Gene transcription in Daphnia magna: effects of acute exposure to a carbamate insecticide and an acetanilide herbicide.

Daphnia magna is a key invertebrate in the freshwater environment and is used widely as a model in ecotoxicological measurements and risk assessment. Understanding the genomic responses of D. magna to chemical challenges will be of value to regulatory authorities worldwide. Here we exposed D. magna to the insecticide methomyl and the herbicide propanil to compare phenotypic effects with changes in mRNA expression levels. Both pesticides are found in drainage ditches and surface water bodies standing adjacent to crops. Methomyl, a carbamate insecticide widely used in agriculture, inhibits acetylcholinesterase, a key enzyme in nerve transmission. Propanil, an acetanilide herbicide, is used to control grass and broad-leaf weeds. The phenotypic effects of single doses of each chemical were evaluated using a standard immobilisation assay. Immobilisation was linked to global mRNA expression levels using the previously estimated 48h-EC(1)s, followed by hybridization to a cDNA microarray with more than 13,000 redundant cDNA clones representing >5000 unique genes. Following exposure to methomyl and propanil, differential expression was found for 624 and 551 cDNAs, respectively (one-way ANOVA with Bonferroni correction, P

Expression pattern of four storage xyloglucan mobilization-related genes during seedling development of the rain forest tree Hymenaea courbaril L.

During seedling establishment, cotyledons of the rain forest tree Hymenaea courbaril mobilize storage cell wall xyloglucan to sustain growth. The polysaccharide is degraded and its products are transported to growing sink tissues. Auxin from the shoot controls the level of xyloglucan hydrolytic enzymes. It is not yet known how important the expression of these genes is for the control of storage xyloglucan degradation. In this work, partial cDNAs of the genes xyloglucan transglycosylase hydrolase (HcXTH1) and beta-galactosidase (HcBGAL1), both related to xyloglucan degradation, and two other genes related to sucrose metabolism [alkaline invertase (HcAlkIN1) and sucrose synthase (HcSUS1)], were isolated. The partial sequences were characterized by comparison with sequences available in the literature, and phylogenetic trees were assembled. Gene expression was evaluated at intervals of 6 h during 24 h in cotyledons, hypocotyl, roots, and leaves, using 45-d-old plantlets. HcXTH1 and HcBGAL1 were correlated to xyloglucan degradation and responded to auxin and light, being down-regulated when transport of auxin was prevented by N-1-naphthylphthalamic acid (NPA) and stimulated by constant light. Genes related to sucrose metabolism, HcAlkIN1 and HcSUS1, responded to inhibition of auxin transport in consonance with storage mobilization in the cotyledons. A model is proposed suggesting that auxin and light are involved in the control of the expression of genes related to storage xyloglucan mobilization in seedlings of H. courbaril. It is concluded that gene expression plays a role in the control of the intercommunication system of the source-sink relationship during seeding growth, favouring its establishment in the shaded environment of the rain forest understorey.

Sequence and function of lysosomal and digestive cathepsin D-like proteinases of Musca domestica midgut

Musca domestica larvae display in anterior and middle midgut contents, a proteolytic activity with pH optimum of 3.0-3.5 and kinetic properties like cathepsin D. Three cDNAs coding for preprocathepsin D-like proteinases (ppCAD 1, ppCAD 2, ppCAD 3) were cloned from a M. domestica midgut cDNA library. The coded protein sequences included the signal peptide, propeptide and mature enzyme that has all conserved catalytic and substrate binding residues found in bovine lysosomal cathepsin D. Nevertheless, ppCAD 2 and ppCAD 3 lack the characteristic proline loop and glycosylation sites. A comparison among the sequences of cathepsin D-like enzymes from some vertebrates and those found in M. domestica and in the genomes of Aedes aegypti, Drosophila melanogaster, Tribolium castaneum, and Bombyx mori showed that only flies have enzymes lacking the proline loop (as defined by the motif: DxPxPx(G/A)P), thus resembling vertebrate pepsin. ppCAD 3 should correspond to the digestive cathepsin D-like proteinase (CAD) found in enzyme assays because: (1) it seems to be the most expressed CAD, based on the frequency of ESTs found. (2) The mRNA for CAD 3 is expressed only in the anterior and proximal middle midgut. (3) Recombinant procathepsin D-like proteinase (pCAD 3), after auto-activation has a pH optimum of 2.5-3.0 that is close to the luminal pH of M. domestica midgut. (4) Immunoblots of proteins from different tissues revealed with anti-pCAD 3 serum were positive only in samples of anterior and middle midgut tissue and contents. (5) CAD 3 is localized with immunogold inside secretory vesicles and around microvilli in anterior and middle midguit cells. The data support the view that on adapting to deal with a bacteria-rich food in an acid midgut region, M. domestica digestive CAD resulted from the same archetypical gene as the intracellular cathepsin D, paralleling what happened with vertebrates. The lack of the proline loop may be somehow associated with the extracellular role of both pepsin and digestive CAD 3. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

