Alterações sistêmicas na assinatura do ciclo celular de pacientes com COVID-19 / Systemic changes in the cell cycle signature of patients with COVID-19

Com base nas perturbações fosfoproteômicas de moléculas associadas ao ciclo celular em células infectadas pelo coronavírus causador da síndrome respiratória aguda grave (SARSCoV)-2, a hipótese de inibidores do ciclo celular como uma terapia potencial para a doença de coronavírus 2019 (COVID-19) foi proposta. No entanto, o cenário das alterações do ciclo celular em COVID-19 permanece inexplorado. Aqui, realizamos uma análise integrativa de sistemas imunológicos de proteoma publicamente disponível (espectrometria de massa) e dados de transcriptoma (sequenciamento de RNA em massa e de célula única [scRNAseq]), com o objetivo de caracterizar mudanças globais na assinatura do ciclo celular de pacientes com COVID-19. Além de módulos de co-expressão de genes significativos enriquecidos associados ao ciclo celular, encontramos uma rede interconectada de proteínas diferencialmente expressas associadas ao ciclo celular (DEPs) e genes (DEGs) integrando dados moleculares de 1.480 indivíduos (974 pacientes infectados por SARS-CoV-2 e 506 controles [controles saudáveis ou indivíduos com outras doenças respiratórias]). Entre esses DEPs e DEGs estão várias ciclinas (CCNs), ciclo de divisão celular (CDCs), quinases dependentes de ciclinas (CDKs) e proteínas de manutenção de minicromossomos (MCMs). Embora os pacientes com COVID-19 compartilhem parcialmente o padrão de expressão de algumas moléculas associadas ao ciclo celular com outras doenças respiratórias, eles exibiram uma expressão significativamente maior de moléculas associadas ao ciclo celular relacionadas à gravidade da doença. Notavelmente, a assinatura do ciclo celular predominou nos leucócitos do sangue dos pacientes, mas não nas vias aéreas superiores. Os dados de scRNAseq de 229 indivíduos (159 pacientes com COVID- 19 e 70 controles) revelaram que as alterações das assinaturas do ciclo celular predominam nas células B, T e NK. Esses resultados fornecem uma compreensão global única das alterações nas moléculas associadas ao ciclo celular em pacientes com COVID-19, sugerindo novas vias putativas para intervenção terapêutica

Based on phosphoproteomics perturbations of cell cycle-associated molecules in severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV)-2-infected cells, the hypothesis of cell cycle inhibitors as a potential therapy for Coronavirus disease 2019 (COVID-19) has been proposed. However, the landscape of cell cycle alterations in COVID-19 remains mostly unexplored. Here, we performed an integrative systems immunology analysis of publicly available proteome (mass spectrometry) and transcriptome data (bulk and single-cell RNA sequencing [scRNAseq]), aiming to characterize global changes in the cell cycle signature of COVID-19 patients. Beyond significant enriched cell cycle-associated gene co-expression modules, we found an interconnected network of cell cycle-associated differentially expressed proteins (DEPs) and genes (DEGs) by integrating molecular data of 1,480 individuals (974 SARS-CoV- 2 infected patients and 506 controls [either healthy controls or individuals with other respiratory illness]). Among these DEPs and DEGs are several cyclins (CCNs), cell division cycle (CDCs), cyclin-dependent kinases (CDKs), and mini-chromosome maintenance proteins (MCMs). Although COVID-19 patients partially shared the expression pattern of some cell cycleassociated molecules with other respiratory illnesses, they exhibited a significantly higher expression of cell cycle-associated molecules associated with disease severity. Notably, the cell cycle signature predominated in the patients blood leukocytes but not in the upper airways. The scRNAseq data from 229 individuals (159 COVID-19 patients and 70 controls) revealed that the alterations of cell cycle signatures predominate in B, T, and NK cells. These results provide a unique global comprehension of the alterations in cell cycle-associated molecules in COVID-19 patients, suggesting new putative pathways for therapeutic intervention

Investigação de marcadores moleculares sanguíneos durante a infecção pelo vírus Chikungunya / Investigation of blood molecular markers during Chikungunya virus infection

A febre Chikungunya (CHIKF) é uma infecção viral causada pelo vírus Chikungunya (CHIKV). Os sintomas agudos incluem febre alta de início súbito, erupção cutânea, poliartrite e poliartralgia. Embora a infecção geralmente seja resolvida em menos de duas semanas, muitos pacientes experenciam recorrente dor e inflamação nas articulações, que podem persistir por anos. Esse estudo buscou marcadores moleculares no sangue de infectados pelo CHIKV que estejam associados a dor articular e cronicidade da CHIKF. O sequenciamento de receptores de células B (BCR) e T (TCR) demonstrou que a infecção por CHIKV diminui a diversidade desses receptores. Essa diversidade é ainda menor, durante a fase aguda da infecção, naqueles pacientes que irão desenvolver cronicidade. A menor diversidade de BCR em infectados está associada a um aumento na expressão de genes envolvidos na diferenciação e ativação de osteoclastos pela sinalização RANK/RANKL. Em adição, a cronicidade pode estar relacionada um aumento na expressão do gene ZBTB7A cuja expressão confere maior resistência a apoptose em precursores de osteoclastos naqueles pacientes que vão se tornar crônicos. Caso o envolvimento dos osteoclastos durante a patogênese de CHIKF seja confirmado, os pacientes poderão se beneficiar de abordagens terapêuticas já existentes como alternativas adicionais ao tratamento de CHIKF

Chikungunya fever (CHIKF) is a viral infection caused by the Chikungunya virus (CHIKV). Acute symptoms include sudden-onset high fever, rash, polyarthritis, and polyarthralgia. Although the infection usually resolves within two weeks, many patients experience recurrent joint pain and inflammation, which can persist for years. This study sought molecular markers in the blood of CHIKV-infected individuals that are associated with joint pain and chronicity of CHIKF. Sequencing of B (BCR) and T (TCR) cell receptors demonstrated that CHIKV infection decreases the diversity of these receptors. The diversity is even lower, during the acute phase of the infection, in those patients who will develop chronicity. The lower diversity of BCR in infected individuals is associated with an increase in the expression of genes involved in the differentiation and activation of osteoclasts by RANK/RANKL signaling. In addition, chronicity may be related to an increase in the expression of the ZBTB7A gene whose expression confers greater resistance to apoptosis in osteoclast precursors in those patients who will become chronic. If osteoclast role during CHIKF pathogenesis is confirmed, patients may benefit from existing therapeutic approaches as additional alternatives to CHIKF treatment

Un tratamiento "a la carta" para los pacientes con adenocarcinoma pancreático / An "à la carte" treatment for patients with pancreatic adenocarcinoma

Resumen El adenocarcinoma pancreático es una enfermedad heterogénea. Sin dudas la aparición y la acumulación de mutaciones genéticas promueven el desarrollo del adenocarcinoma pancreático. Sin embargo, de manera contra-intuitiva, los análisis genéticos, por más precisos y profundos que sean, no permi ten la estratificación de los pacientes para predecir la evolución clínica ni para seleccionar el tratamiento más eficaz para cada paciente. Esto es debido a que la evolución clínica y la sensibilidad a los tratamientos están asociadas con su fenotipo, el que, a su vez, está determinado por la expresión global de los genes, es decir están regulados a nivel transcriptómico. Por lo tanto, la estratificación de esos pacientes debe hacerse a través de la lectura transcriptómica y no a través de su análisis genético. Los datos obtenidos sobre grandes cohortes de pacientes indican que el estudio de un conjunto de transcriptos seleccionados podría predecir la evolución clínica y ayudar a decidir el tratamiento más apropiado. Se está avanzando rápidamente hacia una medicina personalizada para esta enfermedad, que de por sí tiene un mal pronóstico, pero que es aún peor si la deci sión terapéutica no es la más adaptada a cada paciente. Estamos convencidos de que en un futuro próximo el tratamiento de los cánceres estará precedido por una caracterización transcriptómica extensa con el fin de seleccionar los tratamientos "a la carta" más adecuados.

