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 / 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)

The role of B3GNT3 as an oncogene in the growth, invasion and migration of esophageal cancer cells

Purpose: To investigate the role and mechanism of ß1,3-N-acetylglucosaminyltransferase-3 gene (B3GNT3) in esophageal cancer (ESCA). Methods: The starBase database was used to evaluate the expression of B3GNT3. B3GNT3 function was measured using KYSE-30 and KYSE-410 cells of esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) cell lines. The mRNA levels were detected by quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). Cell counting kit-8, clone formation assay and transwell assay were used to detect the changes of proliferation, invasion and migration. Results: B3GNT3 expression was higher in ESCA tissues than in normal tissues. The overall survival rate of ESCA patients with high B3GNT3 expression was lower than that of ESCA patients with low B3GNT3 expression. In vitro functional experiments showed that the proliferation ability, migration and invasion ability of KYSE-30 and KYSE-410 cells with B3GNT3 interference were lower than those of the control, and the overexpression of B3GNT3 had the opposite effect. After silencing B3GNT3 expression in ESCC cell lines, the growth of both cell lines was inhibited and the invasiveness was decreased. Knockdown of B3GNT3 reduced the growth rate and Ki-67 expression level. Conclusion: B3GNT3, as an oncogene, may promote the growth, invasion and migration of ESCC cell.

Profiling and Functional Analysis of long non-coding RNAs in yak healthy and atretic follicles

Yak is the livestock on which people live in plateau areas, but its fecundity is low. Follicular development plays a decisive role in yak reproductive performance. As an important regulatory factor, the expression of long non-coding RNA (lncRNAs) in yak follicular development and its regulatory mechanism remains unclear. To explore the differentially expressed lncRNAs between healthy and atretic follicular in yaks. We used RNA-seq to construct lncRNA, miRNA, and mRNA expression profiles in yak atretic and healthy follicles, and the RNA sequence results were identified by qPCR. In addition, the correlation of lncRNA and targeted mRNA was also analyzed by Starbase software. Moreover, lncRNA/miRNA/mRNA networks were constructed by Cytoscape software, and the network was verified by dual-luciferase analysis. A total of 682 novel lncRNAs, 259 bta-miRNAs, and 1704 mRNAs were identified as differentially expressed between healthy and atretic follicles. Among them, 135 mRNAs were positively correlated with lncRNA expression and 97 were negatively correlated, which may be involved in the yak follicular development. In addition, pathway enrichment analysis of differentially expressed lncRNA host genes by Kyoto Genome Encyclopedia (KEGG) showed that host genes were mainly involved in hormone secretion, granulosa cell apoptosis, and follicular development. In conclusion, we identified a series of novel lncRNAs, constructed the lncRNA ceRNA regulatory network, and provided comprehensive resources for exploring the role of lncRNAs in yak ovarian follicular development.(AU)

Possibilidades do uso do RNA espermático como ferramenta na suinocultura / Possibilities of using sperm's RNA as a tool in pig farming

A seleção de macho mais férteis é essencial para a suinocultura moderna, a análise do transcriptoma espermático tem se mostrado como uma ferramenta interessante para podermos escolher animais com maior potencial de fertilidade ou congelabilidade de sêmen. O objetivo da presente revisão foi caracterizar os RNA encontrados em espermatozoides suínos e apresentar possíveis finalidades de seu uso na suinocultura. Por sofrer mudanças estruturais significativas, como meiose, compactação do DNA e perda de parte do citoplasma, as linhagens celulares que dão origem aos espermatozoides também apresentam uma população singular na população RNA. Os espermatozoides carregam um transcriptoma heterogêneo, com mRNA e muitos pequenos RNA truncados e de difícil avaliação. Eventos como congelamento, capacitação e estresse térmico causam alteração nos perfis de RNA espermático. Existem RNA que podemos relacionar como marcadores moleculares para diversas funções, além disso, há muitas evidências de que o RNA espermático contribua na modulação gênica durante a fertilização e desenvolvimento embrionário inicial, tornando estes em um importante alvo para estudos futuros.

