Análise Genética da Hibridação em Gatos

Trabalho desenvolvido no Campus da Faculdade Dr. Francisco Maeda - FAFRAM, de Ituverava, SP., com o objetivo de elaborar um protocolo para análise da ocorrência de cruzamentos entre espécies de gatos doméstico e selvagem, além de buscar a confirmação científica dessa ocorrência, ainda não registrada no Brasil. Foram analisados os materiais genéticos de duas ninhadas de gatos com suspeita de serem resultado de cruzamento natural entre gatas domésticas com um gato selvagem. Para as análises, utilizou-se dois marcadores associados ao cromossomo Y, sendo eles o SMCY e o SRY, para identificação genética da linhagem paterna, e um marcador mitocondrial ATP6, para identificação da linhagem materna. Os resultados mostraram que os marcadores utilizados são adequados e suficientes para a confirmação ou exclusão da ocorrência de hibridação, tanto na linhagem paterna como na materna, podendo ser utilizado como protocolo para essas análises. Com o protocolo utilizado, concluiu-se que os animais em estudo pertencem à espécie doméstica (Felis silvestris catus), descartando qualquer possibilidade de hibridação com gatos selvagens da fauna brasileira

Avian haemosporidians in the cattle egret (Bubulcus ibis) from central-western and southern Africa: high diversity and prevalence

We described the geographic distribution of 82 haemosporidian lineages (Plasmodium, Haemoproteus, and Leucocytozoon) in the cattle egret sampled in five countries in central-western and southern Africa. Seventy-three lineages have not previously been reported. We determined the prevalence of three haemosporidians in the samples. We investigated the influence of the internal environment of the host and environmental variables on the Plasmodium diversity and whether environmental variables may explain spatial variations in the prevalence of Plasmodium. We screened DNA from 509 blood samples from nestlings in 15 African colonies for infection by sequencing the cytochrome b gene of parasites. The molecular phylogenetic analysis was performed using Bayesian methods and including sequences from the MalAvi and GeneBank databases. We found 62 new Plasmodium lineages in a clade with MYCAME02, which is a lineage described in waterbirds and recently identified in birds of prey as Plasmodium paranucleophilum. Two Haemoproteus lineages identified in cattle egret formed a distinct group with Haemoproteus catharti and MYCAMH1 (Haemoproteus spp.). Seven Leucocytozoon lineages found in the cattle egret clustered with Leucocytozoon californicus. We found different Plasmodium diversities among the colonies sampled, demonstrating that the internal environment of the host is not the primary determinant of diversity. A linear mixed-effects multivariate model showed that precipitation was positively associated with Plasmodium diversity when controlling for the effects of temperature, colony composition (mixed and non-mixed species) and country. Moreover, a generalized mixed model showed that temperature was positively associated with the prevalence of Plasmodium when controlling for precipitation, elevation and country. We conclude that the cattle egret is a good model for future haemosporidian studies, as we found a significant number of new lineages in this host, which occupies regions with different climate characteristics where environmental variables exert an influence on the diversity and prevalence of Plasmodium

Network structures in bones

Uma das possíveis razões do sucesso da área de Redes Complexas decorre da flexibilidade destas estruturas para representação e modelagem de inúmeros sistemas complexos, incluindo em biologia. Entretanto, existem alguns aspectos do uso destes conceitos ainda pouco detalhados, como a questão da limiarização de relacionamentos graduados de forma a se obter uma rede binária de conexões. Uma outra questão interessante, ainda em aberto, refere-se a como redes complexas derivadas de sistemas diversos assemelham-se ou não umas às outras. Em biologia, esta questão aparece com particular interesse no que se refere às escalas das estruturas e sistemas biológicos, motivando a busca de analogias estruturais e funcionais. O presente trabalho de doutorado situa-se na interseção destes dois problemas. Em primeiro lugar, utilizamos a importante questão da limiarização de redes de co-expressão gênica como laboratório para desenvolver e comparar cinco métodos deste tipo, com fundamentações diferentes. Verificamos que dependendo da natureza do banco de dados, o impacto da limiarização nas propriedades topológicas pode ser grande, e sugerimos diretrizes de como utilizar os métodos diante do comportamento dos dados. Em seguida, abordamos a representação dos canais do sistema Haversiano dos ossos, com o objetivo de estudar este problema em particular e compará-lo com as redes de co-expressão na busca de analogias topológicas. As análises mostraram que os ossos são indistinguíveis em relação às propriedades topológicas das redes, mas nota-se uma variação mais pronunciada em relação às propriedades geométricas. Isso sugere que a arquitetura topológica do sistema vascular pode ser independente do tipo ósseo, mas que a demanda biológica de transporte pode variar em relação à posição no mesmo osso, e entre ossos diferentes. Como as redes do sistema Haversiano possuem pesos relacionados à espessura dos canais, utilizamos e comparamos os métodos de limiarização aqui propostos como forma de validação dos resultados. Concluindo estes desenvolvimentos, realizamos uma comparação estrutural dos dois tipos de redes obtidas, ou seja, de co-expressão gênica e de canais Haversianos.One of the possible reasons for the success of Complex Networks arises from the flexibility of these structures for representation and modeling of numerous complex systems, including in biology. However, there are still some aspects of the use of these concepts, such as the question of the thresholding of graduated relationships in order to obtain a binary network of connections. Another interesting question, still open, concerns how complex networks derived from different systems are similar to another or are not. In biology, this question appears with particular interest in the scales of biological structures and systems, motivating the search for structural and functional analogies. The present PhD work lies at the intersection of these two problems. First, we used the important question of the thresholding of gene co-expression networks as a laboratory for development and to compare five methods of this type, with different foundations. We have found that depending on the nature of the database, the impact of thresholding on topological properties may be large, and we suggest guidelines on how to use the methods in face of the data`s behavior. Then, we discuss the characterization of the channels of the Haversian system of bones, with the aim of studying this particular problem and comparing it with the networks of co-expression in the search for topological analogies. The analyzes showed that the bones are indistinguishable in relation to the topological properties of the networks, but a more pronounced variation in relation to the geometric properties is noticed. This suggests that the topological architecture of the vascular system may be independent of the bone type but that the biological demand for transport may be varying relatively to the position in the same bone and between different bones. As the networks of the Haversian system have weights related to the thickness of the channels, we used and compared the thresholding methods proposed here for the validation of the results. Concluding these developments, we performed a structural comparison of the two types of networks obtained, the gene co-expression network and the Haversian channels network

