecular, hallazgos bioquímicos y clínicos y su respectiva correlación con la respuesta farmacológica en el tratamiento de enfermedades crónicas e infecciosas

En medicina, es frecuente encontrar diferencias en la respuesta de una misma droga en distintos individuos. Algunos factores que contribuyen con esta respuesta diferencial incluyen variables como edad, biodisponilidad y absorción gastro-intestinal de los medicamentos, interacción entre fármacos, hábitos alimentarios y factores genéticos. Dentro de los factores genéticos, encontramos polimorfismos genéticos que afectan la absorción, el metabolismo y el transporte de fármacos, como así también receptores de los mismos y/o, la interacción con otros genes. Algunos polimorfismos genéticos que contribuyen a una respuesta farmacológica disminuida han sido descriptos en patologías como, la hipercolesterolemia, artritis reumatoidea, cáncer, diabetes, hipertensión arterial, esquizofrenia, asma, hepatitis C y SIDA, entre otras. Nuestro estudio pretende: I) Identificar polimorfismos en genes que codifican para enzimas metabolizadoras de fármacos, para canales iónicos y, para receptores de fármacos (como por ejemplo polimorfismos en el receptor beta 2 adrenérgico en pacientes tratados con salbutamol que presentan bronquiolitis). II) Identificar la presencia de un polimorfismo en el gen CES 1 que codifica para la enzima carboxilesterasa 1 (en una población hospitalaria), que participa en la activación de la prodroga oseltamivir utilizada en el tratamiento de la Gripe A (H1N1). Los resultados obtenidos podrán ser de gran utilidad en el tratamiento médico, ya que permitirá optimizar el uso de fármacos, disminuir los efectos secundarios causados por los mismos, y proponer el empleo de otros fármacos

Consecuencias del metabolismo de colina en Pseudomonas aeruginosa : Respuestas adaptativas en microorganismos

Objetivos Generales: Mediante el abordaje experimental desde el punto de vista fisiológico, bioquímico y molecular se pretende conocer la respuesta adaptativa de P. aeruginosa frente a diferentes estímulos ambientales tales como osmolaridad, pH y distintos tipos de ayuno nutricional. Objetivos Específicos: Aspectos Bioquímicos a) Se continuarán los estudios de las propiedades cinéticas y fisicoquímicas de la fosforilcolina fosfatasa de P. aeruginosa. b) Se caracterizarán los sistemas de transporte en P. aeruginosa para: compuestos de amonio cuaternario (colina, betaína, carnitina, N-trimetillisina); aminoácidos básicos (lisina, arginina) y ácidos (glutámico); poliaminas y Pi. Se tratará de establecer la presencia o ausencia de proteínas unidoras periplásmicas para estos compuestos. c) Se tratará de establecer la relación entre el metabolismo de colina y otros compuestos de amonio cuaternario con el metabolismo del ácido glutámico y trealosa en P. aeruginosa crecidas en medios iso e hiperosmolares obtenidos con soluciones salinas y solutos no ionizables. d) Se tratará de establecer en P. aeruginosa el recambio o destino metabólico del Pi y colina que se produce cuando la bacteria se enfrenta a diferentes situaciones nutricionales y otros tipos de estímulos tales como pHs extremos y distinta osmolaridad, tanto a nivel de proteínas periplásmicas, citosólicas, de membranas interna y citosólica, fosfolípidos, glucofosfolípidos, glucolípidos y lipopolisacáridos (LPS) y compuestos fosforilados de bajo peso molecular, ej. acetilfosfato, alarmonas, etc. Aspectos Genéticos y Moleculares a) Se obtendrán mutantes de P. aeruginosa con fenotipos característicos relacionados con los puntos anteriores. (...) b) Se construirá la librería genómica de P. aeruginosa en cósmido, plásmido y cDNA. Posteriormente se pretende la identificación, clonado y secuenciación de los genes relacionados con: 1) La síntesis de la fosfatasa ácida, colinesterasa y PLC. 2) El transporte de compuestos de amonio cuaternario, teniendo en cuanta que, al menos para colina, existen dos componententes, uno de alta y otro de baja afinidad. 3) La síntesis de las enzimas responsables de la oxidación de colina hasta betaína, vía la formación de aldehído de betaína. (...) 4) La síntesis de las enzimas responsables de la degradación de betaína hasta glicina. (...) 5) La síntesis de las enzimas responsables del metabolismo de carnitina en condiciones de alta y baja osmolaridad. (...) 6) La adaptabilidad de la bacteria al pH en condiciones de baja osmolaridad. (...)

