Macular dystrophies associated with Stargardt-like phenotypes / Distrofias maculares associadas a fenótipos Stargardt-like

ABSTRACT Purpose: Stargardt-like phenotype has been described as associated with pathogenic variants besides the ABCA4 gene. This study aimed to describe four cases with retinal appearance of Stargardt disease phenotypes and unexpected molecular findings. Methods: This report reviewed medical records of four patients with macular dystrophy and clinical features of Stargardt disease. Ophthalmic examination, fundus imaging, and next-generation sequencing were performed to evaluate pathogenic variants related to the phenotypes. Results: Patients presented macular atrophy and pigmentary changes suggesting Stargardt disease. The phenotypes of the two patients were associated with autosomal dominant inheritance pattern genes (RIMS1 and CRX) and in the other two patients were associated with recessive dominant inheritance pattern genes (CRB1 and RDH12) with variants predicted to be pathogenic. Conclusion: Macular dystrophies may have phenotypic similarities to Stargardt-like phenotype associated with other genes besides the classic ones.

RESUMO Objetivo: Fenótipos Stargardt-like já foram asso-ciados a variantes patogênicas no gene ABCA4. O propósito desse estudo é descrever quatro pacientes com achados retinianos semelhantes a doença de Stargardt com resultados moleculares diferentes do esperado. Métodos: Esse relato fez a revisão de prontuários médicos de quatro pacientes com distrofia macular e achados clínicos sugestivos de doença de Stargardt. Foram realizados avaliação oftalmológica, exames de imagens e testes usando next generation sequencing para avaliar variantes patogênicas associadas aos fenótipos dos pacientes. Resultados: Os pacientes apresentavam atrofia macular e alterações pigmentares sugerindo achados clínicos de doença de Stargardt. Dois pacientes foram associados a genes com herança autossômica dominante (RIMS1 e CRX) e dois pacientes foram associados a genes com herança autossômica recessiva (CRB1 e RDH12) com variantes preditoras de serem patogênicas. Conclusão: Distrofias maculares podem ter similaridades fenotípicas com fenótipo de Stargardt-like associados a outros genes além dos classicamente já descritos.

Tracing probiotic producing bacterial species from gut of buffalo (Bubalus bubalis), South-East-Asia / Rastreando espécies bacterianas produtoras de probióticos de intestino de búfalo (Bubalus bubalis), sudeste da Ásia

Due to extensive application of antibiotics as growth promoters in animal feed, antimicrobial resistance has been increased. To overcome this challenge, rumen microbiologists search for new probiotics to improve the rate of livestock production. The present study was aimed to isolate and evaluate breed-specific lactic acid bacteria (LAB) as potential animal probiotics. The current study was conducted during 10 months from July 2020 to April 2021, in which a total of n=12 strains were isolated from different samples including milk, rumen, and feces of Nilli Ravi Buffaloes. These isolates were evaluated for their antimicrobial potential against common animal pathogens (Bacillus spp., E. coli, Staphylococcus aureus, Salmonella spp., Listeria spp.). All the isolates were identified using 16S rRNA gene sequencing and the phylogenetic analyses inferred that these strains showed close relations to the species of various genera; Enterococcus lactis, Pediococcus pentosaceus, Bacillus subtilis Weissella cibaria, Weissella soli, Bacillus tequilensis, Weissella bombi, Bacillus licheniformis, Lactococcus lactis, Bacillus megaterium, Lactobacillus ruminis, and Lactococcus lactis. NMCC-Ru2 has exhibited the enormous potential of antimicrobial activity, 28 mm, for Salmonella typhimurium;23 mm for Listeria monocytogenes 21 mm for E.coil. Highest resistance was seen in NMCC-Ru2 agasint test antbiotic, like 25.5 mm for Tetracycline. Overall results revesl that the probiotic profile of isolates was achieved using standard criteria, particularly with animal probiotic properties

Devido à extensa aplicação de antibióticos como promotores de crescimento na alimentação animal, a resistência aos antimicrobianos aumentou. Para superar esse desafio, os microbiologistas do rúmen buscam novos probióticos para melhorar a produtividade do gado. O presente estudo teve como objetivo isolar e avaliar bactérias lácticas específicas de raças (BAL) como potenciais probióticos animais. 12 cepas foram isoladas de diferentes amostras, incluindo leite, rúmen e fezes de búfalos Nilli Ravi. Esses isolados foram avaliados quanto ao seu potencial antimicrobiano contra patógenos animais comuns (Bacillus spp., E. coli, Staphylococcus aureus, Salmonella spp., Listeria spp.). Todos os isolados foram identificados por meio do sequenciamento do gene 16S rRNA e as análises filogenéticas inferiram que essas cepas apresentaram estreita relação com as espécies de vários gêneros; Enterococcus lactis, Pediococcus pentosaceus, Bacillus subtilis, Weissella cibaria, Weissella soli, Bacillus tequilensis, Weissella bombi, Bacillus licheniformis, Lactococcus lactis, Bacillus megaterium, Lactobacillus ruminis e Lactococcus lactis. O perfil probiótico dos isolados foi obtido usando critérios padrão, particularmente com propriedades probióticas animais.

Tracing probiotic producing bacterial species from gut of buffalo (Bubalus bubalis), South-East-Asia

Abstract Due to extensive application of antibiotics as growth promoters in animal feed, antimicrobial resistance has been increased. To overcome this challenge, rumen microbiologists search for new probiotics to improve the rate of livestock production. The present study was aimed to isolate and evaluate breed-specific lactic acid bacteria (LAB) as potential animal probiotics. The current study was conducted during 10 months from July 2020 to April 2021, in which a total of n=12 strains were isolated from different samples including milk, rumen, and feces of Nilli Ravi Buffaloes. These isolates were evaluated for their antimicrobial potential against common animal pathogens (Bacillus spp., E. coli, Staphylococcus aureus, Salmonella spp., Listeria spp.). All the isolates were identified using 16S rRNA gene sequencing and the phylogenetic analyses inferred that these strains showed close relations to the species of various genera; Enterococcus lactis, Pediococcus pentosaceus, Bacillus subtilis Weissella cibaria, Weissella soli, Bacillus tequilensis, Weissella bombi, Bacillus licheniformis, Lactococcus lactis, Bacillus megaterium, Lactobacillus ruminis, and Lactococcus lactis. NMCC-Ru2 has exhibited the enormous potential of antimicrobial activity, 28 mm, for Salmonella typhimurium;23 mm for Listeria monocytogenes 21 mm for E.coil. Highest resistance was seen in NMCC-Ru2 agasint test antbiotic, like 25.5 mm for Tetracycline. Overall results revesl that the probiotic profile of isolates was achieved using standard criteria, particularly with animal probiotic properties

Resumo Devido à extensa aplicação de antibióticos como promotores de crescimento na alimentação animal, a resistência aos antimicrobianos aumentou. Para superar esse desafio, os microbiologistas do rúmen buscam novos probióticos para melhorar a produtividade do gado. O presente estudo teve como objetivo isolar e avaliar bactérias lácticas específicas de raças (BAL) como potenciais probióticos animais. 12 cepas foram isoladas de diferentes amostras, incluindo leite, rúmen e fezes de búfalos Nilli Ravi. Esses isolados foram avaliados quanto ao seu potencial antimicrobiano contra patógenos animais comuns (Bacillus spp., E. coli, Staphylococcus aureus, Salmonella spp., Listeria spp.). Todos os isolados foram identificados por meio do sequenciamento do gene 16S rRNA e as análises filogenéticas inferiram que essas cepas apresentaram estreita relação com as espécies de vários gêneros; Enterococcus lactis, Pediococcus pentosaceus, Bacillus subtilis, Weissella cibaria, Weissella soli, Bacillus tequilensis, Weissella bombi, Bacillus licheniformis, Lactococcus lactis, Bacillus megaterium, Lactobacillus ruminis e Lactococcus lactis. O perfil probiótico dos isolados foi obtido usando critérios padrão, particularmente com propriedades probióticas animais.

Analysis of mitochondrial DNA mutations in Pakistani population diagnosed with cardiovascular diseases / Análise de mutações do DNA mitocondrial na população paquistanesa diagnosticada com doenças cardiovasculares

Heart and blood vessel disorders, such as coronary heart disease, brain vessel disease, rheumatic heart disease, and others, are together referred to as cardiovascular disease (CVD). In this study, we sought to determine how mitochondrial Leucine Transfer RNA genes and CVDs are related (MT-L1 and MT-L2). From CVD patients in Peshawar, a total of 27 saliva samples were taken. Leu-tRNA genes expressed by mitochondria were amplified using polymerase chain reaction after DNA was removed. Ten samples were sent for sequencing after PCR and gene cleaning. We obtained all of the sequenced results, which were subsequently aligned and evaluated against the mitochondrial revised Cambridge Reference Sequence (rCRS). However, in our sequenced samples, Leu-tRNA MT-L1 and MT-L2 genes were determined to be unaltered. Thus, it is suggested that a large population be taken into account while screening for mutations in the mitochondrial encoded Leu-tRNA MT-L1 and MT-L2 genes of cardiac patients in areas of Pakistan. Additionally, it is recommended that patients with cardiac problems should also have other mitochondrial encoded genes checked for potential mutations. This could result in the identification of genetic markers that could be used for early CVD screening in Pakistan.