Abstract Pancreatic adenocarcinoma is a heterogeneous disease. Undeniably, the appearance and accumulation of genetic muta tions promote the development of pancreatic adenocarcinoma. However, counterintuitively, genetic analyzes, no matter how precise and in-depth they may be, do not allow stratification of patients to predict their clinical evolution or to select the most effective treatment in each case. This is due to the fact that the clinical evolution and sensitivity to treatments are associated with the tumoral phenotype, which, in turn, is determined by the global expression of genes that is regulated at the transcriptomic level. Therefore, the stratification of these patients must be done by analysis at the transcriptomic level and not by genetic analysis. The data obtained from large cohorts of patients indicate that studying the transcription of a selected set of genes could predict the clinical outcome and can help to decide about the most appropriate treatment. We are moving very rapidly towards a personalized medicine for this disease, which in itself has a poor prognosis, even worse if the therapeutic deci sion is not the most adapted to each patient. We are convinced that in the near future the treatment of cancers will be preceded by an extensive transcriptomic characterization in order to select the most suitable "à la carte" treatments.

Systems biology applied to the study of papaya fruit ripening: the influence of ethylene / Biologia de sistemas aplicada ao estudo do amadurecimento de mamões: a influência do etileno

Fruit ripening is a biochemical process that results in flavor, odor, texture, and color suitable for human consumption, in addition to providing access to important nutrients. Although ripening promotes sensory and nutritional increases in fruits, there is also an increased susceptibility to physical damage, as is the case with papaya. These transformations occur due to changes in gene expression patterns at different stages of maturity, whose control and coordination result from the combined action of plant hormones, especially ethylene. As the action of this hormone in the regulation of gene expression is still elusive, this dissertation sought to address the global analysis of the transcriptome in an overview study of molecular processes involved in the ripening of ethylene-treated and non-treated papaya. Transcription factors related to ethylene synthesis and signaling had increased activity towards exogenous-ethylene treatment. Consequently, ethylene-induced enzymes had their coding genes differentially expressed, like genes related to the synthesis of carotenoids, linalool, and vitamins, which increase color, aroma, and antioxidant activity, respectively. Metabolic pathways related to the synthesis of sugars were suppressed while genes encoding the enzyme responsible for sucrose synthesis maintained a basal expression, showing that the accumulation of sugars occurs before the ripening process. The firmness of the peel and pulp of the fruits were strongly influenced by the treatment with ethylene and by the time of the experiment, suffering the action of numerous enzymes related to the degradation of the cell wall. The main enzyme responsible for softening the pulp was polygalacturonase, together with the activity of other pectinases and cellulases. In contrast to the need for the pre-climacteric action of pectate lyase and pectinesterase reported in other fleshy fruits, such as tomatoes and strawberries, papaya did not show a significant difference in their expression. The meta-analysis of several papaya ripening transcriptomes confirmed the expression profile observed in the previous RNA-seq, besides providing statistical enrichment to the biological narratives. Finally, the present study gathered a range of robust information on the gene regulation of the papaya ripening process, which opens possibilities for future approaches to transcriptomic analysis and validates the use of papaya as a model for such studies

O amadurecimento de frutos é um processo bioquímico que resulta em sabor, odor, textura e cor adequados para o consumo humano, além de propiciar o acesso a nutrientes importantes. Apesar do amadurecimento promover incrementos sensoriais e nutricionais nos frutos, ocorre também um aumento da suscetibilidade a danos físicos, como é o caso do mamão. Essas transformações ocorrem devido às alterações nos padrões de expressão gênica nos diferentes estádios de amadurecimento, cujo controle e coordenação decorrem da ação combinada de hormônios vegetais, principalmente do etileno. Como a ação deste hormônio na regulação da expressão gênica ainda é elusiva, a presente dissertação buscou abordar a análise global do transcriptoma em um amplo estudo dos processos moleculares envolvidos no amadurecimento de mamões tratados e não tratados com etileno. Os fatores de transcrição relacionados com a síntese e a sinalização do etileno tiveram sua atividade aumentada perante o tratamento exógeno com etileno. Consequentemente, as enzimas reguladas por esse hormônio tiveram seus genes de codificação expressos diferencialmente, como foi o caso de genes relacionados à síntese de carotenoides, linalool e vitaminas, que atuam no aumento da cor, aroma e atividade antioxidante, respectivamente. Vias metabólicas relacionadas com à síntese de açúcares foram reprimidas enquanto genes codificantes da enzima responsável pela síntese de sacarose mantiveram uma expressão basal, evidenciando que o acúmulo de açúcares ocorre antes do processo de amadurecimento. A firmeza da casca e da polpa dos frutos foram fortemente influenciadas pelo tratamento com etileno e pelo tempo de experimento, sofrendo ação de inúmeras enzimas relacionadas com a degradação da parede celular. A principal enzima responsável pelo amolecimento da polpa foi a poligalacturonase, em conjunto com a atividade de outras pectinases e celulases. Em contraste com a necessidade da ação pré-climatérica da pectato liase e da pectinesterase relatada em outras frutas carnosas, como tomates e morangos, o mamão não apresentou uma diferença significativa na expressão das mesmas. A meta-análise de diversos transcriptomas do amadurecimento do mamão reafirmaram o perfil de expressão observado no RNA-seq, além de prover enriquecimento estatístico às narrativas biológicas. Por fim, o presente estudo reuniu uma gama de informações robustas sobre a regulação gênica do processo de amadurecimento do mamão papaia, o que abrange a possibilidade para futuras abordagens de análise transcriptomica e valida o uso do mamão como modelo para tais estudos

The heterogeneity of systemic lupus erythematosus: Looking for a molecular answer / La heterogeneidad del lupus eritematoso sistémico: buscando una respuesta molecular

ABSTRACT The heterogeneity of SLE is a major limitation when designing clinical trials and understand ing the mechanisms of the disease. The analyses conducted before the new technologies for the identification of the single cell transcriptome focused on the detection of molecular patterns such as interferon signature in total blood or through the analysis of major sepa rate cell populations, such as CD4+ T cells. The analyses of molecular patterns have mainly focused on the transcriptome and DNA methylation changes. The first studies on single cell transcriptomics have now been published for mononuclear blood cells and tissues or the knowledge derived from them, total kidney, tubules and skin keratinocytes. The latter have defined patterns of nonresponse to treatment. However, much work still needs to be done to be able to use these methods in clinical practice.

RESUMEN La heterogeneidad del lupus es una limitante al momento de diseñar estudios clínicos, así como también para nuestra facultad de comprender los mecanismos de la enfermedad. Los análisis previos a las nuevas tecnologías para la detección del transcriptoma de célula única trabajaron en la identificación de patrones moleculares, como la firma del interferón en sangre total, o a través del análisis de poblaciones celulares principales separadas, como son las células T CD4+. Los análisis de patrones moleculares se han enfocado primordialmente en el transcriptoma y en los cambios de metilación del ADN. Ya se han publicado los primeros estudios de transcriptoma de célula única para células sanguíneas mononucleares y para tejidos, riñón total, túbulos y queratinocitos de piel. Estos últimos han definido patrones de no-respuesta al tratamiento. Aún falta mucho para que los métodos o los conocimientos derivados de los mismos sean de utilidad en la práctica clínica.

Anotação e caracterização de novos transcritos expressos no adenocarcinoma de pâncreas: RNAS não-codificadores longos associados a fenótipos tumorais e clínicos e formas alternativas de splicing associados a fenótipos tumorais e clínicos / Determination of relevant transcripts in ductal adenocarcinoma of pancreas: the transcriptional landscape of the long non-coding RNAs and protein-encoding RNAs revealed by the total RNAseq analysis of pancreatic adenocarcinoma

