Genética da leishmaniose cutânea em humanos: identificação de vias imunológicas que contribuem para a suscetibilidade à doença / Genetics of cutaneous leishmaniasis in humans: identification of immunological pathways that contribute to disease susceptibility

A leishmaniose cutânea (LC) é a forma clínica mais comum do complexo de doenças causadas por protozoários do gênero Leishmania. Interessantemente, alguns indivíduos infectados com espécies dermotrópicas do parasito não desenvolvem a LC, enquanto outros desenvolvem lesões crônicas. Os mecanismos envolvidos nesta variação permanecem amplamente desconhecidos, embora fatores genéticos do hospedeiro podem influenciar o risco de desenvolver a doença. No primeiro estudo apresentado nesta tese, foi mostrado que a sinalização IL-2/IL-2R desempenha um papel crucial na resposta imune contra espécies dermotrópicas de Leishmania. Os transcritos de vários genes da via de sinalização IL-2 são mais abundantes em úlceras cutâneas causadas por Leishmania braziliensis do que em amostras de pele normal de dadores não infectados. Um estudo de associação em famílias brasileiras (209 famílias nucleares) identificou dois polimorfismos no gene IL2RA associados à LC causada por L. braziliensis [rs10905669 (p = 3x10-4) e rs706778 (p = 3x10-4)]...

Cutaneous leishmaniasis (CL) is the most common clinical form of leishmaniasis and can be caused by several dermotropic Leishmania species. Interestingly, some infected individuals do not develop cutaneous lesions, while others are severely affected. The basis of this variation remains largely unknown, although host genetic factors seem to influence disease risk. In the first study presented in this thesis, it was shown that IL-2 plays a crucial role in human immunity against dermotropic Leishmania species. It was observed that the transcripts of several genes of the IL-2 pathway were more abundant in skin ulcers caused by Leishmania braziliensis than in normal skin samples. A primary association study on Brazilians (754 individuals from 209 families) identified two polymorphisms in the IL2RA gene associated with CL caused by L. braziliensis [rs10905669 (p = 3x10-4) and rs706778 (p = 3x10-4)]...

Estudios de transformación genética en arveja voluble cultivar Santa Isabel / Genetic transformation study in climbing pea Santa Isabel cultivar

Se probaron diferentes alternativas de transformación genética en arveja cultivar "Santa Isabel" con el fin de estudiar los factores que afectan el proceso. Se emplearon los métodos de infiltración mediante vacío, infección directa de explantes, transformación de polen, y microinyección de ovarios. La prueba histoquímica de expresión gus fue escogida como método de análisis en la determinación de transformantes positivos. Con las metodologías empleadas se detectaron puntos azules en el tejido vegetal, lo cual indica la expresión transitoria del transgen en los explantes utilizados. Los resultados obtenidos sugieren que la transformación genética en arveja cultivada en Colombia puede ser utilizada para la introducción de genes de interés como apoyo a los procesos de mejoramiento genético.

Different genetic transformation alternatives were tested in pea, "Santa Isabel" cultivar, with the purpose of studying the factors that affect the process. The methods of infiltration with vacuum, direct infection of the explants, pollen transformation and ovary microinjection were used. The hystochemical test of the gus expression was chosen as analysis method in the determination of positive transformants. With the used methodologies, blue spots in the plant tissue were detected, which indicates transient expression of the transgene in utilized explants. The obtained results suggest that the genetic transformation in pea genotypes planted in Colombia can be utilized for the introduction of genes of interest as support to genetic improvement.

Aspectos ambientais e genéticos da prolificidade em caprinos utilizando modelos bayesianos de limiar e linear / Environmental and genetic aspects of litter size in goats using linear and threshold bayesian models

Foram estimados os componentes de variância e os parâmetros genéticos da característica prolificidade, utilizando-se inferência bayesiana sob modelo animal linear e de limiar. A prolificidade de cabras mestiças foi estudada com informações referentes ao período de oito anos consecutivos. As análises foram realizadas com cadeias de 500.000 ciclos. Considerou-se burn-in dos 15.000 valores iniciais, sendo tomados valores a cada 250 ciclos, para se obter a distribuição a posteriori com 1.940 amostras. Os efeitos do mês de cobrição e da ordem de parto e o efeito linear do peso à cobrição foram significativos. As herdabilidades foram de 0,03 e 0,18 para o modelo linear e o modelo de limiar, respectivamente. O uso do modelo de limiar mostrou-se adequado, produzindo estimativas superiores acerca dos parâmetros estimados.