Distúrbios do coração e dos vasos sanguíneos, como doença cardíaca coronária, doença dos vasos cerebrais, doença cardíaca reumática entre outros, são referidos juntos como doença cardiovascular (DCV). Neste estudo, procuramos determinar como os genes mitocondriais do RNA de transferência de leucina e as DCVs estão relacionados (MT-L1 e MT-L2). Foi coletado um total de 27 amostras de saliva de pacientes com DCV em Peshawar. Genes de Leu-tRNA expressos por mitocôndrias foram amplificados usando reação em cadeia da polimerase (PCR) após a remoção do DNA. Dez amostras foram enviadas para sequenciamento após PCR e limpeza gênica. Obtivemos todos os resultados sequenciados, que foram posteriormente alinhados e avaliados em comparação com a Sequência de Referência de Cambridge revisada (rCRS). No entanto, em nossas amostras sequenciadas, os genes Leu-tRNA MT-L1 e MT-L2 foram determinados como inalterados. Assim, sugere-se que uma grande população seja levada em consideração durante a triagem de mutações nos genes Leu-tRNA MT-L1 e MT-L2 mitocondriais codificados de pacientes cardíacos em áreas do Paquistão. Além disso, recomenda-se que outros genes mitocondriais codificados de pacientes com problemas cardíacos também sejam verificados quanto a possíveis mutações. Isso pode resultar na identificação de marcadores genéticos que podem ser usados para triagem precoce de DCV no Paquistão.

Novel Pathogenic Mutation Mapping of ASPM Gene in Consanguineous Pakistani Families with Primary Microcephaly / Novo mapeamento de mutações patogênicas do gene ASPM em famílias consanguíneas com microcefalia primária do Paquistão

Autosomal recessive primary microcephaly (MCPH) is a neurodevelopmental disorder characterized by a congenitally reduced head circumference (-3 to -5 SD) and non-progressive intellectual disability. The objective of the study was to evaluate pathogenic mutations in the ASPM gene to understand etiology and molecular mechanism of primary microcephaly. Blood samples were collected from various families across different remote areas of Pakistan from February 2017 to May 2019 who were identified to be affected with primary microcephaly. DNA extraction was performed using the salting-out method; the quality and quantity of DNA were evaluated using spectrophotometry and 1% agarose gel electrophoresis, respectively in University of the Punjab. Mutation analysis was performed by whole exome sequencing from the Cologne Center for Genomics, University of Cologne. Sanger sequencing was done in University of the Punjab to confirm the pathogenic nature of mutation. A novel 4-bp deletion mutation c.3877_3880delGAGA was detected in exon 17 of the ASPM gene in two primary microcephaly affected families (A and B), which resulted in a frame shift mutation in the gene followed by truncated protein synthesis (p.Glu1293Lysfs*10), as well as the loss of the calmodulin-binding IQ domain and the Armadillo-like domain in the ASPM protein. Using the in-silico tools Mutation Taster, PROVEAN, and PolyPhen, the pathogenic effect of this novel mutation was tested; it was predicted to be "disease causing", with high pathogenicity scores. One previously reported mutation in exon 24 (c.9730C>T) of the ASPM gene resulting in protein truncation (p.Arg3244*) was also observed in family C. Mutations in the ASPM gene are the most common cause of MCPH in most cases. Therefore, enrolling additional affected families from remote areas of Pakistan would help in identifying or mapping novel mutations in the ASPM gene of primary microcephaly.(AU)

Microcefalia primária autossômica recessiva (MCPH) é um distúrbio do neurodesenvolvimento caracterizado por uma redução congênita do perímetro cefálico (-3 a -5 DP) e deficiência intelectual não progressiva. O objetivo do estudo foi avaliar mutações patogênicas no gene ASPM a fim de compreender a etiologia e o mecanismo molecular da microcefalia primária. Amostras de sangue foram coletadas de várias famílias em diferentes áreas remotas do Paquistão de fevereiro de 2017 a maio de 2019, que foram identificadas como afetadas com microcefalia primária. A extração do DNA foi realizada pelo método salting-out; a qualidade e a quantidade de DNA foram avaliadas por espectrofotometria e eletroforese em gel de agarose a 1%, respectivamente, na Universidade de Punjab. A análise de mutação foi realizada por sequenciamento completo do exoma do Cologne Center for Genomics, University of Cologne. O sequenciamento de Sanger foi feito na Universidade do Punjab para confirmar a natureza patogênica da mutação. Uma nova mutação de deleção de 4 bp c.3877_3880delGAGA foi detectada no exon 17 do gene ASPM em duas famílias afetadas por microcefalia primária (A e B), que resultou em uma mutação de frame shift no gene seguida por síntese de proteína truncada (pGlu1293Lysfs * 10), bem como a perda do domínio IQ de ligação à calmodulina e o domínio do tipo Armadillo na proteína ASPM. Usando as ferramentas in-silico Mutation Taster, PROVEAN e PolyPhen, o efeito patogênico dessa nova mutação foi testado; foi previsto ser "causador de doenças", com altos escores de patogenicidade. Uma mutação relatada anteriormente no exon 24 (c.9730C > T) do gene ASPM, resultando em truncamento de proteína (p.Arg3244 *) também foi observada na família C. Mutações no gene ASPM são a causa mais comum de MCPH na maioria dos casos . Portanto, a inscrição de famílias afetadas adicionais de áreas remotas do Paquistão ajudaria a identificar ou mapear novas mutações no gene ASPM da microcefalia primária.(AU)

Genetic diversity of Anaplasma marginale in calves under natural transmission conditions in the Northeast region of Pará / Diversidade genética de Anaplasma marginale em bezerros sob condições de transmissão natural na região Nordeste do Pará

The objective of the present study was to detect the genetic diversity of Anaplasma marginale strains in naturally infected calves from a rural property located in the northeastern region of the state of Pará, Eastern Amazon, which has a history of mortality due to anaplasmosis. Fourteen calves positive for A. marginale were selected using a semi-nested polymerase chain reaction for the target msp1α gene, with asymptomatic (n=3) and symptomatic (n=11) infections. After sequencing the samples, two genotypes were verified in the E and C regions and the structures in tandem repeats were determined. Nine different strains were found: eight related to the E genotype (α-ß-ß-Γ = one animal, asymptomatic; 16-F-17-F-F = two animals, symptomatic; α-ß-F-F-F-F = one animal, asymptomatic; 31-62-62-61 = one animal, symptomatic; τ-10-3 = three animals, two symptomatic and one asymptomatic; α-ß-ß-ß = one animal, symptomatic; τ-22 -13-18 = two animals, both symptomatic; ß-ß-ß-BRA1-31 = two animals, both symptomatic), and one related to genotype C (23-24-25-31-27-27 = one animal, asymptomatic). Genotype E was predominant in 92.86% of the samples (13/14), followed by genotype C (7.14%). This study made it possible to detect the genetic diversity of A. marginale in calves from the selected dairy farm, in addition to identifying the BRA1 sequence in the animals of the present study, which was recently diagnosed in Minas Gerais, demonstrating the dispersion of A. marginale strains in herds from different Brazilian states. Genetic diversity of A. marginale was observed in both symptomatic and asymptomatic calves. There were no significant differences when clinical signs were compared to the genotype verified in the infected animals. The prevalence of pathogenicity was not observed.