CPDs and 6-4PPs play different roles in UV-induced cell death in normal and NER-deficient human cells

Ultraviolet (UV) light generates two major DNA lesions: cyclobutane pyrimidine dimers (CPDs) and pyrimidine-(6-4)-pyrimidone photoproducts (6-4PPs), but the specific participation of these two lesions in the deleterious effects of UV is a longstanding question. In order to discriminate the precise role of unrepaired CPDs and 6-4PPs in UV-induced responses triggering cell death, human fibroblasts were transduced by recombinant adenoviruses carrying the CPD-photolyase or 6-4PP-photolyase cDNAs. Both photolyases were able to prevent UV-induced apoptosis in cells deficient for nucleotide excision repair (NER) to a similar extent, while in NER-proficient cells UV-induced apoptosis was prevented only by CPD-photolyase, with no effects observed when 6-4PPs were removed by the specific photolyase. These results strongly suggest that both CPDs and 6-4PPs contribute to UV-induced apoptosis in NER-deficient cells, while in NER-proficient cells, CPDs are the only lesions responsible for UV-killing, probably due to the rapid repair of 6-4PPs by NER. As a consequence, the difference in skin photosensitivity, including carcinogenesis, of most of the xeroderma pigmentosum patients and of normal people is probably not only a quantitative aspect, but depends on the type of DNA damage induced by sunlight and its rate of repair. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Identification and characterization of antigenic proteins potentially expressed during the infectious process of Paracoccidioides brasiliensis

Paracoccidioides brasiliensis causes paracoccidioidomycosis (PCM), a systemic mycosis presenting clinical manifestations ranging from mild to severe forms. A P. brasiliensis cDNA expression library was produced and screened with pooled sera from PCM patients adsorbed against antigens derived from in vitro-grown P. brasiliensis yeast cells. Sequencing DNA inserts from clones reactive with PCM patients sera indicated 35 open reading frames presenting homology to genes involved in metabolic pathways, transport, among other predicted functions. The complete cDNAs encoding aromatic-L-amino-acid decarboxylase (Pbddc), lumazine synthase (Pbls) and a homologue of the high affinity copper transporter (Pbctr3) were obtained. Recombinant proteins PbDDC and PbLS were obtained; a peptide was synthesized for PbCTR3. The proteins and the synthetic peptide were recognized by sera of patients with confirmed PCM and not by sera of healthy patients. Using the in vivo-induced antigen technology (IVIAT), we identified immunogenic proteins expressed at high levels during infection. Quantitative real time RTPCR demonstrated high transcript levels of Pbddc, Pbls and Pbctr3 in yeast cells infecting macrophages. Transcripts in yeast cells derived from spleen and liver of infected mice were also measured by qRT-PCR. Our results suggest a putative role for the immunogenic proteins in the infectious process of P. brasiliensis. (C) 2009 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Oscheius tipulae as an example of eEF1A gene diversity in nematodes