O câncer de pâncreas (PC) é uma das doenças mais devastadoras com o pior resultado de sobrevivência quando comparada com outros tipos de câncer. É apontado como o décimo câncer mais comum e a quarta causamortis por câncer, projetando-se para ser a segunda até 2030 nos Estados Unidos e na Alemanha. O PC constitui um conjunto heterogêneo de tumores, o adenocarcinoma ductal (PDAC) constitui o tipo mais frequente da neoplasia (80%). A prevenção, detecção precoce e tratamento enfrentam sérios problemas e é urgente a identificação de novos marcadores para diagnóstico, prognóstico e estratégias terapêuticas da doença. O objetivo desse trabalho foi realizar uma análise com alta-resolução do transcriptoma do PDAC) para identificar novos RNAs não codificadores, variantes de splicing e alterações transcricionais associados à malignidade. A metodologia empregada constituiu-se de gerar bibliotecas de RNA total a partir de 14 amostras cirúrgicas pareadas de tecido tumoral (PDAC) e tecido não-tumoral adjacente para sequenciamento NGS. A partir dos dados de RNAseq foi realizada a montagem do transcriptoma utilizando-se a referência do catálogo GENCODE para classificar os transcritos. Seguiram-se análises subsequentes de avaliação de características dos transcritos: estruturais, marcas regulatórias, potencial codificador, detecção em banco de dados independente (miTrascriptome, miT). Em segundo lugar foram realizadas análises de expressão diferencial, análise de sobrevida (utilizando banco de dados públicos) para seleção de transcritos potencialmente relevantes no PDAC. Foram geradas redes de co-expressão gênicas com enriquecimento de funções biológicas. Uma série de validações foram realizadas por RT-PCR de transcritos novos intergênicos e novas formas de splicing reconstruídas e selecionadas. RT-qPCR foi utilizada para validação da expressão aberrante de lncRNAs em PDAC, silenciamentos por siRNA e subsequentes ensaios de proliferação, migração e invasão. Foi avaliada in vivo o envolvimento com crescimento tumoral por ensaio xenográfico, e avaliação da implicação em funções biológicas mais específicas, como envolvimento em reparo de DNA por ensaio cometa alcalino e avaliação de enriquecimento em tumoresferas. A montagem reconstruiu 90.522 transcritos, dos quais 41.341 são anotados no GENCODE e 6.710 transcritos são novos não anotados no GENCODE (classificado como splicingvariant, intergenic RNA, antisense RNA). Desses foram validados 6 novos lincRNAs com expressão aumentada em PDAC, dois deles (TCONS00085964 e TCONS00036574) tem a expressão correlacionada com alterações na sobrevida. Foram validadas também novas formas de splicing de MMP14, CAPN8, LIF e OCT3 com expressão aumentada em PDAC. 7 lncRNAs, anotados no GENCODE, com expressão aumentada em PDAC, desses foram implicados com fenótipo tumoral de migração, invasão e proliferação: LINC01559; LINC01133, CCAT1 e UCA1. Desses LINC01559 e CCAT1 demonstraram regular a expressão de enzimas de O-glicosilação (GALNT3 e B3GNT3) envolvidas na manutenção de células tronco-tumorais em PDAC. O lncRNA UCA1 está envolvido com reparo de DNA e envolvido com a progressão tumoral invivo. Conclui-se que a abordagem por amostras pareadas a partir de RNAseq de bibliotecas de RNA total gerou um catálogo de transcritos mais completo no PDCA e revelou IncRNAs funcionalmente implicadas na doença como LINC01559 e UCA1, ampliando o conhecimento sobre os mecanismos moleculares que sustentam fenótipos malignos no câncer de pâncreas e revelando novos biomarcadores para prognóstico

Tese de DoutoradoDOIhttps://doi.org/10.11606/T.46.2019.tde-09032020-085211DocumentoTese de DoutoradoAutorPaixão, Vinicius Ferreira da (Catálogo USP)Nome completoVinicius Ferreira da PaixãoE-mailE-mailUnidade da USPInstituto de QuímicaÁrea do ConhecimentoBioquímicaData de Defesa2019-12-04ImprentaSão Paulo, 2019OrientadorReis, Eduardo Moraes (Catálogo USP) Banca examinadoraReis, Eduardo Moraes (Presidente) Hajj, Glaucia Noeli Maroso Malnic, Bettina Panepucci, Rodrigo Alexandre Título em portuguêsAnotação e caracterização de novos transcritos expressos no adenocarcinoma de pâncreas: RNAS não-codificadores longos associados a fenótipos tumorais e clínicos e formas alternativas de splicingPalavras-chave em portuguêsAlternative splicing lncRNA PDAC Transcriptoma UCA1 Xenotumor Resumo em portuguêsO câncer de pâncreas (PC) é uma das doenças mais devastadoras com o pior resultado de sobrevivência quando comparada com outros tipos de câncer. É apontado como o décimo câncer mais comum e a quarta causamortis por câncer, projetando-se para ser a segunda até 2030 nos Estados Unidos e na Alemanha. O PC constitui um conjunto heterogêneo de tumores, o adenocarcinoma ductal (PDAC) constitui o tipo mais frequente da neoplasia (80%). A prevenção, detecção precoce e tratamento enfrentam sérios problemas e é urgente a identificação de novos marcadores para diagnóstico, prognóstico e estratégias terapêuticas da doença. O objetivo desse trabalho foi realizar uma análise com alta-resolução do transcriptoma do PDAC) para identificar novos RNAs não codificadores, variantes de splicing e alterações transcricionais associados à malignidade. A metodologia empregada constituiu-se de gerar bibliotecas de RNA total a partir de 14 amostras cirúrgicas pareadas de tecido tumoral (PDAC) e tecido não-tumoral adjacente para sequenciamento NGS. A partir dos dados de RNAseq foi realizada a montagem do transcriptoma utilizando-se a referência do catálogo GENCODE para classificar os transcritos. Seguiram-se análises subsequentes de avaliação de características dos transcritos: estruturais, marcas regulatórias, potencial codificador, detecção em banco de dados independente (miTrascriptome, miT). Em segundo lugar foram realizadas análises de expressão diferencial, análise de sobrevida (utilizando banco de dados públicos) para seleção de transcritos potencialmente relevantes no PDAC. Foram geradas redes de co-expressão gênicas com enriquecimento de funções biológicas. Uma série de validações foram realizadas por RT-PCR de transcritos novos intergênicos e novas formas de splicing reconstruídas e selecionadas. RT-qPCR foi utilizada para validação da expressão aberrante de lncRNAs em PDAC, silenciamentos por siRNA e subsequentes ensaios de proliferação, migração e invasão. Foi avaliada in vivo o envolvimento com crescimento tumoral por ensaio xenográfico, e avaliação da implicação em funções biológicas mais específicas, como envolvimento em reparo de DNA por ensaio cometa alcalino e avaliação de enriquecimento em tumoresferas. A montagem reconstruiu 90.522 transcritos, dos quais 41.341 são anotados no GENCODE e 6.710 transcritos são novos não anotados no GENCODE (classificado como splicingvariant, intergenic RNA, antisense RNA). Desses foram validados 6 novos lincRNAs com expressão aumentada em PDAC, dois deles (TCONS00085964 e TCONS00036574) tem a expressão correlacionada com alterações na sobrevida. Foram validadas também novas formas de splicing de MMP14, CAPN8, LIF e OCT3 com expressão aumentada em PDAC. 7 lncRNAs, anotados no GENCODE, com expressão aumentada em PDAC, desses foram implicados com fenótipo tumoral de migração, invasão e proliferação: LINC01559; LINC01133, CCAT1 e UCA1. Desses LINC01559 e CCAT1 demonstraram regular a expressão de enzimas de O-glicosilação (GALNT3 e B3GNT3) envolvidas na manutenção de células tronco-tumorais em PDAC. O lncRNA UCA1 está envolvido com reparo de DNA e envolvido com a progressão tumoral invivo. Conclui-se que a abordagem por amostras pareadas a partir de RNAseq de bibliotecas de RNA total gerou um catálogo de transcritos mais completo no PDCA e revelou IncRNAs funcionalmente implicadas na doença como LINC01559 e UCA1, ampliando o conhecimento sobre os mecanismos moleculares que sustentam fenótipos malignos no câncer de pâncreas e revelando novos biomarcadores para prognóstico.Título em inglêsDetermination of relevant transcripts in ductal adenocarcinoma of pancreas: the transcriptional landscape of the long non-coding RNAs and protein-encoding RNAs revealed by the total RNAseq analysis of pancreatic adenocarcinomaPalavras-chave em inglêsAlternative splicing lncRNA PDAC Transcriptome UCA1 Xenotumor Resumo em inglêsPancreatic cancer (PC) is the deadliest malignancy, one of the most devastating diseases with the worst survival outcome compared to any cancer. It is touted as the tenth most common cancer and the fourth leading cause of cancer in the United States and Germany. It is projected to be the second leading cause of cancer death in a decade. PC is a heterogeneous set of tumors with high aggressiveness and mortality. Of these tumors, ductal adenocarcinoma (PDAC) is the most frequent type of cancer (80%). Prevention, early detection and treatment face serious problems, and the identification of new markers for diagnosis, prognosis and therapeutic strategies of the disease is urgent. The aim of this study was to perform a high-resolution analysis of pancreatic adenocarcinoma (PDAC) transcriptome to identify new noncoding RNAs, splicing variants, and transcriptional changes associated with malignancy in pancreatic ductal adenocarcinoma. The methodology employed consisted of generating total RNA libraries from 14 paired surgical samples of tumor tissue (PDAC) and adjacent non-tumor tissue for NGS sequencing. From the RNAseq data, the transcriptome assembly was performed using the GENCODE catalog reference to classify the transcripts. Subsequent analyzes of evaluation of transcript characteristics were followed: structural, regulatory markers, potential encoder, independent database detection (miTrascriptome, miT). Secondly, differential expression analysis, survival analysis (using public database) were performed to select potentially relevant transcripts in the PDAC. Genic co-expression networks with biological function enrichment were generated. A series of validations were performed by RT-PCR of new intergenic transcripts and new forms of reconstructed and selected splicing. RT-qPCR was used for validation of aberrant expression of lncRNAs in PDAC, siRNA silencing and subsequent proliferation, migration and invasion assays. Involvement with tumor growth was evaluated by in vivo xenograph assay. Biological function tests to determine an involvement in DNA repair was evaluated by alkaline comet assay and was performed an evaluation of tumorsphere expression enrichment. The assembly reconstructed a total of 90,522 transcripts, of which 41,341 are noted in GENCODE. 6,710 transcripts are new (splicing variant, intergenic RNA, antisense RNA) not noted in the GENCODE reference. Of these 6 new PDAC-enhanced lincRNAs were validated, two of them (TCONS00085964 and TCONS00036574) correlated with changes in survival. New forms of splicing of MMP14, CAPN8, LIF and OCT3 with increased expression in PDAC were also validated. 7 lncRNAs noted with increased expression in PDAC were implicated with tumor migration, invasion and proliferation phenotype: LINC01559; LINC01133, LINC01614; CCAT1; LINC02577; LINC00920 and UCA1. Of these LINC01559 has been shown to regulate the expression of O-glycosylation enzymes (GALNT3 and B3GNT3) involved in maintaining CSCs in PDAC. It has been identified that UCA1 is involved with DNA repair and involved with tumor progression in vivo. It is concluded that the approach of sampling RNAseq from total RNA libraries generated a more accurate transcript catalog of PDAC and revealed IncRNAs functionally implicated in the disease, such as LINC01559 and UCA1, expanding the knowledge about the molecular mechanisms that underlie malignant phenotypes in pancreatic cancer and revealing novel prognostic biomarke

