Promoter Complexity and Tissue-Specific Expression of Stress Response Components in Mytilus galloprovincialis, a Sessile Marine Invertebrate Species

The mechanisms of stress tolerance in sessile animals, such as molluscs, can offer fundamental insights into the adaptation of organisms for a wide range of environmental challenges. One of the best studied processes at the molecular level relevant to stress tolerance is the heat shock response in the genus Mytilus. We focus on the upstream region of Mytilus galloprovincialis Hsp90 genes and their structural and functional associations, using comparative genomics and network inference. Sequence comparison of this region provides novel evidence that the transcription of Hsp90 is regulated via a dense region of transcription factor binding sites, also containing a region with similarity to the Gamera family of LINE-like repetitive sequences and a genus-specific element of unknown function. Furthermore, we infer a set of gene networks from tissue-specific expression data, and specifically extract an Hsp class-associated network, with 174 genes and 2,226 associations, exhibiting a complex pattern of expression across multiple tissue types. Our results (i) suggest that the heat shock response in the genus Mytilus is regulated by an unexpectedly complex upstream region, and (ii) provide new directions for the use of the heat shock process as a biosensor system for environmental monitoring

Respostas bioquímicas e moleculares em ostras do mangue, Crassostrea brasiliana, expostas a diferentes contaminantes ambientais

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em BioquímicaA contaminação dos ambientes costeiros apresenta-se como uma realidade na extensa costa brasileira. Dejetos e subprodutos das mais variadas atividades antrópicas, como os provenientes da atuação da indústria do petróleo e da ineficiência na coleta e tratamento do esgoto doméstico, provocam danos variados aos organismos expostos. Esses compostos químicos podem causar alterações biológicas de caráter molecular, celular, fisiológico ou ecológico, resultando em efeitos negativos não apenas para as comunidades naturais, como para os organismos destinados ao consumo humano. Desta forma, a identificação dessas alterações pode ser usada como biomarcador de contaminação aquática. O presente estudo contribui fornecendo informações para o estabelecimento de ferramentas sensíveis e viáveis para estudos ecotoxicológicos, através da avaliação de repostas de biomarcadores bioquímicos clássicos e da identificação de novos genes potenciais candidatos a biomarcadores. Para tal, ostras do mangue, Crassostrea brasiliana, foram expostas a diferentes contaminantes ambientais. São apresentados os resultados de biomarcadores bioquímicos em brânquia e glândula digestiva de ostras expostas por 96 horas a quatro concentrações da fração de óleo diesel acomodada em água (FAA). As respostas das enzimas antioxidantes e de fase II do sistema de biotransformação de xenobióticos, em conjunto com aspectos químicos, demonstraram que a ostra é capaz de bioacumular hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, além de responder a essa bioacumulação de forma concentração-dependente. Esses dados indicam um papel promissor dessa espécie como bioindicadora em programas de biomonitoramento ambiental. Entretanto, como muito pouco é conhecido sobre a biologia molecular de C. brasiliana, bibliotecas subtrativas de cDNA foram construídas. Esta metodologia possibilitou a identificação de 23 novos genes nessa espécie, comparando ostras expostas à FAA de óleo diesel por 24 horas e o grupo controle. Destes genes, três (protease específica de ubiquitina 25 - USP25, precursor de dominina, nucleosídeo difosfato quinase B - NDPK-B) foram validados por PCR quantitativo em tempo real (qPCR), representando genes de interesse para estudos ecotoxicológicos em C. brasiliana. Ainda, com o intuito de aumentar as informações gênicas de C. brasiliana, a técnica de pirosequenciamento utilizando a plataforma 454 foi aplicada em ostras expostas à FAA de óleo diesel, ao fenantreno e ao esgoto doméstico. A partir desta abordagem metodológica de sequenciamento em grande escala, a montagem de novo das leituras geradas produziu o primeiro transcriptoma referência de C. brasiliana. Como resultado, 7.401 novos genes foram identificados, destacando-se os genes codificadores de proteínas possivelmente envolvidas no sistema de biotransformação de xenobióticos e no sistema de defesa antioxidante. Por fim, com o intuito de avaliar a utilidade dos dados gerados pelo banco de ESTs, o nível de transcrição de seis genes CYP-like e quatro GST-like, previamente identificados no transcriptoma referência, foram testados por qPCR, fornecendo subsídios para o entendimento dos mecanismos moleculares de toxicidade exercidos pelo fenantreno, um hidrocarboneto policíclico aromático (HPA) prioritário. Para tal, ostras foram expostas a duas concentrações de fenantreno (100 ?g.L-1 e 1000 ?g.L-1) por 24 horas. Os resultados obtidos indicam o papel de CYPs e GSTs no metabolismo de HPAs, uma vez que o tratamento induziu um aumento no nível dos transcritos. A maior resposta da brânquia, se comparada à glândula digestiva, sugere papéis diferenciados no metabolismo de xenobióticos destes tecidos, no qual o papel da brânquia é destacado. Os dados apresentados nessa tese demonstram a aplicabilidade do uso de biomarcadores bioquímicos e moleculares em estudos ecotoxicológicos utilizando a ostra C. brasiliana como bioindicador de contaminação aquática. Em última instância, os resultados constituem importantes fontes de informação para o biomonitoramento de águas contaminadas por derivados de petróleo e esgoto doméstico ao longo da costa brasileira

Analisi e gestione informatica di sequenze trascritte in organismi non-modello

2011/2012Il tema principale di questo lavoro di tesi è la discussione dei metodi che, mediante l’utilizzo di strumenti creati ad-hoc e di software di terze parti, hanno permesso analizzare sequenze trascritte di 5 organismi non-modello: Mytilus galloprovincialis, Ruditapes philippinarum, Latimeria menadoensis, Astacus leptodactylus e Procambarus clarkii.XXV Ciclo198