O objetivo do presente trabalho foi detectar a diversidade genética de cepas de Anaplasma marginale em bezerros naturalmente infectados oriundos de uma propriedade rural localizada na região nordeste do estado do Pará, Amazônia Oriental, a qual apresentava histórico de mortalidade devido à anaplasmose. Foram selecionados 14 bezerros positivos para A. marginale pela técnica de semi-nested PCR (nPCR) para o alvo no gene msp1α, com infecção assintomática (n=3) e sintomáticos (n=11). Após o sequenciamento das amostras foram verificados dois genótipos nas regiões E e C, e determinadas as estruturas em tandem repeats. Nove diferentes estirpes foram encontradas, sendo oito relacionadas ao genótipo E (α-ß-ß-Γ = um animal, assintomático; 16-F-17-F-F = dois animais, sintomáticos; α-ß-F-F-F-F = um animal, assintomático; 31-62-62-61 = um animal, sintomático; τ-10-3 = três animais, dois sintomáticos e um assintomático; α-ß-ß-ß = um animal, sintomático; τ-22-13-18 = dois animais, sintomáticos; ß-ß-ß-BRA1-31 = dois animais, sintomáticos) e uma relacionada ao genótipo C (23-24-25-31-27-27 = um animal, assintomático). O genótipo E foi predominante em 92,86% das amostras (13/14), seguido pelo genótipo C (7,14%). O estudo possibilitou a detecção da diversidade genética de A. marginale em bezerros dessa propriedade leiteira, além de identificar a sequência BRA1 nos animais do presente estudo, a qual foi diagnosticada recentemente em Minas Gerais, o que demonstra a dispersão das estirpes de A. marginale nos rebanhos de diferentes estados brasileiros. A diversidade genética de A. marginale foi observada tanto em bezerros sintomáticos quanto em assintomáticos e não houve diferença significativa quando se comparou os sinais clínicos ao genótipo verificado no animal infectado, não observando a prevalência de patogenicidade de estirpes.

Whole-genome sequencing for surveillance of antimicrobial resistance in Ecuador: present and future implications / Secuenciación del genoma completo para la vigilancia de la resistencia a los antimicrobianos en Ecuador: implicaciones actuales y futuras / Sequenciamento do genoma completo para vigilância da resistência aos antimicrobianos no Equador: implicações presentes e futuras

ABSTRACT Whole-genome sequencing is becoming the gold standard for pathogen characterization and offers considerable advantages for understanding the evolution and dissemination of new determinants of antimicrobial resistance. Despite the benefits of whole-genome sequencing for pathogen characterization, implementation costs and lack of expertise may limit its use by public health laboratories. This article reviews the advantages of whole-genome sequencing for pathogen characterization and the current status of the use of whole-genome sequencing for antimicrobial resistance surveillance in Ecuador. A roadmap is suggested for including whole-genome sequencing for pathogen characterization based on the needs of the health reference institutions through alliances with Ecuadorian universities. Establishing a partnership between public health institutions and academia would be valuable for clinicians, policy-makers, and epidemiologists who could then take reasonable measures in those areas and establish a basis for adapting One Health strategies to tackle antimicrobial resistance in Ecuador.

RESUMEN La secuenciación del genoma completo, que está pasando a ser el estándar de referencia para la caracterización de agentes patógenos, ofrece ventajas considerables para comprender la evolución y la diseminación de los nuevos determinantes de la resistencia a los antimicrobianos. Sin embargo, a pesar de los beneficios que genera, los costos de ejecución y la falta de experiencia pueden limitar su uso por parte de los laboratorios de salud pública. En este artículo se evalúan las ventajas de la secuenciación del genoma completo para la caracterización de agentes patógenos y el estado actual del uso de la secuenciación del genoma completo en la vigilancia de la resistencia a los antimicrobianos en Ecuador. Se propone una hoja de ruta para incluir la secuenciación del genoma completo para la caracterización de agentes patógenos según las necesidades de las instituciones de salud de referencia, lo que se haría por medio de alianzas con universidades ecuatorianas. Establecer una asociación entre las instituciones de salud pública y los círculos académicos sería sumamente valioso para los médicos, los responsables de las políticas y los epidemiólogos, que podrían adoptar medidas razonables en sus ámbitos y sentar una base para adaptar las estrategias de "Una salud" a fin de abordar la resistencia a los antimicrobianos en Ecuador.

RESUMO O sequenciamento do genoma completo está se tornando o padrão ouro para a caracterização de patógenos e oferece vantagens consideráveis para a compreensão da evolução e disseminação de novos determinantes de resistência aos antimicrobianos. Apesar dos benefícios do sequenciamento do genoma completo para a caracterização de patógenos, os custos de implementação e a falta de especialização podem limitar seu uso pelos laboratórios de saúde pública. Este artigo analisa as vantagens do sequenciamento do genoma completo para a caracterização de patógenos e a situação atual do uso desta técnica para a vigilância da resistência aos antimicrobianos no Equador. Sugere-se um roteiro para incluir o sequenciamento de genomas completos para caracterização de patógenos com base nas necessidades das instituições de saúde de referência, por meio de alianças com universidades equatorianas. A criação de uma parceria entre instituições de saúde pública e entidades acadêmicas seria valiosa para clínicos, formuladores de políticas e epidemiologistas, que poderiam, assim, tomar medidas razoáveis nessas áreas e estabelecer uma base para adaptar estratégias de Saúde Única para combater a resistência aos antimicrobianos no Equador.

Novel Pathogenic Mutation Mapping of ASPM Gene in Consanguineous Pakistani Families with Primary Microcephaly / Novo mapeamento de mutações patogênicas do gene ASPM em famílias consanguíneas com microcefalia primária do Paquistão

Autosomal recessive primary microcephaly (MCPH) is a neurodevelopmental disorder characterized by a congenitally reduced head circumference (-3 to -5 SD) and non-progressive intellectual disability. The objective of the study was to evaluate pathogenic mutations in the ASPM gene to understand etiology and molecular mechanism of primary microcephaly. Blood samples were collected from various families across different remote areas of Pakistan from February 2017 to May 2019 who were identified to be affected with primary microcephaly. DNA extraction was performed using the salting-out method; the quality and quantity of DNA were evaluated using spectrophotometry and 1% agarose gel electrophoresis, respectively in University of the Punjab. Mutation analysis was performed by whole exome sequencing from the Cologne Center for Genomics, University of Cologne. Sanger sequencing was done in University of the Punjab to confirm the pathogenic nature of mutation. A novel 4-bp deletion mutation c.3877_3880delGAGA was detected in exon 17 of the ASPM gene in two primary microcephaly affected families (A and B), which resulted in a frame shift mutation in the gene followed by truncated protein synthesis (p.Glu1293Lysfs*10), as well as the loss of the calmodulin-binding IQ domain and the Armadillo-like domain in the ASPM protein. Using the in-silico tools Mutation Taster, PROVEAN, and PolyPhen, the pathogenic effect of this novel mutation was tested; it was predicted to be "disease causing", with high pathogenicity scores. One previously reported mutation in exon 24 (c.9730C>T) of the ASPM gene resulting in protein truncation (p.Arg3244*) was also observed in family C. Mutations in the ASPM gene are the most common cause of MCPH in most cases. Therefore, enrolling additional affected families from remote areas of Pakistan would help in identifying or mapping novel mutations in the ASPM gene of primary microcephaly.

Microcefalia primária autossômica recessiva (MCPH) é um distúrbio do neurodesenvolvimento caracterizado por uma redução congênita do perímetro cefálico (-3 a -5 DP) e deficiência intelectual não progressiva. O objetivo do estudo foi avaliar mutações patogênicas no gene ASPM a fim de compreender a etiologia e o mecanismo molecular da microcefalia primária. Amostras de sangue foram coletadas de várias famílias em diferentes áreas remotas do Paquistão de fevereiro de 2017 a maio de 2019, que foram identificadas como afetadas com microcefalia primária. A extração do DNA foi realizada pelo método salting-out; a qualidade e a quantidade de DNA foram avaliadas por espectrofotometria e eletroforese em gel de agarose a 1%, respectivamente, na Universidade de Punjab. A análise de mutação foi realizada por sequenciamento completo do exoma do Cologne Center for Genomics, University of Cologne. O sequenciamento de Sanger foi feito na Universidade do Punjab para confirmar a natureza patogênica da mutação. Uma nova mutação de deleção de 4 bp c.3877_3880delGAGA foi detectada no exon 17 do gene ASPM em duas famílias afetadas por microcefalia primária (A e B), que resultou em uma mutação de frame shift no gene seguida por síntese de proteína truncada (pGlu1293Lysfs * 10), bem como a perda do domínio IQ de ligação à calmodulina e o domínio do tipo Armadillo na proteína ASPM. Usando as ferramentas in-silico Mutation Taster, PROVEAN e PolyPhen, o efeito patogênico dessa nova mutação foi testado; foi previsto ser "causador de doenças", com altos escores de patogenicidade. Uma mutação relatada anteriormente no exon 24 (c.9730C > T) do gene ASPM, resultando em truncamento de proteína (p.Arg3244 *) também foi observada na família C. Mutações no gene ASPM são a causa mais comum de MCPH na maioria dos casos . Portanto, a inscrição de famílias afetadas adicionais de áreas remotas do Paquistão ajudaria a identificar ou mapear novas mutações no gene ASPM da microcefalia primária.