Regulación supramolecular de la dinámica de biomembranas por Esfingolípidos y Fosfolípidos

Los cambios que ocurren durante el funcionamiento (normal o patológico) de biomembranas resultan de alteraciones de interacciones moleculares dinámicas. Éstas involucran a fenómenos supramoleculares críticos (cambios de fase, electrostáticos y topológicos) que regulan la organización, estabilidad, expresión y metabolismo de lípidos y proteínas de membrana. Para conocer los factores físico-químicos que controlan el comportamiento de biomembranas se deben utilizar técnicas que permitan un control preciso de la organización molecular. (...) Objetivos generales y específicos: El propósito a largo plazo de las investigaciones es establecer las bases moleculares y supramoleculares por las cuales interacciones entre esfingolípidos, fosfolípidos y sus derivados regulan la organización, reconocimiento y reactividad de biomembranas. Al presente se estudia: I) Control supramolecular de la catálisis enzimática interfacial por enzimas fosfohidrolíticas que median la transducción de señales a nivel de membrana. II) Modulación de la estabilidad de biomembranas por cambios críticos de composición de la interfase, interacciones y transiciones topológicas. III) Caracterización y transferencia a soportes sólidos y líquidos de capas monomoleculares de organización intermolecular controlada, formadas con membranas neuronales y gliales.

Parámetros magnéticos y estructura molecular

Los estudios realizados a través de este proyecto pretenden abarcar dos aspectos fundamentales en la Física Experimental y Teórica, los cuales son: a) Realizar estudios en investigación básica, orientados a acrecentar el conocimiento en ramas de la Física Molecular, utilizando la técnica de Resonancia Magnética Nuclear (RMN). Para ello se obtienen e interpretan los parámetros magnéticos moleculares característicos y se desarrollan e implementan métodos de cálculo de gran potencia y tiempo de cómputo a fin de correlacionar los estudios de tales parámetros con la estructura geométrica y electrónica molecular y/o con las diversas interacciones moleculares que se puedan presentar. b) Presentar y desarrollar tecnología adicional que permita aplicaciones de la RMN a otras líneas de estudio y también la consolidación de la infraestructura experimental existente en la Universidad Nacional de Río Cuarto. Objetivos generales y específicos: Se plantea como objetivo global, el acrecentar el conocimiento de un conjunto de propiedades moleculares, estudiando una familia de compuestos orgánicos mediante la técnica de la RMN de alta resolución y el empleo de métodos de cálculo tipo ab-initio. (...) Se mencionan a continuación los objetivos específicos más importantes a alcanzar: * Proponer modelos y leyes empíricas que describan el comportamiento de los parámetros magnéticos pertenecientes a familias de compuestos orgánicos heterocíclicos en relación a su estructura electrónica y conformacional. * Compatibilizar los estudios empíricos con resultados teóricos. * Desarrollar nuevos métodos de cálculo a fin de obtener una función de onda que mejor aproxime lo anterior. * Orientar parte del trabajo experimental a diversas aplicaciones de la RMN, adaptando el equipamiento existente a otras técnicas y/o adquiriendo equipamiento para tal fin.

Nematodos para el control de insectos perjudiciales: Descripción y aspectos de la biología de poblaciones de nematodos entomófagos

Los nematodos entomopatógenos son verdaderos reguladores de poblaciones de insectos: son parásitos estrictos o facultativos y matan indefectiblemente al huésped que parasitan. Las familias Mermithidae, Heterorhabditidae y Steinernematidae son las más importantes de esta categoría. En Argentina poco se conoce acerca de estos nematodos, solo en Córdoba y Buenos Aires se están realizando estudios sobre el particular. Los resultados obtenidos en Córdoba, indican que la nematofauna autóctona es rica y variada: se ha descripto un nuevo género, cinco especies y numerosas poblaciones. Además se cuenta con el registro de cincuenta poblaciones más, en las regiones centro-sur de la Provincia. Además, se han estudiado diversos aspectos de la bioecología de algunas de las especies aisladas. Los resultados evidencian la presencia de un material con características particularmente interesantes en la relación huésped parásito y agresividad. El presente proyecto pretende contribuir al conocimiento de los nematodos detectados, recabar información acerca de la taxonomía, aspectos de la bioecología (resistencia, infectividad, modalidades del ciclo de vida, comportamiento de las larvas infectivas, especificidad, producción en condiciones de laboratorio-entre las principales). Estos trabajos están orientados a la selección de especies a ser utilizadas en el control biológico de insectos perjudiciales. Cabe mencionar que la naturaleza de este proyecto permite la participación de biólogos y alumnos interesados en la temática y por lo tanto la posibilidad de la formación de recursos humanos. Objetivos generales y específicos: El objetivo principal de esta línea de investigación es de contribuir al conocimiento de la diversidad de este grupo zoológico en nuestra provincia. Desde un punto de vista aplicado este estudio podría aportar el conocimiento de nuevos agentes para la utilización en el control biológico de insectos perjudiciales. Los objetivos específicos que se pretenden son: -Detección e identificación de poblaciones naturales. -Recuperación y obtención de cultivos puros. -Estudios taxonómicos y aspectos de bioecología de las poblaciones aisladas.