Variance components and genetic parameters of the litter size trait, using Bayesian inference under linear and threshold animal model were estimated. The litter size of crossbred goats was studied with information regarding a period of eight consecutive years. Analyses were performed with 500,000 cycle chains. The burn-in of the 15,000 baseline values was considered and these were taken every 250 cycles to obtain a posteriori distribution with 1,940 effective samples. Statistical analyses showed that the effects of coverage month, delivery order and linear effect of weight on coverage were significant. The heritabilities were 0.03 and 0.18 for linear and threshold models respectively. The threshold model proved to be suitable, producing higher estimates regarding the estimated parameters.

Genetic similarity between APEC and Escherichia coli strains isolated from Guaruba guarouba in a survey on healthy captive psittacine birds / Similaridade genética entre APEC e cepas de Escherichia coli isoladas de Guaruba guarouba em um estudo com psitacídeos hígidos de cativeiro

The role of psittacine birds as a reservoir of avian pathogenic Escherichia coli (APEC) is not known but would be helpful in understanding the human – animal interface, since the enteric microbiota of these birds consists of Gram positive bacteria. The aim of this study was to identify the presence of APEC in feces of clinically healthy Guaruba guarouba. To do this, we isolated and analyzed E. coli from cloacal fecal samples taken from 87 psittacine birds from six zoologic parks, three commercial breeders and one conservation breeder. Of the 87 birds examined, 46 (52.87%) presented E. coli in feces. The presence of the following eight virulence genes was determined by the polymerase chain reaction (PCR): irp2, iucD, iss, vat, cvi/cva, tsh, astA, and papC, and 29 (63.04%) of 46 E. coli isolates tested were positive at least one of the eight genes studied. The frequency of virulence genes observed in isolates of E. coli were 32.6% (15/46) irp2, 26% (12/46) iucD, 19.5% iss (9/46), 17.4% vat (8/46), 17.4% cvi/cva (8/46), 8.7% tsh (4/46), 4.4% astA (2/46) and 0% papC (0/46). The isolates were grouped in 13 genotypic profiles according to virulence gene combinations, but only 2 isolates were classified as APEC, with the pattern iuc, iss, cvi/cva, irp + and iuc, iss, cvi/cva, irp, tsh, vat +. This study reveals the presence of APEC in clinically healthy captive G. guarouba, suggesting that these psittacine birds may act as reservoir for pathogenic microorganisms. Epidemiological studies are needed to determine the relevance of this species as a reservoir and the implications for conservation of endangered species G. guarouba.

O papel dos psitacídeos como reservatório de Escherichia coli patogênicas para aves (APEC) não é conhecido, mas será útil para a compreensão da interface humano-animal, uma vez que a microbiota entérica destas aves é composta por bactérias Gram-positivas. O objetivo deste estudo foi identificar a presença de APEC em fezes de Guaruba guarouba clinicamente saudáveis. Para isso, foram isoladas e analisadas E. coli presentes em fezes cloacais coletadas de 87 psitacídeos, alojados em seis zoológicos, três criatórios comerciais e um criatório conservacionista. Das 87 aves examinadas, 46 (52,87%) apresentaram E. coli nas fezes. A presença de oito genes de virulência foi determinada pela reação em cadeia pela polimerase (PCR): irp2, iucD, iss, vat, cvi/cva, tsh, astA, e papC, e 29 (63,04%) dos 46 isolados foram positivos para pelo menos um dos oito genes estudados. A frequência dos genes de virulência observada nos isolados de E. coli foi 32.6% (15/46) irp2, 26% (12/46) iucD, 19.5% iss (9/46), 17.4% vat (8/46), 17.4% cvi/cva (8/46), 8.7% tsh (4/46), 4.4% astA (2/46) e 0% papC (0/46). Os isolados foram agrupados em 13 perfis genotípicos de acordo com combinações de genes de virulência, mas apenas duas amostras foram classificadas como APEC, com o perfil iuc, iss, cvi/cva, irp + e iuc, iss, cvi/cva, irp, tsh, iuc, iss, +. Este estudo revela a presença de APEC em aves de cativeiro (G. guarouba) clinicamente saudáveis, sugerindo que estes psitacídeos possam atuar como reservatórios de micro-organismos patogênicos. Estudos epidemiológicos são necessários para determinar a relevância desta espécie como reservatório e as implicações para a conservação da espécie ameaçada G. guarouba.