Novel Pathogenic Mutation Mapping of ASPM Gene in Consanguineous Pakistani Families with Primary Microcephaly

Abstract Autosomal recessive primary microcephaly (MCPH) is a neurodevelopmental disorder characterized by a congenitally reduced head circumference (-3 to -5 SD) and non-progressive intellectual disability. The objective of the study was to evaluate pathogenic mutations in the ASPM gene to understand etiology and molecular mechanism of primary microcephaly. Blood samples were collected from various families across different remote areas of Pakistan from February 2017 to May 2019 who were identified to be affected with primary microcephaly. DNA extraction was performed using the salting-out method; the quality and quantity of DNA were evaluated using spectrophotometry and 1% agarose gel electrophoresis, respectively in University of the Punjab. Mutation analysis was performed by whole exome sequencing from the Cologne Center for Genomics, University of Cologne. Sanger sequencing was done in University of the Punjab to confirm the pathogenic nature of mutation. A novel 4-bp deletion mutation c.3877_3880delGAGA was detected in exon 17 of the ASPM gene in two primary microcephaly affected families (A and B), which resulted in a frame shift mutation in the gene followed by truncated protein synthesis (p.Glu1293Lysfs*10), as well as the loss of the calmodulin-binding IQ domain and the Armadillo-like domain in the ASPM protein. Using the in-silico tools Mutation Taster, PROVEAN, and PolyPhen, the pathogenic effect of this novel mutation was tested; it was predicted to be disease causing, with high pathogenicity scores. One previously reported mutation in exon 24 (c.9730C>T) of the ASPM gene resulting in protein truncation (p.Arg3244*) was also observed in family C. Mutations in the ASPM gene are the most common cause of MCPH in most cases. Therefore, enrolling additional affected families from remote areas of Pakistan would help in identifying or mapping novel mutations in the ASPM gene of primary microcephaly.

Resumo Microcefalia primária autossômica recessiva (MCPH) é um distúrbio do neurodesenvolvimento caracterizado por uma redução congênita do perímetro cefálico (-3 a -5 DP) e deficiência intelectual não progressiva. O objetivo do estudo foi avaliar mutações patogênicas no gene ASPM a fim de compreender a etiologia e o mecanismo molecular da microcefalia primária. Amostras de sangue foram coletadas de várias famílias em diferentes áreas remotas do Paquistão de fevereiro de 2017 a maio de 2019, que foram identificadas como afetadas com microcefalia primária. A extração do DNA foi realizada pelo método salting-out; a qualidade e a quantidade de DNA foram avaliadas por espectrofotometria e eletroforese em gel de agarose a 1%, respectivamente, na Universidade de Punjab. A análise de mutação foi realizada por sequenciamento completo do exoma do Cologne Center for Genomics, University of Cologne. O sequenciamento de Sanger foi feito na Universidade do Punjab para confirmar a natureza patogênica da mutação. Uma nova mutação de deleção de 4 bp c.3877_3880delGAGA foi detectada no exon 17 do gene ASPM em duas famílias afetadas por microcefalia primária (A e B), que resultou em uma mutação de frame shift no gene seguida por síntese de proteína truncada (pGlu1293Lysfs * 10), bem como a perda do domínio IQ de ligação à calmodulina e o domínio do tipo Armadillo na proteína ASPM. Usando as ferramentas in-silico Mutation Taster, PROVEAN e PolyPhen, o efeito patogênico dessa nova mutação foi testado; foi previsto ser causador de doenças, com altos escores de patogenicidade. Uma mutação relatada anteriormente no exon 24 (c.9730C > T) do gene ASPM, resultando em truncamento de proteína (p.Arg3244 *) também foi observada na família C. Mutações no gene ASPM são a causa mais comum de MCPH na maioria dos casos . Portanto, a inscrição de famílias afetadas adicionais de áreas remotas do Paquistão ajudaria a identificar ou mapear novas mutações no gene ASPM da microcefalia primária.

Intervention of next-generation sequencing in diagnosis of Alzheimer's disease: challenges and future prospects / Intervenção do sequenciamento de nova geração no diagnóstico da doença de Alzheimer: desafios e perspectivas futuras

ABSTRACT Clinical diagnosis of several neurodegenerative disorders based on clinical phenotype is challenging due to its heterogeneous nature and overlapping disease manifestations. Therefore, the identification of underlying genetic mechanisms is of paramount importance for better diagnosis and therapeutic regimens. With the emergence of next-generation sequencing, it becomes easier to identify all gene variants in the genome simultaneously, with a system-wide and unbiased approach. Presently various bioinformatics databases are maintained on discovered gene variants and phenotypic indications are available online. Since individuals are unique in their genome, evaluation based on their genetic makeup helps evolve the diagnosis, counselling, and treatment process at the personal level. This article aims to briefly summarize the utilization of next-generation sequencing in deciphering the genetic causes of Alzheimer's disease and address the limitations of whole genome and exome sequencing.

RESUMO O diagnóstico clínico de vários distúrbios neurodegenerativos com base no fenótipo clínico é difícil devido à sua natureza heterogênea e às manifestações da doença que se sobrepõem. Portanto, a identificação dos mecanismos genéticos subjacentes é de suma importância para um melhor diagnóstico e regimes terapêuticos. Com o surgimento do sequenciamento de próxima geração, o diagnóstico se tornou mais acessível com uma abordagem imparcial em todo o sistema para identificar simultaneamente todas as variantes de genes no genoma. Atualmente, vários bancos de dados de bioinformática sobre variantes genéticas descobertas e indicações fenotípicas estão disponíveis online. Uma vez que os indivíduos são únicos em seu genoma, a avaliação com base em sua composição genética ajudou na evolução do processo de diagnóstico, aconselhamento e tratamento em nível pessoal. Este artigo teve como objetivo resumir brevemente a utilização do sequenciamento de próxima geração para decifrar as causas genéticas da doença de Alzheimer (DA) e abordar as limitações do sequenciamento completo do genoma e do exoma.

Novel Pathogenic Mutation Mapping of ASPM Gene in Consanguineous Pakistani Families with Primary Microcephaly / Novo mapeamento de mutações patogênicas do gene ASPM em famílias consanguíneas com microcefalia primária do Paquistão

Abstract Autosomal recessive primary microcephaly (MCPH) is a neurodevelopmental disorder characterized by a congenitally reduced head circumference (-3 to -5 SD) and non-progressive intellectual disability. The objective of the study was to evaluate pathogenic mutations in the ASPM gene to understand etiology and molecular mechanism of primary microcephaly. Blood samples were collected from various families across different remote areas of Pakistan from February 2017 to May 2019 who were identified to be affected with primary microcephaly. DNA extraction was performed using the salting-out method; the quality and quantity of DNA were evaluated using spectrophotometry and 1% agarose gel electrophoresis, respectively in University of the Punjab. Mutation analysis was performed by whole exome sequencing from the Cologne Center for Genomics, University of Cologne. Sanger sequencing was done in University of the Punjab to confirm the pathogenic nature of mutation. A novel 4-bp deletion mutation c.3877_3880delGAGA was detected in exon 17 of the ASPM gene in two primary microcephaly affected families (A and B), which resulted in a frame shift mutation in the gene followed by truncated protein synthesis (p.Glu1293Lysfs*10), as well as the loss of the calmodulin-binding IQ domain and the Armadillo-like domain in the ASPM protein. Using the in-silico tools Mutation Taster, PROVEAN, and PolyPhen, the pathogenic effect of this novel mutation was tested; it was predicted to be "disease causing," with high pathogenicity scores. One previously reported mutation in exon 24 (c.9730C>T) of the ASPM gene resulting in protein truncation (p.Arg3244*) was also observed in family C. Mutations in the ASPM gene are the most common cause of MCPH in most cases. Therefore, enrolling additional affected families from remote areas of Pakistan would help in identifying or mapping novel mutations in the ASPM gene of primary microcephaly.

Resumo Microcefalia primária autossômica recessiva (MCPH) é um distúrbio do neurodesenvolvimento caracterizado por uma redução congênita do perímetro cefálico (-3 a -5 DP) e deficiência intelectual não progressiva. O objetivo do estudo foi avaliar mutações patogênicas no gene ASPM a fim de compreender a etiologia e o mecanismo molecular da microcefalia primária. Amostras de sangue foram coletadas de várias famílias em diferentes áreas remotas do Paquistão de fevereiro de 2017 a maio de 2019, que foram identificadas como afetadas com microcefalia primária. A extração do DNA foi realizada pelo método salting-out; a qualidade e a quantidade de DNA foram avaliadas por espectrofotometria e eletroforese em gel de agarose a 1%, respectivamente, na Universidade de Punjab. A análise de mutação foi realizada por sequenciamento completo do exoma do Cologne Center for Genomics, University of Cologne. O sequenciamento de Sanger foi feito na Universidade do Punjab para confirmar a natureza patogênica da mutação. Uma nova mutação de deleção de 4 bp c.3877_3880delGAGA foi detectada no exon 17 do gene ASPM em duas famílias afetadas por microcefalia primária (A e B), que resultou em uma mutação de frame shift no gene seguida por síntese de proteína truncada (pGlu1293Lysfs * 10), bem como a perda do domínio IQ de ligação à calmodulina e o domínio do tipo Armadillo na proteína ASPM. Usando as ferramentas in-silico Mutation Taster, PROVEAN e PolyPhen, o efeito patogênico dessa nova mutação foi testado; foi previsto ser "causador de doenças", com altos escores de patogenicidade. Uma mutação relatada anteriormente no exon 24 (c.9730C > T) do gene ASPM, resultando em truncamento de proteína (p.Arg3244 *) também foi observada na família C. Mutações no gene ASPM são a causa mais comum de MCPH na maioria dos casos . Portanto, a inscrição de famílias afetadas adicionais de áreas remotas do Paquistão ajudaria a identificar ou mapear novas mutações no gene ASPM da microcefalia primária.