We characterized four eEF1A genes in the alternative rhabditid nematode model organism Oscheius tipulae. This is twice the copy number of eEF1A genes in C. elegans, C. briggsae, and, probably, many other free-living and parasitic nematodes. The introns show features remarkably different from those of other metazoan eEF1A genes. Most of the introns in the eEF1A genes are specific to O. tipulae and are not shared with any of the other genes described in metazoans. Most of the introns are phase 0 (inserted between two codons), and few are inserted in protosplice sites (introns inserted between the nucleotide sequence A/CAG and G/A). Two of these phase 0 introns are conserved in sequence in two or more of the four eEF1A gene copies, and are inserted in the same position in the genes. Neither of these characteristics has been detected in any of the nematode eEF1A genes characterized to date. The coding sequences were also compared with other eEF1A cDNAs from 11 different nematodes to determine the variability of these genes within the phylum Nematoda. Parsimony and distance trees yielded similar topologies, which were similar to those created using other molecular markers. The presence of more than one copy of the eEF1A gene with nearly identical coding regions makes it difficult to define the orthologous cDNAs. As shown by our data on O. tipulae, careful and extensive examination of intron positions in the eEF1A gene across the phylum is necessary to define their potential for use as valid phylogenetic markers.

Expression of genes encoding cytosolic and endoplasmic reticulum HSP90 proteins in the aquatic fungus Blastocladiella emersonii

HSP90 proteins are important molecular chaperones involved in multiple cellular processes. This work reports the characterization of cDNAs encoding two distinct HSP90 proteins (named HSP90A and HSP90B) from the chytridiomycete Blastocladiella emersonii. Deduced amino acid sequences of HSP90A and HSP90B exhibit signatures of the cytosolic and endoplasmic reticulum (ER) HSP90 proteins, respectively. A genomic clone encoding HSP90A was also characterized indicating the presence of a single intron of 184 bp interrupting the coding region, located near the amino-terminus of the protein. Expression of both HSP90A and HSP90B genes increases significantly during heat shock at 38 degrees C, with highest induction ratios observed in cells stressed during germination of the fungus. Changes in the amount of HSP90A transcript were also evaluated during B. emersonii life cycle at physiological temperature (27 degrees C), and its levels were found to increase both during germination and sporulation of the fungus. HSP90A protein levels were analyzed during B. emersonii life cycle and significant changes were observed only during sporulation. Furthermore, during heat stress a large increase in the amount of HSP90A protein was observed. Induction of HSP90A and HSP90B genes during heat stress indicates the importance of both genes in the response to high temperature in B. emersonii. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Sequencing of Spodoptera frugiperda midgut trehalases and demonstration of secretion of soluble trehalase by midgut columnar cells

Both soluble (SfTre1) and membrane-bound (SfTre2) trehalases occur along the midgut of Spodoptera frugiperda larvae. Released SfTre2 was purified as a 67 kDa protein. Its K(m) (1.6 mM) and thermal stability (half life 10 min at 62 degrees C) are different from the previously isolated soluble trehalase (K(m) = 0.47 mM; 100% stable at 62 degrees C). Two cDNAs coding for S. frugiperda trehalases have been cloned using primers based on consensus sequences of trehalases and having as templates a cDNA library prepared from total polyA-containing RNA extracted from midguts. One cDNA codes for a trehalase that has a predicted transmembrane sequence and was defined as SfTre2. The other, after being cloned and expressed, results in a recombinant trehalase with a K(m) value and thermal stability like those of native soluble trehalase. This enzyme was defined as SfTre1 and, after it was used to generate antibodies, it was immunolocalized at the secretory vesicles and at the glycocalyx of columnar cells. Escherichia coli trehalase 3D structure and sequence alignment with SfTre1 support a proposal regarding the residue modulating the pKa value of the proton donor.