Pesquisa translacional na era pós-genômica: avanços na área da transcriptômica / Translational research in the post-genomic era: advances in the field of transcriptomics

RESUMO A pesquisa translacional envolve a interface entre a pesquisa básica e a clínica médica com o intuito de gerar produtos ou processos inovadores para introduzi-los nos protocolos clínicos e nos sistemas de saúde. O objetivo desse ensaio foi apresentar uma visão geral dos avanços da transcriptômica, subsidiados pela disponibilidade e utilização das novas tecnologias da informação e biologia molecular. Na busca pelo diagnóstico preciso e menos invasivo, testes transcriptômicos utilizam assinaturas de expressão gênica visando detectar doenças neurodegenerativas (Parkinson e Alzheimer), autoimunes (lúpus eritematoso sistêmico, granulomatose de Wegener), insuficiência cardíaca, autismo e câncer (de mama, colorretal, hepático e de pulmão). No sistema de saúde inglês as diretrizes clínicas incorporam oito testes transcriptômicos, todos com foco no câncer. No Brasil testes genômicos com base nas sequências de DNA são regulamentados para diagnosticar anomalias congênitas, tanto no Sistema Único de Saúde, como na saúde suplementar, mas os testes moleculares não avançaram no âmbito da transcriptômica diagnóstica. O sistema de saúde brasileiro deveria ir além dos testes de análise genômica e iniciar o processo de regulamentação das tecnologias transcriptômicas de diagnóstico. No futuro, testes diagnósticos avaliando múltiplos perfis de expressão gênica podem se transformar em exames de rotina numa forma de triagem molecular.

ABSTRACT Translational research involves the interface between basic research and medical practice in order to generate innovative products or processes to introduce them into clinical protocols and health systems. The objective of this essay was to present an overview of transcriptomic advances, subsidized by the availability and use of new information technologies and molecular biology. In the search for accurate and less invasive diagnosis, transcriptomic tests use gene expression signatures to detect neurodegenerative diseases (Parkinson and Alzheimer), autoimmune (systemic lupus erythematosus, Wegener's granulomatosis), heart failure, autism and cancer (breast, colorectal, hepatic and lung). In the English health system the clinical guidelines incorporate eight transcriptomic tests, all with a focus on cancer. In Brazil genomic tests based on DNA sequences are regulated to diagnose congenital anomalies both in the Unified Health System and in supplementary health, but the molecular tests have not advanced in the scope of the diagnostic transcriptomics. The Brazilian health system should go beyond the tests of genomic analysis and begin the process of regulation of transcriptomic diagnostic technologies. In the future, diagnostic tests evaluating multiple gene expression profiles may become routine exams in a form of molecular screening.

Campylobacter jejuni and Campylobacter coli originated from chicken carcasses modulate their transcriptome to translate virulence genes in human cells / Campylobacter jejuni e Campylobacter coli originadas de carcaças de frango modulam seu transcriptoma para traduzir genes de virulência em células humanas

The aim was to determine the spread of genetically similar profiles of Campylobacter in chicken carcasses and evaluate their ability to produce transcripts for ciaB, dnaJ, p19 and sodB genes, before and after cultivation in Caco-2 cells. The strains used were isolated from 420 samples of chicken carcasses chilled and frozen ready for marketing. The species were identified by PCR-multiplex, the phylogeny was determined by RAPD-PCR and the presence of transcripts was performed by RT-PCR. We identified 74 (17.6%) of Campylobacter strains, being 55 (74.3%) C. jejuni and 19 (25.7%) C. coli. The phylogenetic relationship demonstrated heterogeneity between isolates of the same species, with absence of clones, indicating the high level of diversity of circulating genotypes. The gene transcription showed conflicting results before and after the culture in Caco-2 cell, so that before cultivation isolates showed greater capacity to transcribe genes related to survival and after the interaction with human cells, the strains showed higher potential to transcribe genes associated with virulence. The result of this study contributes to the understanding of how these seemingly fragile microorganisms are the most prevalent bacterial agents in human gastroenteritis.(AU)

O objetivo foi determinar a disseminação de perfis geneticamente semelhantes de Campylobacter em carcaças de frango e avaliar sua capacidade de produzir transcritos para os genes ciaB, dnaJ, p19 e sodB, antes e após o cultivo em células Caco-2. As cepas utilizadas foram isoladas de 420 amostras de carcaças de frango resfriadas e congeladas prontas para comercialização. As espécies foram identificadas por PCR-multiplex, a filogenia foi determinada por RAPD-PCR e a presença de transcritos foi realizada por RT-PCR. Identificamos 74 (17,6%) das cepas de Campylobacter, sendo 55 (74,3%) C. jejuni e 19 (25,7%) C. coli. A relação filogenética demonstrou heterogeneidade entre isolados da mesma espécie, com ausência de clones, indicando o alto nível de diversidade dos genótipos circulantes. A transcrição gênica mostrou resultados conflitantes antes e após a cultura em células Caco-2, de modo que, antes do cultivo, os isolados apresentaram maior capacidade de transcrever genes relacionados à sobrevivência e após a interação com células humanas, as linhagens apresentaram maior potencial para transcrever genes associados à virulência. O resultado deste estudo contribui para a compreensão de como esses microrganismos aparentemente frágeis são os agentes bacterianos mais prevalentes na gastroenterite humana.(AU)

Influência da Hidroquinona nas respostas imune humoral e celular induzida por vacina viral com proteína recombinante (Dengue) / The Influence of Hydroquinone in the humoral and cellular immune responses elicited by vaccination with Dengue envelope recombinant Protein