Era-like GTP protein gene expression in rice / Expressão do gene da proteína GTP semelhante à era no arroz

The mutations are genetic changes in the genome sequences and have a significant role in biotechnology, genetics, and molecular biology even to find out the genome sequences of a cell DNA along with the viral RNA sequencing. The mutations are the alterations in DNA that may be natural or spontaneous and induced due to biochemical reactions or radiations which damage cell DNA. There is another cause of mutations which is known as transposons or jumping genes which can change their position in the genome during meiosis or DNA replication. The transposable elements can induce by self in the genome due to cellular and molecular mechanisms including hypermutation which caused the localization of transposable elements to move within the genome. The use of induced mutations for studying the mutagenesis in crop plants is very common as well as a promising method for screening crop plants with new and enhanced traits for the improvement of yield and production. The utilization of insertional mutations through transposons or jumping genes usually generates stable mutant alleles which are mostly tagged for the presence or absence of jumping genes or transposable elements. The transposable elements may be used for the identification of mutated genes in crop plants and even for the stable insertion of transposable elements in mutated crop plants. The guanine nucleotide-binding (GTP) proteins have an important role in inducing tolerance in rice plants to combat abiotic stress conditions.(AU)

Mutações são alterações genéticas nas sequências do genoma e têm papel significativo na biotecnologia, genética e biologia molecular, até mesmo para descobrir as sequências do genoma de um DNA celular junto com o sequenciamento do RNA viral. As mutações são alterações no DNA que podem ser naturais ou espontâneas e induzidas devido a reações bioquímicas ou radiações que danificam o DNA celular. Há outra causa de mutações, conhecida como transposons ou genes saltadores, que podem mudar sua posição no genoma durante a meiose ou a replicação do DNA. Os elementos transponíveis podem induzir por si próprios no genoma devido a mecanismos celulares e moleculares, incluindo hipermutação que causou a localização dos elementos transponíveis para se moverem dentro do genoma. O uso de mutações induzidas para estudar a mutagênese em plantas cultivadas é muito comum, bem como um método promissor para a triagem de plantas cultivadas com características novas e aprimoradas para a melhoria da produtividade e da produção. A utilização de mutações de inserção por meio de transposons ou genes saltadores geralmente gera alelos mutantes estáveis que são marcados quanto à presença ou ausência de genes saltadores ou elementos transponíveis. Os elementos transponíveis podem ser usados para a identificação de genes mutados em plantas de cultivo e até mesmo para a inserção estável de elementos transponíveis em plantas de cultivo mutadas. As proteínas de ligação ao nucleotídeo guanina (GTP) têm papel importante na indução de tolerância em plantas de arroz para combater as condições de estresse abiótico.(AU)

A five-year surveillance study of vaccination schedules using viral-vectored vaccines against infectious laryngotracheitis in a high-density layer region / Cinco anos de monitoramento de esquemas vacinais com vacinas virais vetorizadas contra laringotraqueíte infecciosa em uma região altamente povoada por galinhas poedeiras

The effectiveness of vectored recombinant vaccines to control infectious laryngotracheitis (ILT) in chickens from a region (State of Minas Gerais, Brazil) with ~10 million layers was evaluated under field conditions from 2014-2018. During this period, only recombinant turkey herpesvirus (rHVT) or fowl poxvirus (rFPV) vaccines that express antigens of infectious laryngotracheitis virus (Gallid herpesvirus-1; GaHV-1) were used. Layer chickens (n=1,283), from eight different egg-producing companies, were individually sampled and examined (active surveillance), and in instances when government poultry health veterinarians were notified due to respiratory disease (passive surveillance). Clinical, macroscopic, and histopathology examinations were performed to diagnose ILT as well as molecular techniques for the detection and characterization of the GaHV-1 DNA from the trachea and trigeminal ganglia (TG). The layer hens sampled and examined belonged to flocks and farms that used different vaccination protocols (non-vaccinated, single dose vaccination, and prime/ boost vaccination). This is the first long-term field study of the effectiveness of ILT vectored vaccines in a high-density multiple age layer hen region. Using various diagnostic methods, the occurrence of GaHV-1 infection and ILT clinical disease in layer hens vaccinated with vectored recombinant vaccines in one quarantined region of Brazil were investigated. The number of ILTV positive chickens by PCR and ILT clinical disease cases was lower in farms when all chickens were vaccinated with at least one vaccine. However, the difference in the detection rates of GaHV-1 infection was significant only when compared farms with prime/ boost and farms using single dose of HTV-LT.

A efetividade das vacinas recombinantes vetorizadas para o controle da laringotraqueíte infecciosa (LTI) nas aves de uma região (Minas Gerais, Brasil) com aproximadamente 10 milhões de poedeiras foi avaliada em condições de campo, no período de 2014 a 2018. Durante este período, somente as vacinas recombinantes "turkey herpesvirus" (rHVT) ou "fowl poxvirus" (rFPV), que expressam antígenos do vírus da laringotraqueíte (Gallid herpesvirus-1; GaHV-1) foram utilizadas. Galinhas poedeiras (n=1.283), de oito diferentes granjas produtoras de ovos, foram individualmente amostradas e examinadas por monitoramento ativo e, na ocorrência de notificação de doença respiratória aos veterinários do serviço oficial, por monitoramento passivo. Exames clínicos, macroscópicos e histopatológicos foram realizados para o diagnóstico de LTI, bem como técnicas moleculares para a detecção e caracterização do DNA de GaHV-1 da traqueia e gânglio trigêmeo. As galinhas poedeiras pertenciam a lotes e granjas que usavam diferentes protocolos de vacinação (não vacinadas, uma dose ou tipo de vacina e duas doses ou tipos de vacina). Este é o primeiro longo estudo a campo sobre a efetividade das vacinas vetorizadas em uma região com população elevada de poedeiras de múltiplas idades. Utilizando vários métodos de diagnóstico, a ocorrência da infecção por GaHV-1 e a LTI clínica em poedeiras de uma região interditada do Brasil foi investigada. O número de galinhas positivas para o vírus GaHV-1 e para casos clínicos de LTI nas granjas foi menor quando todas as aves estavam vacinadas com, pelo menos, um tipo ou dose de vacina. Entretanto, a diferença na taxa de detecção da infecção por GaHV-1 foi significativa somente quando a comparação foi realizada entre granjas com aves vacinadas com duas doses e aves de granjas vacinadas com uma única dose de HVT-LT.

Ehlers-Danlos syndrome in a crossbreed cat / Síndrome de Ehlers-Danlos em um gato mestiço

The Ehlers-Danlos syndrome (EDS) consists of a group of diseases characterized by defective collagen production or failure in its organization, resulting in changes in the strength and extensibility of connective tissue. This report describes the dermatological and histological findings observed in a 3-month-old crossbreed cat with rupture and detachment of skin in the thoracic limb and rupture of the skin in the cervical region. Upon dermatological examination, the cat presented fragile and hyperextensible skin in the cervical region and a skin extensibility index of 21%. Histopathological evaluation of the skin specimens revealed evident disorganization of collagen bundles in dermis and in the Masson's trichrome staining, follicular dysplasia was found. The presumptive diagnosis of EDS was made based on the clinical and histopathological findings. Sanger sequencing did not detect any mutated alleles for the c.3420delG mutation in COL5A1 gene, which was an autosomal dominant mutation previously been associated with Ehlers-Danlos syndrome in cats. The absence of this mutation in the reported cat suggests that other mutation may also be responsible for the development of cutaneous asthenia in this or maybe other genes related to collagen metabolism.