Expressão das iodotironinas desiodases tipos I e II em diferentes tecidos de camundongos normais e com deficiência inata para a desiodase tipo I

Duas enzimas, as iodotironinas desiodases tipos I e II (D1 e D2), catalizam a reação de 5’ desiodação do T4 promovendo a formação do hormônio tireoidiano ativo, T3. A D1, principal fonte de T3 circulante no plasma, esta presente no fígado, rim e tireóide. Até recentemente, acreditava-se que a expressão da D2 estivesse restrita a tecidos nos quais a concentração intracelular de T3 desempenha um papel crítico como na hipófise, sistema nervoso central e tecido adiposo marrom (TAM). Estes conceitos foram estabelecidos com base em estudos de atividade enzimática em homogenados de tecidos de ratos. A recente clonagem dos cDNAs da D1 e D2, de ratos e humanos, forneceu novos meios para a avaliação da distribuição tecidual e dos mecanismos que regulam a expressão dos genes destas enzimas. Estudos anteriores demonstraram que altos níveis de mRNA da D2 são encontrados na tireóide e músculos cardíaco e esquelético em humanos, entretanto este mesmo padrão não foi observado em ratos. Os hormônios tireoidianos tem um efeito direto sobre as desiodases, regulando a ação dessas enzimas de maneira tecido-específica. Estudos prévios demonstraram que elevados níveis de T4 reduzem à metade a atividade da D2 no cérebro e hipófise dos camundongos C3H/HeJ (C3H), linhagem de camundongos que apresenta uma deficiência inata da D1 compensada com o aumento dos níveis séricos de T4 que, nestes animais, são aproximadamente o dobro daqueles observados nos camundongos normais, C57BL/6J (C57). No presente trabalho, utilizamos a técnica da PCR a partir da transcrição reversa (RT-PCR) para determinar o padrão de expressão do mRNA da D1 e D2 em diferentes tecidos de camundongos e avaliar sua regulação pelos hormônios tireoidianos. Investigamos, também, os níveis de mRNA da D2 em diferentes tecidos de camundongos normais e com deficiência inata da D1 para avaliarmos o mecanismo pelo qual o T4 regula a atividade da D2 nos animais deficientes. Nossos resultados demonstraram, como esperado, que altos níveis de mRNA da D1 estão presentes no fígado e rim e em menores quantidades no testículo e hipófise. Detectamos mRNA da D2, predominantemente, no TAM, cérebro, cerebelo, hipófise e testículo. Níveis mais baixos de expressão foram detectados, também, no coração. O tratamento com T3 reduziu, significativamente, a expressão da D2 no TAM e coração, mas não no cérebro e testículo. Por outro lado, os níveis de mRNA da D2 aumentaram, significativamente, no testículo de camundongos hipotireoideos. Transcritos da D2 foram identificados no cérebro, cerebelo, hipófise, TAM, testículo e, em menores quantidades, no coração em ambas as linhagems de camundongos, C57 e C3H. Entretanto, ao contrário da atividade, nenhuma alteração significativa nos níveis basais de expressão do mRNA da D2 foi detectada nos tecidos dos camundongos deficientes. O tratamento com T3 reduziu de forma similar, os níveis de mRNA da D2 no TAM e coração em ambos os grupos de animais. Em conclusão, nossos resultados demonstraram que o mRNA da D2 se expressa de forma ampla em diferentes tecidos de camundongos, apresentando um padrão de expressão similar ao descrito em ratos. A co-expressão da D1 e D2 no testículo sugere um papel importante dessas enzimas no controle homeostático do hormônio tireoidiano neste órgão. Demonstramos, também, que a deficiência da D1 não altera os níveis basais de expressão do mRNA da D2 nos camundongos C3H, confirmando que o T4 atua ao nível pós-transcricional na regulação da atividade da D2 nestes animais. Além disso, o T3 age de forma tecido-específica e tem efeito similar sobre a regulação pré-transcricional do gene da D2 em ambas as linhagens de camundongos.

Caracterização biológica e molecular da interação de Drechslera avenae (Eidam) Sharif com cultivares e linhagens de aveia (Avena sativa L.)