A fumaça do cigarro apresenta mais de 8700 substâncias identificadas, as quais já foram relacionadas com o desenvolvimento das mais variadas doenças. Dentre elas, uma substância relevante neste contexto de toxicidade do cigarro é a hidroquinona (HQ), gerada após a biotransformação do benzeno inalado. A HQ apresenta atividades relacionadas com a imunossupressão das respostas imune inata e adaptativa, observados mais no contexto in vitro e parcamente no in vivo; contudo, nenhum estudo ainda trouxe a abordagem do efeito da exposição à HQ sobre a resposta induzida por vacinação. Sendo assim, será que a exposição à fumaça do cigarro ou à HQ influenciaria na resposta de células B e geração de anticorpos induzidas por imunizações com vacinas anti-virais? Observamos que, após a exposição diária com 2500 ppm de HQ (equivalente a um maço de cigarro fumado / dia) por 8 semanas e vacinação com proteína recombinante codificadora do domínio III do Envelope do vírus da Dengue sorotipo 2 (EDIII) mais o adjuvante Alum, houve uma "tendência" para menores títulos de IgG total e IgG1 específicos à EDIII em camundongos C57BL/6. Análises histológicas revelaram um menor número de folículos e redução significativa de suas áreas no baço do grupo HQ em comparação com os não expostos. Para entendermos o efeito da HQ sobre a resposta humoral, realizamos uma análise de dados públicos de transcriptoma obtidas de amostras de sangue de humanos. Curiosamente, observamos que a HQ regula positivamente genes relacionados com a ativação de células B, assim como a migração e quimiotaxia de neutrófilos e outros leucócitos. Como é sabido que existe uma população de neutrófilos (N2) com a capacidade de auxiliar as respostas de células B, hipotetizamos que essas células poderiam disparar um mecanismo imunocompensatório que aumenta os títulos de anticorpos no grupo HQ

The cigarette smoke has more than 8700 harmful substances related to the occurrence of the most varied diseases. Among them, a relevant substance is the hydroquinone (HQ), generated upon the biotransformation of inhaled benzene. In vitro and in vivo analyses have demonstrated that HQ can suppress both innate and adaptive immune responses. However, no study has approached the effect of the HQ exposure on the vaccination-induced response. Thus, would the exposure to the cigarette smoke or HQ influence the B-cell and antibody responses elicited by immunizations with antiviral vaccines? We observed a "tendency" to lower titers of IgG total and IgG1 anti-EDIII in mice daily exposed to 2,500 ppm of HQ for 8 weeks and vaccinated. Histological analyses revealed a smaller number of follicles and a significant reduction in their area in the HQ group in comparison to their counterparts. In order to understand the effect of the HQ on the humoral response, we performed an analysis of public transcriptome data derived from human blood samples. We observed that the HQ up-regulates the expression of genes related to B cell activation as well as the migration and chemotaxis of neutrophils and other leukocytes. Considering that N2 neutrophils have the ability to help the B cell response, we have hypothesized that the HQ exposure may trigger an immunocompensatory effect, increasing the humoral response

Evaluación de dos métodos para extracción de ARN en saliva en niños / Evaluation of two RNA extraction methods in children's saliva

Resumen Objetivo: Estandarizar un protocolo de extracción de ARN en muestras de saliva de niños. Material y métodos: A partir de muestras de saliva provenientes de 60 niños que participaron previa autorización de sus padres. Se compararon dos métodos para extracción de ARN, evaluando concentración, calidad y rendimiento; además se realizó la expresión génica del gen G USB a través de la técnica RT-PCR (transcriptase reversa-reacción en cadena de la polimerasa). Los datos fueron analizados mediante medidas de tendencia central y dispersión, frecuencias y porcentajes, para establecer diferencias se utilizaron las pruebas t-Student y χ2 (ρ < 0.05). Resultados: Al analizar la cantidad de células por mL de saliva se encontró una media de 564,977.8 (DE = 246,678.6); se logró estandarizar un método de extracción de ARN en saliva de niños, específicamente el que utilizó RNeasy® Protect Saliva Mini Kit-Qiagen mostró mejores características de concentración de ARN (p = 0.0000) y rendimiento (p = 0.0000) al compararlo con el que uso QlAzol®; no existieron diferencias en la calidad del ARN (p = 0.146). Conclusión: El ARN pudo extraerse de muestras salivales de niños, por lo cual se sugiere el uso de la saliva para análisis molecular de diferentes enfermedades sistémicas y de la cavidad bucal.

Abstract Objective: To standardize an RNA (ribonucleic acid) extraction protocol in children's saliva specimens. Methods: The study was conducted on saliva specimens from 60 children who participated in the study with their parents' authorization. Comparison of two RNA extraction methods was established; methods assessed concentration, quality and yield. Moreover, genie expression of GUSB gene was achieved with RT-PCR (reverse transcriptase-polymerase chain reaction). Data were analyzed through measurements of central tendency and dispersion, frequencies and percentages. Т-Student and χ2 tests were used in order to differentiate between both methods (p < 0.05). Results: Analysis of cell amounts per saliva ml revealed a mean of 564,977.8 (SD = 246,678.6); a RNA in children's saliva extraction method was standardized, specifically the method using RNeasy® Protect Saliva Mini Kit Qiagen exhibited better characteristics of RNA concentration (p = 0.0000) and yield (p = 0.0000) when compared to the method using QIAzór®; no RNA (p = 0.146) quality differences were found. Conclusions: RNA could be extracted from children's saliva specimens, therefore, it is suggested to use saliva for the molecular analysis of different oral and systemic diseases.

Transcriptome analysis for the restrained stem development of the wheat mutant dms / Desenvolvimento e análise de transcriptoma de uma haste de trigo mutante dms

ABSTRACT: Wheat (Triticum aestivum L.) stem development significantly affects grain yield. The dwarf plants (D) of wheat mutant dms was less than 30cm. Here, we were to explore the molecular basis for the restrained stem development of the dwarf plants. The results were reached by compare the young spikes and stems transcriptomes of the tall (T) and D plants of mutant dms. We identified 663 genes highly expressed in stem tips. We identified 997 differentially expressed genes (DEGs) in stem tips between T and D, 403 DEGs were significantly related with stem development. Most biological processes in stem tips on dwarf plants were significantly suppressed, such as phytohormone signaling etc. The sequencing analysis results were confirmed by quantitatively analysis the expression profiles of fourteen key DEGs via real-time QRT-PCR. We identified a group genes related to wheat stem development, identified a group DEGs related to the restrained stem development of D plants of dms. The suppressed phytohormone signaling, carbohydrate transport and metabolism were the major causal factors leading to dwarf plants of D. Our dataset provides a useful resource for investigating wheat stem development.

RESUMO: O desenvolvimento da haste do trigo (Triticum aestivum L.) afeta significativamente o rendimento dos grãos. A partir disso, empregou-se a base molecular para o desenvolvimento de uma haste de variedade de trigo. Os resultados foram alcançados ao conferir as hastes de um mutante de trigo DMS. Identificou-se 663 genes altamente expressos na haste; 997 genes (DEGs) diferentemente expressos em hastes entre T e D e; 403 DEGs foram significativamente diferentes. A maioria dos processos biológicos de caule tipo não plantas foram significativamente suprimidas, com o fito hormônio de sinalização. Os resultados da análise de sequencia foram confirmados pela expressão quantitativa de perfis de catorze chave DEGs através de qRT-PCR em tempo real. Nota-se um grupo de genes relacionados com a haste de trigo de desenvolvimento. Identificou-se um grupo DEGs relacionados com o desenvolvimento de um tronco D plantas de DMS. O fito hormônio de sinalização, transporte e metabolismo de hidratos de carbono foram os principais fatores suscetíveis das plantas anão de D. Nosso conjunto de dados fornece um recurso útil para investigar o desenvolvimento do caule de trigo.