A síndrome de Ehlers-Danlos (EDS) consiste em um conjunto de doenças caracterizadas pela produção deficiente de colágeno ou falha em sua organização, resultando em alterações na resistência e extensibilidade do tecido conjuntivo. Este relato descreve os achados dermatológicos e histológicos observados em um gato mestiço de três meses de idade com ruptura e descolamento de pele do membro torácico e ruptura da pele na região cervical. Ao exame dermatológico, o gato apresentava pele hiper-extensível, fragilizada na região cervical e índice de extensibilidade cutânea de 21%. A avaliação histopatológica das amostras de pele revelou desorganização evidente dos feixes de colágeno na derme e pela coloração com tricrômico de Masson foi encontrada displasia folicular. O diagnóstico presuntivo de EDS foi realizado com base nos achados clínicos e histopatológicos. O sequenciamento de Sanger não detectou nenhum alelo mutado para a mutação c.3420delG no gene COL5A1, que é uma mutação autossômica dominante previamente associada à síndrome de Ehlers-Danlos em gatos. A ausência dessa mutação no gato relatado sugere que outra mutação também pode ser responsável pelo desenvolvimento de astenia cutânea neste gene ou em outro associado ao metabolismo de colágeno.

From genes to ecosystems: a synthesis of amphibian biodiversity research in Brazil / De genes a ecossistemas: uma síntese da pesquisa em biodiversidade de anfíbios no Brasil

Abstract Here, we summarize examples of significant advances in amphibian research supported by the São Paulo Research Foundation (FAPESP), focusing on recent discoveries in the fields of community ecology, habitat change, infection diseases, and multipurpose DNA sequencing. We demonstrated that FAPESP has been fundamental not only by directly funding research projects and scholarships, but also through its science training policy, fostering international collaborations with world-class research institutions, improving and consolidating new lines of research that often depended on a synergetic combination of different knowledge and complex tools. We emphasized that future studies will continue to focus on basic questions, such as description of new species, as well as taxonomic and systematic corrections. Furthermore, we also expect that there will be a strong integration among different disciplines using novel bioinformatics tools and modeling approaches, such as machine learning. These new approaches will be critical to further develop our understanding of foundational questions of amphibian life-history trait variation, disease transmission, community assembly, biogeography, and population forecasts under different global change scenarios such as agricultural expansion, agrochemical use, habitat loss, and climate change.

Resumo No presente estudo apresentamos exemplos de avanços significativos nas pesquisas com anfíbios financiadas pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), focando em descobertas recentes nos campos de ecologia de comunidades, modificação do habitat, doenças infecciosas e o sequenciamento de DNA com múltiplos propósitos. Demonstramos que a FAPESP tem sido fundamental não somente pelo financiamento direto de projetos de pesquisa e bolsas de estudo, mas também através de sua política de formação científica, fomentando colaborações internacionais com instituições de pesquisa de excelência mundial, melhorando e consolidando novas linhas de pesquisa que frequentemente dependem da combinação sinérgica entre diferentes linhas de conhecimento e ferramentas complexas. Enfatizamos que futuros estudos continuem com foco em questões básicas, como a descrição de novas espécies, bem como correções taxonômicas e sistemáticas. Além disso, esperamos uma forte integração entre diferentes disciplinas usando novas ferramentas de bioinformática e abordagens de modelagem, como o aprendizado de máquina. Essas novas abordagens serão críticas para desenvolver ainda mais nossa compreensão a respeito de questões fundamentais sobre as características da história de vida dos anfíbios, transmissão de doenças, estrutura de comunidades, biogeografia e previsões populacionais em diferentes cenários de mudanças globais, como a expansão da agricultura, uso de agrotóxicos, perda de habitat e mudanças climáticas.

Avaliação do perfil de microRNAs exossomais em portadores de hipercolesterolemia familial / Evaluation of the profile of exosomal microRNAs in patients with familial hypercholesterolemia

A Hipercolesterolemia Familial (HF) é uma doença hereditária do metabolismo lipídico que causa aos portadores alta incidência de aterosclerose prematura. A HF pode ser diagnosticada clínica e geneticamente, entretanto, apenas cerca de 40% podem ter confirmados pelo diagnostico molecular. Assim, outros sistemas de diagnóstico devem ser avaliados. Ultimamente devido a estabilidade em fluidos biológicos, os exossomos circulantes apresentam grande potencial, pois carreiam um número variado de compostos e são considerados veículos de intercomunicação entre os tecidos. Sabe-se que vários RNAs são carreados nos exossomos, incluindo miRNAs, lncRNA e uma variedade de proteínas. Estes componentes podem ser marcadores de diagnóstico para várias doenças inclusive a HF e suas complicações cardiovasculares. Foram utilizadas amostras de exossomos plasmáticos provenientes de 54 pacientes HF sem uso de estatina por, no mínimo, seis semanas, e 38 indivíduos normolipidêmicos para sequenciamento de miRNAs e estudo da proteômica. Os exossomos foram isolados utilizando dois métodos precipitação química e cromatográfica de exclusão de tamanho e caraterizados utilizando: dispersão de luz dinâmica, Western blotting, rastreamento de nanopartículas (NanoSight), imunomarcação e microscopia eletrônica de transmissão. Os miRNAs e proteínas foram extraídos dos exossomos e analisados por sequenciamento de nova geração e espectrometria de massa, respectivamente. Os dados clínicos, biodemográficos e laboratoriais dos pacientes HF e controles indicaram diferenças significativas esperadas entre os grupos, indicando que foram selecionados adequadamente. A caracterização físico-química dos exossomos mostrou resultados com tamanho de ˜90nm e imunorreação positiva para tetraspaninas. O resultado do sequenciamento identificou acima 2000 miRNAs. Os miR-122- 5p e miR-21-5p apresentaram expressão aumentada no grupo HF (log2FC=1,79 e log2FC=1,27, respectivamente), e o miR-122-5p pós normalização em relação ao controle manteve significativo comparados ao controle (p=0,034). A análise comparativa entre exossomos e plasma total mostrou diferença significativa, pois foram identificadas 239 proteínas (p <0,05) diferentes entre exossomos e plasma. Em exossomos, 17 proteínas foram aumentadas e 21 diminuídas em pacientes com HF em comparação com o controle (p <0,05). Destas, seis proteínas foram mais abundantes em HF e sete proteínas foram menos abundantes em exossomos de pacientes com HF em comparação com o controle. A análise de enriquecimento por bioinformática mostrou que a maior parte dessas moléculas (miRNAs e proteínas) foram relacionadas com metabolismo lipídico, dislipidemia, aterosclerose, doença arterial coronariana, adipogênese. Assim, na busca de novos alvos como potenciais biomarcadores de diagnóstico da HF, nossos resultados da análise integrativa entre os miRNAs e as proteínas exossomais abre novas frentes de pesquisa mais bem direcionadas, para a validação desses miRNAs e proteínas exossomais

Familial Hypercholesterolemia (FH) is an inherited disease of lipid metabolism that causes a high incidence of premature atherosclerosis in patients. FH can be diagnosed clinically and genetically, however, only about 40% can be confirmed by molecular diagnosis. Thus, other diagnostic systems should be evaluated. Lately, due to stability in biological fluids, circulating exosomes have great potential, as they carry a varied number of compounds and are considered vehicles of intercommunication between tissues. Several RNAs are known to be carried on exosomes, including miRNAs, lncRNA, and a variety of proteins. These components can be diagnostic markers for several diseases including FH and its cardiovascular complications. Plasma exosome samples from 54 FH patients without statin use for at least six weeks and 38 normolipidemic individuals were used for miRNA sequencing and proteomics studies. Exosomes were isolated using two methods chemical precipitation and size exclusion chromatography and characterized using: dynamic light scattering, Western blotting, nanoparticle tracking (NanoSight), immunostaining and transmission electron microscopy. MiRNAs and proteins were extracted from exosomes and analyzed by next-generation sequencing and mass spectrometry, respectively. Clinical, biodemographic and laboratory data of FH patients and controls indicated significant expected differences between the groups, indicating that they were appropriately selected. The physicochemical characterization of exosomes showed results with a size of ˜90nm and positive immunoreaction for tetraspanins. The sequencing result identified above 2000 miRNAs. miR-122-5p and miR-21-5p showed increased expression in the FH group (log2FC=1.79 and log2FC=1.27, respectively), and miR122-5p after normalization in relation to the control remained significant compared to the control (p=0.034). The comparative analysis between exosomes and total plasma showed a significant difference, as 239 different proteins (p < 0.05) were identified between exosome and plasma. In exosomes, 17 proteins were increased and 21 decreased in FH patients compared to control (p < 0.05). Of these, six proteins were more abundant in FH and seven proteins were less abundant in exosomes from patients with FH compared to the control. Bioinformatics enrichment analysis showed that most of these molecules (miRNAs and proteins) were related to lipid metabolism, dyslipidemia, atherosclerosis, coronary artery disease, adipogenesis. Thus, in the search for new targets as potential diagnostic biomarkers of FH, our results of the integrative analysis between miRNAs and exosomal proteins opens new and better-directed research fronts for the validation of these miRNAs and exosomal proteins