Sexual Dimorphism and deviation en the proportion of sexes in preimplantory embryos / Dimorfismo sexual y desviación en la proporción de los sexos en embriones preimplantatorios / Dimorfismo sexual e desvio na proporção dos sexos em embriõespré-implantatorios

Sexual differences in size and morphology are common in the animal kingdom and they have been mainly explained by sexual selection. According to classic theory of sexual determination and differentiation, the morphologic differences between the same specie individuals both different sex starts to show up soon after and as a consequence of the gonads formation and development. However, increasing evidence coincide in signaling that differences between males and females star to be evident long before of gonads formation, from preimplantatory stadium [week 1] or even from zygotic stadium [day 1]. Differences in kinetics of development and in energetic preimplantatory metabolism have been explained by genetic and epigenetic differences which underlie it and, in the case of get persistent, they can take them until disrupting the normal sex ratio. In this review about sexual dimorphism in preimplantatory embryos hypothesis, accumulated evidences and scenarios [in vivo e in vitro] are explored, as well as the last findings and possible changes that will have to be faced by the embryology.

Las diferencias sexuales en tamaño y morfología son comunes en el reino animal y se han explicado principalmente por la selección sexual. De acuerdo con la teoría clásica de la determinación y diferenciación sexual, las diferencias morfológicas entre individuos de la misma especie pero de diferente sexo se empiezan a manifestar poco después ycomo consecuencia de la formación y desarrollo de las gónadas. No obstante, evidencia creciente coincide en señalarque las diferencias entre machos y hembras se comienzan a manifestar mucho antes de la formación de las gónadas, desde el estado preimplantatorio [semana 1] e inclusive desde el estado cigótico [día 1]. Diferencias en la cinética dedesarrollo y en el metabolismo energético preimplantatorio han sido explicadas por diferencias genéticas y epigenéticas que les subyacen y que de persistir pueden llegar hasta afectar la normal proporción de los sexos. En la presente revisión sobre el dimorfismo sexual de embriones preimplantatorios se exploran las hipótesis, las evidencias acumuladas, los escenarios [in vivo e in vitro] y, a la luz de los últimos hallazgos, los posibles cambios que deberá enfrentar la embriología.

As diferenças sexuais no tamanho e morfologia são comuns no reino animal e foi explicado principalmente pelaseleção sexual. De acordo com a teoria clássica da determinação e diferencia sexual, as diferencias morfológicasentre indivíduos da mesma espécie, porém de diferente sexo começam a manifestar pouco depois e comoconsequência da formação e desenvolvimento das gônadas. Contudo, evidencia crescente coincide em assinalar que as diferenças entre machos e fêmeas começam a se manifestar muito antes da formação das gônadas, desde o estadopreimplantatorio [semana 1] e inclusive desde o estado cigótico [dia 1]. Diferenças na cinética de desenvolvimento e no metabolismo energético preimplantatorio foram explicadas por diferenças genéticas e epigenêticas que lhes segueme que de persistir podem chegar até em afetar a normal proporção dos sexos. Na presente revisão sobre o dimorfismosexual de embriões preimplantatorios são exploradas as seguintes hipóteses, as evidencias acumuladas, os cenários[in vivo e in vitro] e, à luz dos últimos descobrimentos, as possíveis mudanças que deverá enfrentar a embriologia.

Influencia de la subespecie de la donadora en la cantidad deembriones totales obtenidos in vitro: estudio retrospectivo / Influence of the subespecie of the donator cow in the quantity oftotal embryos obtained in vitro: a retrospective study / Influência da subespécie da vaca doadora na quantidade de embriões totais obtidos in vitro: estudo retrospectivo

A partir de los registros de transferencia de embriones producidos in vitro de tantos años de la central genética en el municipio de San Pedro de los Milagros Antioquia – Colombia, se buscó retrospectivamente si existía unarelación sobre la cantidad de ovocitos y embriones viables producidos por las donadoras. Dependiendo de la raza,se buscó determinar si existe una influencia de la donante. Las variables analizadas fueron: el toro, la raza, el lote, la historia reproductiva de las donadoras, las cuales se encontraban en iguales condiciones de manejo, tanto sanitarias y nutricionales. La evaluación de los resultados se realizó mediante el modelo estadístico de Chi-cuadrado.Para la comparación entre el porcentaje de ovocitos viables y el porcentaje de embriones producidos se realizó unaprueba de análisis de varianza (ANOVA) y una prueba de Fisher con un intervalo de confianza del 95% y un valorde p>0.05. Se encontraron diferencias estadísticamente significativas en la producción de embriones (40% vs 29%), taurus e indicus, respectivamente. Se concluye, que las donadoras taurus producen mayor número de embrionesque las indicus.