Gut transcriptome analysis on females of Ornithodoros mimon (Acari: Argasidae) and phylogenetic inference of ticks / Transcriptoma do intestino de fêmeas de Ornithodoros mimon (Acari: Argasidae) e inferência filogenética de carrapatos

Abstract Ornithodoros mimon is an argasid tick that parasitizes bats, birds and opossums and is also harmful to humans. Knowledge of the transcripts present in the tick gut helps in understanding the role of vital molecules in the digestion process and parasite-host relationship, while also providing information about the evolution of arthropod hematophagy. Thus, the present study aimed to know and ascertain the main molecules expressed in the gut of argasid after their blood meal, through analysis on the gut transcriptome of engorged females of O. mimon using 454-based RNA sequencing. The gut transcriptome analysis reveals several transcripts associated with hemoglobin digestion, such as serine, cysteine, aspartic proteases and metalloenzymes. The phylogenetic analysis on the peptidases confirmed that most of them are clustered with other tick genes. We recorded the presence a cathepsin O peptidase-coding transcript in ticks. The topology of the phylogenetic inferences, based on transcripts of inferred families of homologues, was similar to that of previous reports based on mitochondrial genome and nuclear rRNA sequences. We deposited 2,213 sequence of O. mimon to the public databases. Our findings may help towards better understanding of important argasid metabolic processes, such as digestion, nutrition and immunity.

Resumo Ornithodoros mimon é um carrapato argasídeo parasita de morcegos, aves e marsupiais, além de ser bastante agressivo aos humanos. O conhecimento dos transcritos presentes no intestino dos carrapatos auxilia no entendimento do papel de moléculas vitais no processo de digestão e na relação parasito-hospedeiro, além de fornecer também informações sobre a evolução dos artrópodes hematófagos. Desta maneira, o presente estudo teve como objetivo conhecer e identificar as principais moléculas expressas no intestino de uma espécie de carrapato argasídeo após o repasto sanguíneo, através de uma análise transcritômica descritiva do intestino de fêmeas ingurgitadas de O. mimon, utilizando um sequenciamento de RNA de nova geração da plataforma 454. Além de inferir a relação filogenética de carrapatos através de um conjunto de dados transcritômicos. O transcriptoma do intestino revelou diversos transcritos associados com a digestão da hemoglobina, como proteinases das classes serino, cisteína, aspártica e metalo. Registramos a presença de um transcrito de uma cisteína peptidase do tipo catepsina O em carrapatos. A inferência filogenética baseada em conjunto de dados transcritos homólogos tem uma resolução topológica similar a de outros conjuntos de dados moleculares. Foram depositados no banco de dados gênico público 2213 transcritos de O. mimon. Os achados obtidos no presente estudo podem contribuir para compreensão dos importantes processos, como digestão, nutrição e imunidade dos carrapatos da família Argasidae, além de fornecer informações sobre a filogenia da ordem Ixodida.

Expresión de efectores RXLR en el linaje clonal EC-1 de Phytophthora infestans en Perú / Expression of RXLR effectors in the EC-1 clonal lineage of Phytophthora infestans in Peru

La papa (Solanum tuberosum L.) es en nuestros días uno de los cultivos alimenticios más importantes. Esta es propensa a la enfermedad de Tizón Tardío, causada por el oomiceto patógeno Phytophthora infestans, el cual secreta cientos de efectores que actúan como factores de virulencia. Poco se conoce sobre la diversidad de genes de virulencia de las cepas pertenecientes al linaje de reproducción clonal EC-1. En el presente estudio, mediante el secuenciamiento del transcriptoma de la interacción de la papa y P. infestans durante los primeros días después de la infección en las hojas de papa, se identificó la expresión diferencial de genes efectores tipo RXLR en dos cepas de P. infestans EC-1, siendo confirmados por qRT-PCR. Estas cepas, aisladas de papas cultivadas en el centro de los Andes peruanos, tienen diferentes patrones de virulencia. Los genes efectores, fueron silenciados en una cepa, para Avr-vnt1 en POX109 y para el homólogo Avh9.1 en POX067, pero expresados en la otra. Los resultados de transcriptoma fueron comparados con tres cepas adicionales del linaje EC-1. La información del repertorio de los efectores del patógeno y su expresión podrían ser informativos para el mejoramiento genético de la resistencia. El descubrimiento de efectores silenciados en las poblaciones del patógeno pueden guiar al uso de genes R específicos en los programas de mejoramiento genético. Por ejemplo, en el contexto de los Andes, donde el linaje clonal EC-1 predomina, el gen Rpi-vnt1 podría no ser recomendado.

Potato (Solanum tuberosum L.) is nowadays one of the most important food crops. It is prone to the disease known Late blight caused by the oomycete pathogen Phytophthora infestans, which secrete a hundreds of effectors that act as virulence factors. Little is known of the diversity of virulence genes of the strains that belong to a clonally reproducing lineage EC-1. In this paper, through the transcriptome sequencing of potato and P. infestans interaction, we identified differentially expressed RXLR type effector genes in two P. infestans isolates EC-1, being confirmed by qRT-PCR. The isolates, originate from cultivated potato in the central Peruvian Andes, have different virulence patterns. Effector genes, were silenced in one isolate, such as Avr-vnt1 in POX 109 and for Avh9.1 homolog in POX 067, but expressed in the other. The transcriptomics results were compared with three additional isolates from the EC-1 lineage. The information on the pathogen effector repertoire and its expression should be informative for resistance breeding. Discovery of silenced effectors in the pathogen populations can guide the use of specific R genes in the breeding programs. For example in the Andean setting where EC-1 lineage dominates the Rpi-vnt1 would not be recommended.

Rna-seq: a glanee at technologies and methodologies / RNA-Seq: un vistazo sobre las tecnologías y metodologías

RNA Sequencing (RNA-Seq) is a newly born tool that has revolutionized the post-genomic era. The data produced by RNA-Seq, sequencing technologies and use of bioinformatics are exploding rapidly. In recent years, RNA-Seq has been the method of choice for profiling dynamic transcriptome taking advantage of high throughput sequencing technologies. RNA-Seq studies have shown the transcriptome magnitude, notion and complexity. From 2008, as its introduction year, the relevant reports on RNA-Seq have been multiplied by more than 2822 times just in 6 years. RNA-Seq also contributes a more accurate gene expression and transcript isoform estimation than other methods. Furthermore, some of the potential applications for RNA-Seq cannot be conducted by other methods and as yet are unique to RNA-Seq. As RNA-Seq approaches increase in speed and decrease in cost, more distinct researches are applied and become more common and accurate. RNA-Seq is a cross and interdisciplinary method that interconnects biology to other scientific topics. This article describes RNA-Seq approach, technologies, methodologies, implementation, and methods done so far in characterizing and profiling transcriptomes.

En los últimos años, la técnica RNA-Seq ha tenido un desarrollo acelerado y se ha convertido en el método de elección para el estudio y la caracterización de los transcriptomas dinámicos, aprovechando las tecnologías de secuenciación de alto rendimiento. Estudios aplicando RNA-Seq han mostrado la magnitud, noción y complejidad del transcripotma. A partir de 2008, año de introducción de la técnica, los estudios con RNA-Seq se han multiplicados por más de 2822 veces sólo en 6 años. Al compararse con otros métodos, los estudios empleando RNA-Seq contribuyen a una estimación más precisa de la expresión génica y de las isoformas de los transcriptos. Además, algunas de las aplicaciones potenciales de RNA-Seq no se pueden llevar a cabo con otros métodos. El uso de RNA-Seq aumenta la velocidad de obtención de información y disminuye los costos, logrando con su uso, que investigaciones diversas se vuelvan más frecuentes y precisas. RNA-Seq es un método interdisciplinario que interconecta la biología a otros temas científicos. En este artículo se describe el planteamiento de la tecnología RNA-Seq, metodologías y los métodos realizados en la caracterización de transcriptomas.

Finding of a novel fungal immunomodulatory protein coding sequence in Ganoderma australe / Hallazgo de una nueva secuencia codificadora para una proteína inmunomoduladora de origen fúngico en Ganoderma australe

Among the most common human diseases with immune system compromise are autoimmune diseases, cancer, and the acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). Many of these diseases still have no treatment or their therapies have undesirable side effects. This has aroused a great interest in the search for new natural products with therapeutic potential and scientifically proven effects, showing minimal side effects. Formal clinical and pharmacological investigation in various medicinal fungi of the genus Ganoderma (Ganodermataceae) has shown immunomodulatory effects and tumor growth inhibition in mammals, attributable to the presence of immunomodulatory proteins and other secondary metabolites. To date, six fungal immunomodulatory proteins (FIPs) have been reported in Ganoderma. This paper seeks to advance in the discovery of immunomodulatory proteins present in Ganoderma australe, through mycelium transcriptome 454 Roche® pyrosequencing (RNA-seq) and bioinformatics analyses. The results suggest the presence of gene sequences related to an immunomodulatory protein which has been reported in another fungal species Taiwanofungus camphoratus. The candidate gene sequences found in G. australe exhibit high identity values in their amino acid composition and predicted protein secondary structure with the protein reported for Tai. camphoratus. According to present knowledge about the action mechanisms of these proteins, it is possible to suggest that this is a promising molecule for the treatment and prevention of diseases associated with certain immune deficiencies, cancer, and other diseases with compromised immune systems. Future studies are proposed in order to determine its immunomodulatory potential using in vitro and in vivo assays.