A helmintosporiose, incitada por Drechslera avenae (teleomorfo, Pyrenophora avenae), constitui fator limitante à produção e à qualidade do grão de aveia (Avena sativa L). A caracterização biológica e molecular da interação aveia - D. avenae pode contribuir para o manejo e a determinação de estratégias de controle da doença. Para a caracterização biológica, foram avaliadas trinta cultivares de aveia quanto à percentagem de área foliar com sintomas da doença e o tipo de lesão, inicialmente sob condições de inoculação artificial com três isolados do fungo e, após, no campo, sob condições naturais de infecção. Os resultados demonstraram haver interações significativas entre os genótipos da planta e isolados do patógeno. Classificaram-se como mais resistentes ao fungo OR 4, UFRGS 7, UFRGS 14, UFRGS 18 e UPF 19. Para a caracterização molecular da interação, cinco genótipos (CTC 5, ORLA 975, preta-comum, UFRGS 18 e UPF 17), não inoculados e inoculados com dois isolados do fungo, foram investigados para a análise de expressão diferencial de genes após 12, 24 e 72 horas após a inoculação. A partir do RNA total extraído das plantas submetidas aos tratamentos, realizaram-se a síntese de cDNA (RT-PCR), o isolamento de cDNAs expressados diferencialmente e a produção de sondas para a verificação de mRNAs induzidos, os quais foram hibridizados por meio de “Southern blot” e “Reverse Northern”. Foram observadas diferenças na expressão de genes, em nível de mRNA, entre plantas sadias e infectadas, tendo-se obtido sete fragmentos de cDNAs relacionados à interação com D. avenae, os quais foram comparados quanto a sua similaridade com seqüências depositadas no banco de dados do Genbank. Pela análise de “Reverse Northern”, pôde-se identificar um cDNA denominado E3-IFCO, relacionado com a resposta de defesa da planta.

Caracterização parcial de um fragmento e detecção por RT-PCR de Rice Stripe Necrosis Virus

O enrolamento do arroz é uma doença viral emergente no Brasil causada pelo Rice stripe necrosis virus (RSNV) que é transmitido pelo protozoário Polymyxa graminis. RSNV é um membro do gênero Benyvirus com genoma dividido em 4 RNAs de fita simples no sentido positivo (ssRNA +). Em função da falta de conhecimento sobre a seqüência de nucleotídeos do seu genoma, a detecção de RSNV através de métodos moleculares não é utilizada. O objetivo deste trabalho foi identificar seqüências do genoma de RSNV que possibilitassem sua detecção em plantas de arroz através da técnica de transcrição reversa seguida da reação em cadeia da polimerase (RT-PCR). As seqüências do genoma foram identificadas a partir de clones de uma biblioteca de cDNAs obtidos de uma amostra do vírus parcialmente purificado. Os clones que hibridizaram com sondas sintetizadas a partir de RNA de plantas infectadas com RSNV foram seqüenciados e comparados às seqüências do GenBank. Um fragmento de 957 nt da extremidade 3’ da fita de um dos 4 RNAs genômicos de RSNV foi obtido. A análise da seqüência nucleotídeos desse fragmento não revelou qualquer similaridade com seqüências conhecidas, tampouco indicou uma possível função. Um par de oligonucleotídeos iniciadores foi desenhado a partir de um clone que potencialmente contém uma seqüência de RSNV. A especificidade e a sensibilidade da RT-PCR utilizando esse par de oligonucleotídeos iniciadores, bem como sua eficiência na detecção do vírus em diferentes partes da planta de arroz, foram avaliadas. Os resultados indicam que a RT-PCR é específica para RSNV e pode detectar o vírus em tecido oriundo das raízes, do colo e de folhas com distorção. Comparada ao diagnóstico da doença através da observação de sintomas e de estruturas do vetor, a RT-PCR é uma ferramenta confiável para a diagnose do enrolamento do arroz.

Identificação de genes envolvidos na interação entre Magnaporthe grisea e arroz (Oryza sativa L.)