From the many years of transfer records of embryos produced in vitro at the genetics center in the municipality ofSan Pedro de los Milagros, Antioquia, Colombia, we examined retrospectively if there was a relationship betweenthe number of viable oocytes and embryos produced by the donors. Depending on the race, we sought to determine whether there is an influence by the donor. The variables analyzed were: the bull, race, batch, and reproductive history of the donors, all of which were in similar health and nutritional conditions. The evaluation of the results was carried out with the Chi- Square test statistical model. In order to compare between the percentage of viable oocytes and the percentage of embryos, an analysis of variance (ANOVA) was performed as well as a Fischer test, with a confidence interval of 95% and a p-value of p>0.05. Statistically significant differences were found in the production of embryos (40% vs 29%) taurus and indicus, respectively. The conclusion is that taurus donors produce greater numbers of embryos than indicus donors.

A partir dos registros de transferência de embriões produzidos in vitro nos muitos anos da central genética nomunicípio de San Pedro de los Milagros, Antioquia- Colômbia procuramos retrospectivamente se há uma relaçãoentre a quantidade do número de oócitos viáveis e embriões produzidos por doadores. Dependendo da raça,buscou-se determinar se há uma influência do doador. As variáveis analisadas foram: o touro, a raça, o lote, a história reprodutiva dos doadores, os quais encontravam-se nas mesmas condições de manejo, saúde e nutrição. A avaliação dos resultados foi realizada utilizando o modelo de teste estatístico Chi-quadrado. Para a comparação entrea porcentagem de oócitos viáveis e a porcentagem de embriões produzidos foram realizados um teste pela análisede variância (ANOVA) e um teste de Fisher, com intervalo de confiança de 95% e um valor de p>0.05. Foramencontradas diferenças estatisticamente significativas na produção de embriões (40% vs 29%), taurus e indicus,respectivamente. A conclusão é que os doadores taurus produzem um número maior de embriões que os doadoresindicus.

Recent Advances in i-Gene Tools and Analysis: Microarrays, Next Generation Sequencing and Mass Spectrometry.

Recent advances in technology and associated methodology have made the current period one of the most exciting in molecular biology and medicine. Underlying these is an appreciation that modern research is driven by increasing large amounts of data being interpreted by interdisciplinary collaborative teams which are often geographically dispersed. The availability of cheap computing power, high speed informatics networks and high quality analysis software has been essential to this as has the application of modern quality assurance methodologies. In this review, we discuss the application of modern ‘High-Throughput’ molecular biological technologies such as ‘Microarrays’ and ‘Next Generation Sequencing’ to scientific and biomedical research as we have observed. Furthermore in this review, we also offer some guidance that enables the reader as to understand certain features of these as well as new strategies and help them to apply these i-Gene tools in their endeavours successfully. Collectively, we term this ‘i-Gene Analysis’. We also offer predictions as to the developments that are anticipated in the near and more distant future.

A new species of Tetragonopterus Cuvier, 1816 (Characiformes: Characidae: Tetragonopterinae) from the rio Jari, Amapá, northern Brazil

Uma espécie nova de Tetragonopterus é descrita do rio Jari, um tributário da margem esquerda do rio Amazonas, na divisa entre os Estados do Amapá e Pará, norte do Brasil. Esta é morfologicamente diferenciada das outras espécies do gênero (T. argenteus, T. chalceus e T. rarus combinação nova) pelo formato losangular da mancha no pedúnculo caudal contra uma mancha arredondada a quadrangular nas demais espécies. Sequências parciais do gene mitocondrial citocromo oxidase C subunidade I de representantes de todas as espécies válidas de Tetragonopterus, incluindo esta espécie nova, foram analisadas. Os resultados obtidos revelaram uma significante distância genética entre esta espécie nova e as demais do gênero. É apresentada uma discussão sobre a nova combinação, Tetragonopterus rarus.

A new species of Tetragonopterus is described from the rio Jari, a tributary to the left margin of rio Amazonas, at the border between Amapá and Pará States, northern Brazil. It is morphologically diagnosed from the other species of the genus (T. argenteus, T. chalceus, and T. rarus new combination) by the lozenge-shaped spot on the caudal peduncle vs. rounded to square spot on the other species. Partial sequences of the mitochondrial gene Cytochrome Oxidase C subunit I, from representatives of all valid species of Tetragonopterus, including this new species, were analyzed. The obtained results revealed a significant genetic distance between the new species and its congeners. A discussion on the new combination, Tetragonopterus rarus, is also provided.