Investigação de causas genéticas associadas ao desenvolvimento de sarcomas em idade jovem / Investigation of genetic causes associated with the development of sarcomas at young age

Os avanços recentes na genômica permitiram o reconhecimento de quase uma centena de novos genes de predisposição ao câncer (GPC). Embora o rastreamento genético de uma parte destes genes esteja atualmente bem estabelecido para os tumores hereditários mais comuns, há uma série de tumores raros, como sarcomas, que podem estar associados a síndromes de câncer hereditário, mas cuja relação genótipo-fenótipo ainda é desconhecida. Dessa forma, o presente estudo propôs-se a: definir a frequência de variantes raras germinativas patogênicas em GPCs em crianças, adolescentes e adultos jovens com sarcomas; avaliar as características moleculares dos tumores para confirmar sua causa genética em casos selecionados, realizando análise de perda de heterozigose (LOH); identificar novos genes e vias relevantes associados ao desenvolvimento de condrossarcomas e sarcomas ultrarraros. Para isso, foram rastreadas variantes germinativas em 177 pacientes jovens diagnosticados com sarcoma abaixo de 40 anos, através da análise de sequenciamento de nova geração, com painéis customizados de 113/126 GPCs. Primeiramente, foi rastreada a variante fundadora do gene TP53 mais prevalente na população brasileira (p.Arg337His) e 5/177 pacientes foram detectados como portadores e excluídos da análise de painel. No painel, foram avaliados 172 pacientes e em 33 foram detectadas variantes patogênicas (P) ou provavelmente patogênicas (PP) (18,6%), sendo estas em genes previamente associados ao risco no desenvolvimento de sarcomas, como CHEK2, EXT1, EXT2, NF1, RB1 e TP53, mas também em genes no qual esse risco ainda é desconhecido (AKT1, ERCC3, ERCC4, FANCM, MITF, MUTYH, NTHL1, SLX4 e TSC2) ou é emergente (BRCA2, ERCC2, PALB2). Cento e trinta e nove (78,5%) pacientes tiveram variantes de significado incerto ou foram negativos. Portadores de variantes P/PP foram mais propensos a apresentar mais de um tumor primário do que não portadores (21,1% X 6,5%; p=0,012). Dos 25 tumores avaliados para LOH, a perda do alelo selvagem foi detectada em nove (36%), sendo um dos genes de associação desconhecida a sarcomas (MITF). Para explorar novos genes candidatos, 9 pacientes com condrossarcomas ou sarcomas ultrarraros negativos para variantes P/PP foram incluídos em análise de sequenciamento de exoma tumoral e germinativo. Foram priorizadas na análise germinativa variantes em 10 GPCs conhecidos e 22 genes com variantes de perda de função e missenses em que a relação com câncer hereditário é desconhecida. Foi encontrada somente uma variante em um gene associado a sarcomas (RECQL4) e em um gene emergente (BRCA2). Uma variante patogênica no gene RAD50 foi detectada em um paciente com sarcoma fibromixóide. Em dois tumores distintos, foi observada alteração no gene COL7A1. Na análise somática, em três genes (TP53, PTCH1, CREBBP) foram encontradas alterações potencialmente significantes clinicamente, visto que são genes de associação conhecida a sarcomas. Também foram identificados outros genes mutados, alguns deles incluídos em vias biológicas que podem ser interessantes para sarcomas, como VPS16 e MYF6. Contudo, para que seja possível realizar associações genótipofenótipo dos dados de exoma, tanto germinativo quanto somático, outras evidências são necessárias, como análise de transcriptoma e co-segregação. Com os dados do painel, nossos resultados destacam uma alta taxa de variantes P/PP em GPCs em pacientes jovens brasileiros com sarcoma (21,5% incluindo os pacientes portadores da variante TP53 p.Arg337His), mesmo em pacientes sem história familiar de câncer. As taxas de variantes P/PP variaram de 0% a 33% entre os subtipos de sarcoma e exibiram associações específicas entre subtipos e genes. Isso aponta a urgência de implementar estratégias de triagem genética adequadas para esses indivíduos e suas famílias.

Recent advances in genomics have allowed the recognition of nearly a hundred new cancer predisposing genes (CPGs). Although genetic screening in some of these genes is currently well established for the most common hereditary tumors, there are a number of rare tumors, such as sarcomas, that may be associated with hereditary cancer syndromes, but whose genotypephenotype relationship is still unknown. Thus, the present study aimed to: define the frequency of rare pathogenic germline variants in CPGs in children, adolescents and young adults with sarcomas; assess the molecular characteristics of tumors to confirm their genetic cause in selected cases, performing loss of heterozygosity (LOH) analysis; identify novel genes and relevant pathways associated with the development of chondrosarcomas and ultra-rare sarcomas. For this, we searched for germline variants in 177 young patients diagnosed with sarcoma under 40 years old, through next-generation sequencing analysis, with customized panels of 113/126 CPGs. First, we searched for the founder variant in TP53 gene (p.Arg337His) - most prevalent in the Brazilian population - and found that 5/177 patients were detected as carriers, being excluded from the panel analysis. In the panel, 172 patients were evaluated and in 33 (18.6%) there were detected germline pathogenic variants (GPVs), occurring in genes previously associated with the risk of developing sarcomas (TP53, RB1, NF1, CHEK2, EXT1 and EXT2), but also in genes where that risk is still unknown (ERCC2/3, TSC2, RAD50, FANCM, and others) or is emerging (PALB2, BRCA2). GPVs carriers were more likely to present more than one primary tumor than non-carriers (21.1% X 6.5%; p=0.012). One hundred and thirty-nine (78.5%) patients had variants of uncertain significance or were negative. Of the 25 tumors evaluated for LOH, loss of the wild-type allele was detected in nine (36%), in which one of the genes has an unknown association with sarcomas (MITF). To explore new candidate genes, 9 patients with chondrosarcomas or ultra-rare sarcomas negative for GPVs were included in tumor exome and germline sequencing analysis. In the germline analysis, there were prioritized variants in 10 known CPGs and 22 genes with loss-of-function and missense variants in which the relationship with hereditary cancer is unknown. Only one variant was found in a sarcoma-associated gene (RECQL4) and in an emergent gene (BRCA2). A pathogenic variant in the RAD50 gene was detected in a patient with fibromyxoid sarcoma. An alteration in COL7A1 gene was observed in two different tumors. In the somatic analysis, there were found potentially clinically significant alterations in three genes (TP53, PTCH1, CREBBP), since they are genes with a known association with sarcomas. Other mutated genes were also identified, some of them included in biological pathways that may be interesting for sarcomas, such as VPS16 and MYF6. However, in order to be able to perform genotype-phenotype associations of exome data, other evidences are needed for both germline and somatic evaluation, such as transcriptome analysis and co-segregation. With panel data, our results highlight a high rate of GPVsin CPGs in young Brazilian patients with sarcoma (21.5% including patients carrying the TP53:p.Arg337His variant), even in patients with no family history of cancer. Our findings reveal that 1 in each 5 patients with sarcomas under 40 years old presented a GPV, even in patients without family history of cancer. GPVs rates varied from 0% to 33% across sarcoma subtypes and exhibited specific gene-subtypes associations. This pinpoints the urgency of implementing appropriated genetic screening strategies for these individuals and their families.

Utilização de biópsia líquida baseada em detecção de DNA tumoral em urina e plasma em pacientes com carcinoma renal de células claras / Use of liquid biopsy based on detection of tumor DNA in urine and plasma in patients with clear cell renal carcinoma