A brusone, causada pelo fungo Magnaporthe grisea (Hebert) Barr, é uma das mais importantes doenças da cultura do arroz. A resistência genética é a forma mais efetiva para o controle da doença. Os objetivos do presente trabalho foram: identificar genes envolvidos na resposta de resistência à infecção de M. grisea em arroz através das técnicas de expressão diferencial; obter e caracterizar uma biblioteca de cDNAs utilizando como modelo linhas quase-isogênicas de arroz (NILs = Near Isogenic Lines), contendo os genes de resistência Pi-1 e Pi-2; e avaliar e comparar a expressão diferencial de mRNAs, através dos cDNAs isolados em uma série de cultivares com resposta distinta à infecção de M. grisea. Foram identificados dois isolados com virulência diferencial para as NILs e um isolado para os cultivares. Os cDNAs relacionados à resistência do arroz à M. grisea foram identificados a partir de mRNAs isolados das NILs. Foram obtidos 30 fragmentos de cDNAs e 232 clones de cDNAs pelas técnicas de cDNA-AFLP e SSH, respectivamente. A análise das seqüências permitiu identificar genes envolvidos nos processos de metabolismo, transporte de íon inorgânico; transdução de sinais; fatores de transcrição; metabolismo de coenzima; conversão e produção de energia; metabolismo e transporte de carboidrato e biossíntese de proteína. Noventa clones isolados através da técnica de SSH foram selecionados e a expressão diferencial foi avaliada via hibridização em macroarranjos de cDNAs. A ausência de conservação entre os mRNAs diferencialmente expressos nas interações analisadas e a diversidade dos grupos de genes reflete a complexidade das respostas. A análise funcional in vivo desses genes poderá contribuir para utilização dos mesmos na obtenção de uma resistência de espectro amplo à brusone do arroz.

Caracterização molecular dos componentes do veneno de lonomia obliqua : genes expressos e princípios ativos envolvidos nos distúrbios da coagulação e da fibrinólise

A hemostasia é um processo multifuncional, complexo e finamente regulado que envolve diversos componentes celulares e moleculares, incluindo plaquetas, parede vascular, cascata da coagulação sangüínea e fibrinólise. O desequilíbrio desses componentes pode desencadear condições patológicas, tais como hemorragias, hipercoagulopatias e a conseqüente trombose vascular. O descobrimento de novos princípios ativos e o desenvolvimento de drogas como instrumentos de intervenção antitrombótica constituem estratégias de eleição para a prevenção e o tratamento do quadro trombo-embólico. Muitos desses princípios ativos são obtidos de fontes naturais, incluindo os conhecidos anti-hemostáticos presentes em venenos de serpentes e na saliva de artrópodos hematófagos. Por afetarem o sistema hemostático humano, essas moléculas são alvo de estudos para o desenvolvimento de anti-venenos, testes laboratoriais e novas drogas terapêuticas. As lagartas do gênero Lonomia são conhecidas por produzirem proteínas tóxicas que estão associadas a uma severa síndrome hemorrágica em humanos, cujo quadro clínico é caracterizado por distúrbios da coagulação, insuficiência renal aguda, hematúria, sangramentos, dentre outros sintomas. O veneno é constituído por diversos princípios ativos, incluindo atividades pró-coagulantes e fibrinolíticas Apesar da importância social e científica desses envenenamentos e do conhecimento sobre a natureza dessas toxinas, as informações sobre as características moleculares do veneno ainda são escassas, o que limita o melhor entendimento das bases moleculares da síndrome hemorrágica e o desenvolvimento de um diagnóstico e de um tratamento mais adequados para os pacientes. O presente trabalho teve por objetivo analisar as proteínas mais abundantes e os genes expressos em maior proporção na taturana L. obliqua durante a fase larval (fase em que ocorrem os acidentes), visando identificar moléculas potencialmente envolvidas no envenenamento. As etapas realizadas foram: análise dos princípios ativos presentes em tecidos utilizados para a construção de bibliotecas de cDNA, seqüenciamento em massa das bibliotecas e análise dos transcritos utilizando ferramentas de bioinformática. Mais de mil seqüências de cDNA foram obtidas e agrupadas gerando um catálogo com informações sobre os transcritos encontrados, incluindo seqüências completas de cDNAs que codificam para proteínas provavelmente envolvidas no envenenamento, além de novas seqüências de função biológica desconhecida O conteúdo protéico do veneno foi analisado por SDS-PAGE seguido por seqüenciamento da região N-terminal das proteínas mais abundantes, possibilitando a correlação entre o cDNA e a proteína por ele codificada. As seqüências completas de cDNA foram enviadas para o GenBank (NCBI/NIH, EUA) e os resultado estão disponíveis em um sítio eletrônico específico no NCBI: http://www.ncbi.nih.gov/projects/omes. O cDNA mais abundante da lagarta, que codifica para uma lipocalina, foi clonado e obteve-se a proteína recombinante. Demonstramos que essa lipocalina liga o grupamento heme e participa da oxidação acoplada desse ligante, levando à formação de biliverdina γ, sugerindo uma nova função para as proteínas ligadoras de bilina em insetos. Os resultados obtidos colaboram para o maior entendimento das bases moleculares do envenenamento por L. obliqua, além de apontarem moléculas candidatas para o desenvolvimento de kits de diagnóstico para o envenenamento com Lonomia e para a melhora na especificidade do soro anti-lonômico, bem como para estudos mais aprofundados dos processos hemostáticos.