Relação entre polimorfismo do gene do hormônio do crescimento e características de precocidade em novilhas da raça Nelore / Relationship between polymorphism of growth hormone and precocity traits in Nellore heifers

Avaliaram-se as relações entre o polimorfismo do gene do hormônio do crescimento (GH) e as características de precocidade, em novilhas da raça Nelore. Amostras de sangue periférico foram obtidas de 181 animais de três rebanhos distintos do estado da Bahia, nas quais foi realizada a extração de DNA e a amplificação por PCR, seguidas por digestão com enzima de restrição AluI. Os fragmentos resultantes da digestão enzimática foram analisados em gel de agarose 2 por cento para determinação dos respectivos genótipos. A frequência do alelo Leu nas amostras analisadas foi estimada em 100 por cento. Em decorrência da alta incidência de homozigose para o alelo Leu, sugere-se que o restriction fragment lenght polymorphism AluI do gene GH não possa ser considerado como marcador molecular para precocidade sexual em novilhas Nelore nesses rebanhos.

The relationships between polymorphism of growth hormone gene (GH) and precocity traits in Nellore heifers were evaluated. A total of 181 animals from three different farms of Bahia state, Brazil, were blood sampled. The DNA of each animal was extracted, amplified by PCR, and digested by "AluI" restriction enzyme, and the resultant fragments were analyzed in 2 percent agarose gel for genotype identification. The frequency of Leu allele in the analyzed samples was estimated in 100 percent. Due to the high incidence of homozygose for the Leu allele, it is suggested that the restriction fragment lenght polymorphism AluI of GH gene can not be considered as a molecular marker for sexual precocity in Nellore heifers of those herds.

Avaliação genética para peso corporal em um rebanho Nelore / Genetic evaluation for body weight in a Nellore herd

Estimaram-se as herdabilidades para os efeitos genéticos direto e materno e as correlações genéticas entre essas variáveis para os pesos ao desmame (P205), ao ano (P365) e ao sobreano (P550) em um rebanho Nelore do norte de Minas Gerais. O modelo estatístico incluiu os efeitos aditivos direto e materno, os efeitos fixos de grupo de contemporâneos (fazenda, sexo, regime alimentar, estação (seca e água) e ano de nascimento do animal) e o efeito da covariável idade da vaca ao parto (linear e quadrático). Os componentes de variância e os valores genéticos foram estimados utilizando-se o método REML. A tendência genética foi obtida utilizando-se a regressão do valor genético médio anual em relação ao ano de nascimento dos animais. As estimativas de herdabilidade do efeito aditivo direto () para P205, P365 e P550 foram 0,60, 0,69 e 0,75, respectivamente. Estes coeficientes de são de alta magnitude, indicando que o rebanho apresenta variabilidade genética aditiva relativa e, portanto, espera-se progresso genético considerável utilizando a seleção. Pela análise da tendência genética, verificou-se que houve evolução nos valores genéticos dos animais ao longo dos anos estudados.

The heritabilities for direct and maternal genetic effects and genetic correlations between these effects were estimated for weight at 205 (P205), 365 (P365), and 550 days (P550) in a Nelore herd in northern Minas Gerais. The statistical model included direct and maternal additive effects, in addition to the fixed effects of contemporary group (farm, gender, diet, season - dry and water -, and year of birth) and the covariate age of cow at calving (linear and quadratic effects). The variance components and genetic values were estimated by REML method. The genetic trend was obtained using the regression of the annual mean genetic value in relation to the year birth. The heritability estimates for the direct additive effect () for P205, P365, and P550 were equal to 0.60, 0.69, and 0.75, respectively. These coefficients showed high magnitude, indicating that the herd in question presents a great additive genetic variability and therefore it is expected a great progress using genetic selection. By the analysis of genetic trend, it was verified a development in animals genetic values over the years studied.

La epigenética o ¿cómo controlar a los genes? / Epigenetics or how to control genes?

La genética es la rama de las ciencias biológicas que investiga cómo comprender la herencia biológica que se trasmite de generación en generación. En el siglo XX surge la era de la epigenética, área clave de investigación que combina la genética y el medioambiente para direccionar sistemas biológicos complejos. Concretamente consiste en el estudio de los cambios o modificaciones del código genético humano que se realizan sin ser controlados por la secuencia original del ADN. Los fenómenos epigenéticos desempeñan un importante papel en el desarrollo y la evolución, e incluyen las modificaciones de las histonas y la metilación del ADN que el fenotipo o propiedades morfológicas y funcionales de un organismo está definido por la programación del genoma bajo la influencia del ambiente.