Enfermedades comunes como las autoinmunes, el cáncer y el síndrome de inmunodeficiencia adquirida aún no tienen tratamiento o sus terapias tienen efectos secundarios indeseables. Ello ha suscitado el interés en la investigación de bioproductos con potencial terapéutico, que no impliquen efectos secundarios. Investigaciones farmacológicas y clínicas en algunos hongos medicinales del género Ganoderma (Ganodermataceae) han comprobado efectos inmunomoduladores e inhibidores de crecimiento tumoral en mamíferos, atribuibles a la presencia de proteínas fúngicas inmunomoduladoras (FIPs) y otros metabolitos secundarios. Este trabajo busca avanzar en el descubrimiento de proteínas inmunomoduladoras presentes en Ganoderma australe, mediante la secuenciación del transcriptoma de micelio por tecnología de pirosecuenciación 454 Roche® (RNA-seq) y análisis bioinformáticos. Los resultados sugieren la presencia de secuencias génicas relacionadas con una proteína inmunomoduladora que se ha reportado en la especie de hongos Taiwanofungus camphoratus. Las secuencias génicas candidatas halladas en G. australe exhiben una altos valores de similitud en sus predicciones de composición aminoacídica y estructura secundaria proteica con la proteína reportada para Tai. camphoratus. Los mecanismos de acción de este tipo de proteínas inmunomoduladoras sugieren que se trata de una molécula con potencial promisorio para el tratamiento y prevención de enfermedades con compromiso del sistema inmunológico y el cáncer. Se proponen nuevos estudios que permitan determinar el potencial inmunomodulador de la proteína hipotética hallada mediante estudios in vivo e in vitro.

Global differential expression of genes located in the Down Syndrome Critical Region in normal human brain / Expresión diferencial global de genes localizados en la Región Crítica del Síndrome de Down en el cerebro humano normal

Background: The information of gene expression obtained from databases, have made possible the extraction and analysis of data related with several molecular processes involving not only in brain homeostasis but its disruption in some neuropathologies; principally in Down syndrome and the Alzheimer disease. Objective: To correlate the levels of transcription of 19 genes located in the Down Syndrome Critical Region (DSCR) with their expression in several substructures of normal human brain. Methods: There were obtained expression profiles of 19 DSCR genes in 42 brain substructures, from gene expression values available at the database of the human brain of the Brain Atlas of the Allen Institute for Brain Sciences", (http://human.brain-map.org/). The co-expression patterns of DSCR genes in brain were calculated by using multivariate statistical methods. Results: Highest levels of gene expression were registered at caudate nucleus, nucleus accumbens and putamen among central areas of cerebral cortex. Increased expression levels of RCAN1 that encode by a protein involved in signal transduction process of the CNS were recorded for PCP4 that participates in the binding to calmodulin and TTC3; a protein that is associated with differentiation of neurons. That previously identified brain structures play a crucial role in the learning process, in different class of memory and in motor skills. Conclusion: The precise regulation of DSCR gene expression is crucial to maintain the brain homeostasis, especially in those areas with high levels of gene expression associated with a remarkable process of learning and cognition.

Introducción: La información de la expresión de genes consignada en bases de datos, ha permitido extraer y analizar información acerca procesos moleculares implicados tanto en la homeostasis cerebral y su alteración en algunas neuropatologías. Objetivos: Correlacionar los niveles de transcripción de 19 genes localizados en la región crítica del cromosoma 21, asociada a Síndrome de Down (DSCR), con la localización cerebral y su coexpresión en diferentes subestructuras del cerebro humano. Métodos: A partir de valores de expresión génica disponibles en la base de datos del proyecto cerebro humano del Atlas del Cerebro del "Allen Institute for Brain Sciences" (http://human.brain-map.org/), se construyeron perfiles de expresión de 19 genes DSCR en 42 subestructuras cerebrales. Además, utilizando métodos estadísticos multivariados se analizaron los patrones de coexpresión de genes DSCR en el cerebro normal. Resultados: En el núcleo caudado, el núcleo accumbens y el putamen además de las Áreas centrales 2, 3 y 4, se determinaron los valores de expresión más elevados para los genes incluidos RCAN1, que codifica para una proteína involucrada en el proceso de transducción de señales de SNC; PCP4 cuya proteína interviene en la unión a la calmodulina y TTC3 una proteína que interviene en la diferenciación de neuronas. Las subestructuras identificadas con una elevada expresión de estos genes, están asociadas con procesos de aprendizaje, en diferentes tipos de memoria y habilidades motoras. Conclusiones: La regulación de la expresión de los genes DSCR es clave para mantener la homeostasis cerebral, especialmente en aquellas áreas de mayor expresión, las cuales están asociadas con procesos sumamente importantes.

Nutrição e origem desenvolvimentista do câncer de mama: consumo de ração com alto teor de gordura animal por ratas durante a gestação/lactação e suscetibilidade da prole feminina à carcinogênese mamária / Nutrition and developmental origin of breast cancer: consumption of lard-based high-fat diet by rats during gestation/lactation and the offspring's susceptibility to mammary carcinogenesis

O presente trabalho investigou se a exposição em períodos precoces da vida à ração com alto teor de gordura animal altera o risco de câncer de mama na vida adulta em ratas. Ratas mães foram expostas à ração com alto teor de gordura (ATG) à base de banha de porco (60 % de energia proveniente de gordura) ou uma dieta controle AIN93G (16 % de energia proveniente de gordura) durante a gestação ou gestação e lactação. A prole feminina com 7 semanas de idade foi induzida a carcinogênese mamária com o carcinógeno 7,12-dimeti-benz[a]antraceno. Comparado à prole do grupo controle, observou-se menor suscetibilidade à carcinogênese mamária na prole do grupo de ratas prenhas submetidas à ração ATG durante a gestação (menor incidência de neoplasias, multiplicidade e peso das neoplasias) ou gestação e lactação (menor multiplicidade). Prole feminina de ratas exposta à ração ATG durante a gestação apresentou menor crescimento da árvore epitelial mamária, proliferação celular (Ki67) e expressão de NFkB p65 e maior expressão de p21 e níveis globais de H3K9me3 na glândula mamária. Além disso, esta apresentou uma tendência na redução da razão Rank/Rankl (p=0,09) e níveis de progesterona sérica (p=0,07). Glândula mamária da prole feminina do grupo exposto à ração ATG durante a gestação e lactação apresentou menor número de TEBs, crescimento da árvore epitelial e razão BCL-2/BAX e maiores níveis de leptina em comparação à prole do grupo controle. Análise de lipidômica das glândulas mamárias revelou que exposição à ração ATG especificamente durante a gestação apresentou pequenos efeitos no perfil de ácidos graxos na prole feminina, enquanto que a exposição à essa ração durante a gestação e lactação promoveu menor concentração de ácidos graxos saturados (exceto ácido esteárico) e maior concentração de ácidos graxos polinsaturados da série n-6, monoinsaturados e ácido linoleico conjugado (CLA). De acordo com análise de dependência de redes diferencial (DDN) dos genes diferentemente expressos pela análise de "microarray" exposição à ração ATG em períodos precoces da vida altera a rede transcricional da glândula mamária na vida adulta. Especificamente, ratas expostas à ração ATG somente durante o período fetal apresentou aumento da expressão de Hrh1 e Repin1 em comparação ao controle. A prole exposta à ração durante o período fetal e lactacional apresentou maior e menor expressão de Stra6 e Tlr1 em comparação ao contole, respectivamente e menor expressão de Crkrs em comparação à prole exposta à ração somente durante o período fetal. Nossos dados confirmam que o risco de câncer de mama da prole pode ser programado pela alimentação materna. No entanto, ao contrário do que se esperava, exposição a altos níveis de gordura animal no início da vida diminuiu a suscetibilidade ao câncer de mama na vida adulta. Dentre os possíveis mecanismos envolvidos nessa proteção encontram-se a modulação da morfologia e perfil lipídico da glândula mamária, redução da proliferação celular e aumento dos níveis proteicos de reguladores do ciclo celular, modulação de marcas epigenéticas como H3K9me3, modulação da expressão gênica global com alteração de redes de sinalização, bem como regulação de vias de sinalização específicas como RANK/RANKL/NFκB. Porém esses mecanismos são dependentes do tempo e período de exposição