Desenvolvimento de uma estratégia de fusão gênica visando à localização de proteínas em plantas

Uma significativa quantidade de proteínas vegetais apresenta-se compartimentalizada nas diversas estruturas celulares. A sua localização pode conduzir à elucidação do funcionamento dos processos biossintéticos e catabólicos e auxiliar na identificação de genes importantes. A fim de localizar produtos gênicos relacionados à resistência, foi utilizada a fusão de cDNAs de arroz (Oryza sativa L.) ao gene da proteína verde fluorescente (GFP). Os cDNAs foram obtidos a partir de uma biblioteca supressiva subtrativa de genes de arroz durante uma interação incompatível com o fungo Magnaporthe grisea. Estes cDNAs foram fusionados a uma versão intensificada de gfp e usados para transformar 500 plantas de Arabidopsis thaliana. Outras 50 plantas foram transformadas com o mesmo vetor, porém sem a fusão (vetor vazio). Foram obtidas aproximadamente 25.500 sementes oriundas das plantas transformadas com as fusões EGFP::cDNAs e 35.000 sementes das transformadas com o vetor vazio, produzindo, respectivamente, 750 e 800 plantas tolerantes ao herbicida glufosinato de amônio. Após a seleção, segmentos foliares das plantas foram analisados por microscopia de fluorescência, visando o estabelecimento do padrão de localização de EGFP. Foram observadas 18 plantas transformadas com a fusão EGFP::cDNAs e 16 plantas transformadas com o vetor vazio apresentando expressão detectável de GFP. Uma planta transformada com uma fusão EGFP::cDNA apresentou localização diferenciada da fluorescência, notadamente nas células guarda dos estômatos e nos tricomas. Após seqüenciamento do cDNA fusionado, foi verificado que esta planta apresentava uma inserção similar a uma seqüência codificante de uma quinase, uma classe de enzimas envolvidas na transdução de sinais em resposta à infecção por patógenos.

Reação de polimerização em cadeia

Apresenta a técnica da Reação de Polimerização em Cadeia (PCR), método de rotina para isolar rapidamente sequências específicas a partir de uma mistura complexa de sequências genômicas ou de cDNAs, com sua evolução desde a primeira apresentação em um encontro científico até a metodologia atual. Lista os sete componentes básicos para o PCR e as três fases que ocorrem no termociclador, desnaturação do DNA, anelamento do primer e extensão da coenzima. Por meio de uma animação, indica o que ocorre com o DNA dentro do termociclador, até o trigésimo ciclo, com a formação de aproximadamente 1 bilhão da sequência alvo desejada. Em um laboratório, realiza toda a metodologia e análise do PCR e ensina como visualizar o DNA usando a técnica de eletroforese em gel e corantes, analisando o resultado e indicando a aplicação do PCR no setor sucroalcooleiro.