O carcinoma de células renais (CCR) é o sétimo tipo de câncer mais comum no ocidente e vêm apresentando um aumento em sua prevalência. A classificação histológica dos CCRs é a abordagem mais utilizada para determinar o subtipo da doença, bem como prognosticar o paciente. Cerca de 70-80% dos CCRs é do subtipo células claras (ccRCC), o qual representa o subtipo mais prevalente e agressivo da doença. A escolha do tratamento difere para cada paciente, sendo a ressecção cirúrgica a terapia mais efetiva nos casos de doença localizada. Apesar de ser um tratamento já estabelecido, estudos mostram uma certa heterogeneidade entre massas renais detectadas, onde cerca de 20% apresentam um perfil benigno, 60% são considerados tumores indolentes, sugerindo desta forma que, entender de forma mais detalhada este tumor pode auxiliar na escolha de um tratamento mais direcionado para o paciente. Sendo assim, o presente trabalho buscou selecionar genes potencialmente alterados em CCR com o intuito de customizar um painel multigênico capaz de identificar variantes somáticas, específicas do tumor, e avaliar as variantes específicas do tumor de forma personalizada em amostras de ctDNA (DNA tumoral circulante) extraídas de plasma e dos dois componentes da urina (sedimento e sobrenadante) coletados no momento da cirurgia (baseline). Neste contexto, dentro de nossa proposta, construímos um painel com 28 genes associados com CCR e sequenciamos 89 casos de tumores renais, juntamente com as amostras de leucócitos. Identificamos que dentre os tumores analisados, 59 apresentavam pelo menos uma variante somática, ou seja, o painel customizado apresentou uma sensibilidade para identificar variantes somáticas em 66% dos casos. Com relação aos 45 tumores classificados como ccRCC em 38 casos identificamos pelo menos uma marca tumoral, ou seja, nosso painel foi capaz de detectar variantes somáticas específicas do tumor em 84,4% desses casos. Um total de 105 variantes somáticas foram identificadas, e os genes mais frequentemente mutados nessa coorte de pacientes foram os genes VHL, PBRM1, BAP1, SETD2. Dos 59 casos em que identificamos variante somática, 44 casos foram avaliados as amostras baseline de plasma e 29 casos de urina (sobrenadante e sedimento), e encontramos pelo menos uma marca tumoral em um dos fluidos corpóreos em 11 pacientes, 6 em amostras de plasma e 6 amostras de urina. Através do desenvolvimento deste estudo, confirmamos que o subtipo ccRCC é o CCR mais bem caracterizado genomicamente e que é importante continuar a investigação genômica principalmente nos subtipos não ccRCC. Além disso o estudo demonstra a viabilidade de utilizar biópsia líquida ctDNA tanto no plasma quanto na urina para fins de diagnóstico e prognóstico.

Renal cell carcinoma (RCC) is the seventh most common type of cancer in the West and its prevalence is increasing. The histological classification of RCCs is the most used approach to determine the disease subtype as well as the patient's prognosis. About 70% of RCCs are of the clear cell Renal Cell Carcinoma subtype (ccRCC), which represents the most prevalent and aggressive subtype of the disease. The choice of treatment is different for each patient. Resection is one of the most effective therapies in cases of localized disease. Despite being an established treatment, studies show a certain heterogeneous profile studied. In this profile, up to 20% even present a benign treatment, helping the indolent, thus suggesting that understanding this tumor in detail can help to choose a more targeted treatment for the patient. Therefore, the present work aimed to select potentially altered genes in CCR in order to customize a multigene panel capable of identifying somatic, tumor-specific variants, and to evaluate the tumor-specific variants in a personalized way in ctDNA (circulating tumor DNA) samples extracted from plasma and from two components of urine (sediment and supernatant) collected at the time of surgery (baseline). In this context, within our proposal, we built a panel with 28 genes associated with CCR and sequenced 89 cases of renal tumors, together with leukocyte samples. We identified that among the analyzed tumors, 59 had at least one somatic variant, that is, the customized panel showed sensitivity to identify somatic variants in 66% of cases. Of the 45 classified as ccRCC in 38 cases we identified at least one tumor marker, that is, our panel was able to detect tumor-specific somatic variants in 84.4%. A total of 105 somatic variants were identified, and the genes most frequently mutated in this cohort of patients were the VHL, PBRM1, BAP1, SETD2 genes. Among 59 cases in which we identified somatic variant, 44 cases were evaluated in baseline plasma samples and 29 cases in urine (supernatant and sediment), and we found at least one tumor mark in one of the body fluids in 11 patients, 6 in plasma samples and 6 urine samples. Through the development of this study, we confirm that the ccRCC subtype is the best genomically characterized CCR and that it is important to continue genomic investigation, especially in the non-ccRCC subtypes. Furthermore, the study demonstrates the feasibility of using ctDNA liquid biopsy in both plasma and urine for diagnostic and prognostic purposes.

Era-like GTP protein gene expression in rice / Expressão do gene da proteína GTP semelhante à era no arroz

The mutations are genetic changes in the genome sequences and have a significant role in biotechnology, genetics, and molecular biology even to find out the genome sequences of a cell DNA along with the viral RNA sequencing. The mutations are the alterations in DNA that may be natural or spontaneous and induced due to biochemical reactions or radiations which damage cell DNA. There is another cause of mutations which is known as transposons or jumping genes which can change their position in the genome during meiosis or DNA replication. The transposable elements can induce by self in the genome due to cellular and molecular mechanisms including hypermutation which caused the localization of transposable elements to move within the genome. The use of induced mutations for studying the mutagenesis in crop plants is very common as well as a promising method for screening crop plants with new and enhanced traits for the improvement of yield and production. The utilization of insertional mutations through transposons or jumping genes usually generates stable mutant alleles which are mostly tagged for the presence or absence of jumping genes or transposable elements. The transposable elements may be used for the identification of mutated genes in crop plants and even for the stable insertion of transposable elements in mutated crop plants. The guanine nucleotide-binding (GTP) proteins have an important role in inducing tolerance in rice plants to combat abiotic stress conditions.

Mutações são alterações genéticas nas sequências do genoma e têm papel significativo na biotecnologia, genética e biologia molecular, até mesmo para descobrir as sequências do genoma de um DNA celular junto com o sequenciamento do RNA viral. As mutações são alterações no DNA que podem ser naturais ou espontâneas e induzidas devido a reações bioquímicas ou radiações que danificam o DNA celular. Há outra causa de mutações, conhecida como transposons ou genes saltadores, que podem mudar sua posição no genoma durante a meiose ou a replicação do DNA. Os elementos transponíveis podem induzir por si próprios no genoma devido a mecanismos celulares e moleculares, incluindo hipermutação que causou a localização dos elementos transponíveis para se moverem dentro do genoma. O uso de mutações induzidas para estudar a mutagênese em plantas cultivadas é muito comum, bem como um método promissor para a triagem de plantas cultivadas com características novas e aprimoradas para a melhoria da produtividade e da produção. A utilização de mutações de inserção por meio de transposons ou genes saltadores geralmente gera alelos mutantes estáveis que são marcados quanto à presença ou ausência de genes saltadores ou elementos transponíveis. Os elementos transponíveis podem ser usados para a identificação de genes mutados em plantas de cultivo e até mesmo para a inserção estável de elementos transponíveis em plantas de cultivo mutadas. As proteínas de ligação ao nucleotídeo guanina (GTP) têm papel importante na indução de tolerância em plantas de arroz para combater as condições de estresse abiótico.

Era-like GTP protein gene expression in rice

Abstract The mutations are genetic changes in the genome sequences and have a significant role in biotechnology, genetics, and molecular biology even to find out the genome sequences of a cell DNA along with the viral RNA sequencing. The mutations are the alterations in DNA that may be natural or spontaneous and induced due to biochemical reactions or radiations which damage cell DNA. There is another cause of mutations which is known as transposons or jumping genes which can change their position in the genome during meiosis or DNA replication. The transposable elements can induce by self in the genome due to cellular and molecular mechanisms including hypermutation which caused the localization of transposable elements to move within the genome. The use of induced mutations for studying the mutagenesis in crop plants is very common as well as a promising method for screening crop plants with new and enhanced traits for the improvement of yield and production. The utilization of insertional mutations through transposons or jumping genes usually generates stable mutant alleles which are mostly tagged for the presence or absence of jumping genes or transposable elements. The transposable elements may be used for the identification of mutated genes in crop plants and even for the stable insertion of transposable elements in mutated crop plants. The guanine nucleotide-binding (GTP) proteins have an important role in inducing tolerance in rice plants to combat abiotic stress conditions.

Resumo Mutações são alterações genéticas nas sequências do genoma e têm papel significativo na biotecnologia, genética e biologia molecular, até mesmo para descobrir as sequências do genoma de um DNA celular junto com o sequenciamento do RNA viral. As mutações são alterações no DNA que podem ser naturais ou espontâneas e induzidas devido a reações bioquímicas ou radiações que danificam o DNA celular. Há outra causa de mutações, conhecida como transposons ou genes saltadores, que podem mudar sua posição no genoma durante a meiose ou a replicação do DNA. Os elementos transponíveis podem induzir por si próprios no genoma devido a mecanismos celulares e moleculares, incluindo hipermutação que causou a localização dos elementos transponíveis para se moverem dentro do genoma. O uso de mutações induzidas para estudar a mutagênese em plantas cultivadas é muito comum, bem como um método promissor para a triagem de plantas cultivadas com características novas e aprimoradas para a melhoria da produtividade e da produção. A utilização de mutações de inserção por meio de transposons ou genes saltadores geralmente gera alelos mutantes estáveis que são marcados quanto à presença ou ausência de genes saltadores ou elementos transponíveis. Os elementos transponíveis podem ser usados para a identificação de genes mutados em plantas de cultivo e até mesmo para a inserção estável de elementos transponíveis em plantas de cultivo mutadas. As proteínas de ligação ao nucleotídeo guanina (GTP) têm papel importante na indução de tolerância em plantas de arroz para combater as condições de estresse abiótico.