The present study investigated whether early life exposure to high levels of animal fat changes breast cancer risk in adulthood in rats. Dams consumed a lard-based high-fat (HF) diet (60% fat-derived energy) or an AIN93G control diet (16% fat-derived energy) during gestation or gestation and lactation. Their 7-week-old female offspring were exposed to 7,12-dimethylbenz[a]anthracene to induce mammary tumors. Compared to the control offspring, significantly lower susceptibility to mammary cancer development was observed in the offspring of dams fed on HF diet during gestation (lower tumor incidence, multiplicity and weight), or gestation and lactation (lower tumor multiplicity only). Mammary epithelial elongation, cell proliferation (Ki67), and expression of NFkB p65 were significantly lower, and p21 expression and global H3K9me3 levels were higher in the mammary glands of rats exposed to HF lard diet in utero. They also tended to have lower Rank/Rankl ratios (p=0.09) and serum progesterone levels (p=0.07) than control offspring. In the mammary glands of offspring of dams consuming the HF diet during both gestation and lactation, the number of terminal end buds, epithelial elongation and the BCL-2/BAX ratio were significantly lower, and serum leptin levels were higher than in the controls. Lipidomic analysis on mammary glands showed that exposure to a lard-based HF diet only during gestation had little effects on fatty acids profile on offspring, whereas this exposure during gestation and lactation promoted significant changes on the offspring's mammary glands. In general, it decreased SFA (except for stearic acid) and increased n-6 PUFA, MUFA and CLA concentrations in mammary gland. According to Differential dependency network (DDN), analysis of genes differently expressed by microarray, exposure to HF diet during early life changes the transcriptional network of the mammary gland in adulthood. Specifically, rats exposed to HF diet only during the fetal period showed increased expression of Hrh1 e Repin1 compared to the control. The offspring exposed to the HF diet in utero and nursing had higher and lower expression of Stra6 and Tlr1, respectively, compared to the control and lower expression of Crkrs compared to the offspring exposed only in utero. Our data confirm that the breast cancer risk of offspring can be programmed by maternal dietary intake. However, contrary to our expectation, exposure to high levels of lard during early life decreased later susceptibility to breast cancer. The mechanisms involve modulation of mammary gland's morphology and lipid profile, decrease of cell proliferation and increase of cell cycle regulators, modulation of epigenetics marks as H3K9me3, modulation of global gene expression with alteration of transcriptional network and RANK/RANKL/NFκB pathway. However, these mechanisms are dependent on the duration and period of exposure

Identificación de genes relacionados a sequía en papas nativas empleando RNA-Seq

El reciente desarrollo del RNA-Seq, un método de secuenciamiento masivo en paralelo para el análisis de transcriptomas permite conocer el perfil de expresión de las plantas en respuesta a estrés de tipo abiótico y biótico. En este estudio, se secuenció el mRNA proveniente de hojas y raíces de dos variedades de papas nativas expuestas a diferentes niveles de sequía. Lecturas o reads de 50 pares de bases provenientes de mRNA se mapearon al genoma de papa: 75 - 82% mapearon a posiciones únicas, 6 - 14% mapearon a múltiples posiciones y 9 - 12% no mapearon a posición alguna del genoma. Comparando los perfiles de expresión, se encontraron entre 887 - 1925 genes inducidos/reprimidos por sequía en la variedad sensible y 998 - 1995 en la tolerante. Este estudio generó información de gran valor que podrá ser utilizada en futuros estudios para comprender mejor los mecanismos moleculares de resistencia a sequía en papa y especies cercanas.

The recent advent RNA sequencing technology (RNA-Seq), a massively parallel sequencing method for transcriptome analysis, provides an opportunity to understand the expression profile of plants in response to biotic and abiotic stress. In this study, the mRNA was sequencing from leaves and roots of two native potato varieties at different levels of drought. Fifty-base-pair reads from whole mRNAs were mapped to the potato genomic sequence: 75 - 82% mapped uniquely to the genome, 6 - 14% mapped to several locations in the genome and 9 - 12% had no match in the genome. Comparing expression profiles, 887 to 1925 genes were found to be induced/repressed by drought in the sensible variety and 998 to 1995 in the tolerant. This research provides valuable information for future studies and deeper understanding of the molecular mechanism of drought resistance in potato and related species.

Biology of Trypanosoma cruzi: An update / Biología del Trypanosoma cruzi: Actualización

Chagas disease, an illness caused by the protozoan Trypanosoma cruzi, is clinically and epidemiologically important in Latin America, and particularly in Brazil. This article presents the main biological characteristics of Trypanosoma cruzi, emphasizing ultrastructural, morphological, evolutionary, transcriptomic, and proteomic aspects. With this purpose a literature review was conducted, which allowed for the construction of different sections of the text. The efforts to expand the knowledge of this protist biology may bring positive implications for the understanding of the pathogenesis, control, and above all, treatment of patients affected by this disease.

A moléstia de Chagas, enfermidade causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, apresenta grande relevância clínica e epidemiológica na America Latina, com destaque para o Brasil. Neste artigo serão apresentadas as principais características biológicas do Trypanosoma cruzi, enfatizando-se os aspectos ultra-estruturais, morfológicos, evolutivos, transcriptômicos e proteômicos. Para tanto, foi realizada revisão da literatura, a qual subsidiou a construção de diferentes seções do texto. As investidas para ampliar o conhecimento acerca da biologia do protista poderão trazer implicações positivas para a compreensão da patogênese, do controle e, sobretudo, do tratamento dos pacientes portadores da moléstia.

Buscando agujaseen un pajar: viajes de rnas pequeños in silico e in vitro / Finding for a Neadle in a Haystack: Trips of Small RNAs from in silico to in vitro

Lo que se conoce tradicionalmente como análisis del transcriptoma comprende la caracterización y cuantificación del conjunto de RNAs transcritos en la célula. En los primeros años, los estudios del transcriptoma se enfocaron principalmente a RNA mensajeros o RNA codificantes. Más recientemente, debido a avances en la tecnología de secuenciammiento de última generación, los estudios del transcriptoma se han extendido a RNAs no codificantes. Estas moléculas presentan gran variedad de funciones en la regulación celular. Una caracterización completa del conjunto de ncRNAs no es alcanzable con las aproximaciones disponibles. Hoy en día la identificación de RNAs no codificantes y de sus RNA pequeños derivados, es un tema de vital importancia en el análisis genético. Uno de los avances recientes en el estudio del transcriptoma por ejemplo, se enfoca en la biología de RNA de interferencia y su aplicación clínica. Durante los últimos años se han desarrollado continuamente la capacidad de cómputo, eficiencia y capacidad de almacenamiento para modelar y procesar grandes volúmenes de información producto de secuenciamiento de última generación. Como consecuencia, esta revisión presenta el análisis del transcriptoma desde una perspectiva histórica unida a la modelación computacional de RNA no codificantes de datos de bibliotecas de RNAs pequeños.

What is commonly known about transcriptome studies encompass the characterization and quantification of the complete set of RNA transcripts produced by a cell. In its early days these analysis mainly focused on examination of messenger RNAs or coding RNAs. More recently, due to advances in next-generation sequencing technologies, transcriptome analysis has expanded to non-conding RNAs (ncRNAs). These molecules exhibit high variety of functions in cell regulation. Through characterization of complete sets of ncRNAs is not attainable with current approaches. At present de novo identification of ncRNAs and ncRNA-derived small RNAs is a major issue in genetic analysis. One of the most important recent advances of transcriptome analysis focuses, for example, on RNA interference (RNAi) biology and its clinical application. High-performance computing, storage capability and computational modeling have been continuously developed during last years to process and model large amounts of products of next generation sequencing methods. As consequence this review describes transcriptome sequencing analysis from a historical perspective to its link to computational approaches to model ncRNAs from small RNA library data.