Network structures in bones

Uma das possíveis razões do sucesso da área de Redes Complexas decorre da flexibilidade destas estruturas para representação e modelagem de inúmeros sistemas complexos, incluindo em biologia. Entretanto, existem alguns aspectos do uso destes conceitos ainda pouco detalhados, como a questão da limiarização de relacionamentos graduados de forma a se obter uma rede binária de conexões. Uma outra questão interessante, ainda em aberto, refere-se a como redes complexas derivadas de sistemas diversos assemelham-se ou não umas às outras. Em biologia, esta questão aparece com particular interesse no que se refere às escalas das estruturas e sistemas biológicos, motivando a busca de analogias estruturais e funcionais. O presente trabalho de doutorado situa-se na interseção destes dois problemas. Em primeiro lugar, utilizamos a importante questão da limiarização de redes de co-expressão gênica como laboratório para desenvolver e comparar cinco métodos deste tipo, com fundamentações diferentes. Verificamos que dependendo da natureza do banco de dados, o impacto da limiarização nas propriedades topológicas pode ser grande, e sugerimos diretrizes de como utilizar os métodos diante do comportamento dos dados. Em seguida, abordamos a representação dos canais do sistema Haversiano dos ossos, com o objetivo de estudar este problema em particular e compará-lo com as redes de co-expressão na busca de analogias topológicas. As análises mostraram que os ossos são indistinguíveis em relação às propriedades topológicas das redes, mas nota-se uma variação mais pronunciada em relação às propriedades geométricas. Isso sugere que a arquitetura topológica do sistema vascular pode ser independente do tipo ósseo, mas que a demanda biológica de transporte pode variar em relação à posição no mesmo osso, e entre ossos diferentes. Como as redes do sistema Haversiano possuem pesos relacionados à espessura dos canais, utilizamos e comparamos os métodos de limiarização aqui propostos como forma de validação dos resultados. Concluindo estes desenvolvimentos, realizamos uma comparação estrutural dos dois tipos de redes obtidas, ou seja, de co-expressão gênica e de canais Haversianos.One of the possible reasons for the success of Complex Networks arises from the flexibility of these structures for representation and modeling of numerous complex systems, including in biology. However, there are still some aspects of the use of these concepts, such as the question of the thresholding of graduated relationships in order to obtain a binary network of connections. Another interesting question, still open, concerns how complex networks derived from different systems are similar to another or are not. In biology, this question appears with particular interest in the scales of biological structures and systems, motivating the search for structural and functional analogies. The present PhD work lies at the intersection of these two problems. First, we used the important question of the thresholding of gene co-expression networks as a laboratory for development and to compare five methods of this type, with different foundations. We have found that depending on the nature of the database, the impact of thresholding on topological properties may be large, and we suggest guidelines on how to use the methods in face of the data`s behavior. Then, we discuss the characterization of the channels of the Haversian system of bones, with the aim of studying this particular problem and comparing it with the networks of co-expression in the search for topological analogies. The analyzes showed that the bones are indistinguishable in relation to the topological properties of the networks, but a more pronounced variation in relation to the geometric properties is noticed. This suggests that the topological architecture of the vascular system may be independent of the bone type but that the biological demand for transport may be varying relatively to the position in the same bone and between different bones. As the networks of the Haversian system have weights related to the thickness of the channels, we used and compared the thresholding methods proposed here for the validation of the results. Concluding these developments, we performed a structural comparison of the two types of networks obtained, the gene co-expression network and the Haversian channels network

Análise genética da hibridação em gatos

Trabalho desenvolvido no Campus da Faculdade Dr. Francisco Maeda - FAFRAM, de Ituverava, SP., com o objetivo de elaborar um protocolo para análise da ocorrência de cruzamentos entre espécies de gatos doméstico e selvagem, além de buscar a confirmação científica dessa ocorrência, ainda não registrada no Brasil. Foram analisados os materiais genéticos de duas ninhadas de gatos com suspeita de serem resultado de cruzamento natural entre gatas domésticas com um gato selvagem. Para as análises, utilizou-se dois marcadores associados ao cromossomo Y, sendo eles o SMCY e o SRY, para identificação genética da linhagem paterna, e um marcador mitocondrial ATP6, para identificação da linhagem materna. Os resultados mostraram que os marcadores utilizados são adequados e suficientes para a confirmação ou exclusão da ocorrência de hibridação, tanto na linhagem paterna como na materna, podendo ser utilizado como protocolo para essas análises. Com o protocolo utilizado, concluiu-se que os animais em estudo pertencem à espécie doméstica (Felis silvestris catus), descartando qualquer possibilidade de hibridação com gatos selvagens da fauna brasileira