The selection of fertile males is essential for modern pig farming, the sperm transcriptome analysis has been shown to be an interesting tool to be able to choose animals with greater fertility potential or semen freezeability. The aim of this review was to characterize the RNA found in boar spermatozoa and to present possible purposes for its use in pig farming. By undergoing significant structural changes, such as meiosis, DNA compaction and loss of part of the cytoplasm, spermatic cells also have a unique population in the RNA population. Sperm carry a heterogeneous transcriptome, with mRNA and many small and truncated RNAs. Events such as freezing, capacitation and heat stress cause changes in sperm RNA profiles. There are RNAs that we can relate as molecular markers for several functions, in addition, there is evidence that sperm RNA contributes to gene modulation during fertilization and early embryonic development, making these an important target for future studies.

Effects of a systemic high urea concentration on the endometrial and embryonic transcriptome of mares / Efeitos de concentrações sistêmicas elevadas de ureia no transcriptoma do endométrio e embriões de éguas

It has been shown in ruminants that increased dietary protein leading to elevated blood urea nitrogen concentrations (BUN) can be a factor in decreased survival of early embryos. This work is a review of the effects of elevated BUN on endometrium and embryos from mares. An experimental model was used to elevate BUN with intravenous urea infusion, acute treatment, or oral urea, chronic treatment. After the acute urea treatment there was a decrease in uterine pH and changes in genes related to cell pH and ion homeostasis. After the chronic urea treatment there was no difference in uterine pH but genes related to necrosis and cellular movement had a different expression. The effect of high BUN was also evaluated on equine embryo transcriptome, with a positive correlation between plasma BUN and blastocoele fluid urea nitrogen concentration. Additionally, the expression of genes related to survival of organism and adhesion were different. Lastly, using mares from private farms, lower pregnancy rate was seen when embryos were collected from mares with higher BUN concentrations. In conclusion, these novel results show that high BUN results in endometrial and embryonic alterations, suggesting that it might lead to decreased fertility.

Genomics, transcriptomics and proteomics of the normal and abnormal equine placenta: A better understanding of late gestational function and dysfunction / Genômica, transcriptômica e proteômica da placenta equina normal e anormal: um melhor entendimento da função final da gestação e disfunção

High throughput methods to assess genomics, gene (mRNA) expression, and protein composition of tissues and body fluids has led to a rapid advancement in understanding of normal and abnormal function of many body systems across a wide variety of mammalian and non-mammalian animal species. Over the past several years, our laboratory has applied these techniques to the study of normal physiology and disease of the pregnant mare, in particular for the placenta and fetal fluids. Although our understanding of the endocrine aspects of pregnancy in mares is reasonably advanced, much of our understanding related to placental function and dysfunction remains limited. This review will cover a number of studies which detail normal gestational changes in the fetal and maternal placenta along with changes in gene expression in a number of late gestational diseases of pregnancy.

In-depth transcriptome reveals the potential biotechnological application of Bothrops jararaca venom gland

Lack of complete genomic data of Bothrops jararaca impedes molecular biology research focusing on biotechnological applications of venom gland components. Identification of full-length coding regions of genes is crucial for the correct molecular cloning design. Methods: RNA was extracted from the venom gland of one adult female specimen of Bothrops jararaca. Deep sequencing of the mRNA library was performed using Illumina NextSeq 500 platform. De novo assembly of B. jararaca transcriptome was done using Trinity. Annotation was performed using Blast2GO. All predicted proteins after clustering step were blasted against non-redundant protein database of NCBI using BLASTP. Metabolic pathways present in the transcriptome were annotated using the KAAS-KEGG Automatic Annotation Server. Toxins were identified in the B. jararaca predicted proteome using BLASTP against all protein sequences obtained from Animal Toxin Annotation Project from Uniprot KB/Swiss-Pro database. Figures and data visualization were performed using ggplot2 package in R language environment. Results: We described the in-depth transcriptome analysis of B. jararaca venom gland, in which 76,765 de novo assembled isoforms, 96,044 transcribed genes and 41,196 unique proteins were identified. The most abundant transcript was the zinc metalloproteinase-disintegrin-like jararhagin. Moreover, we identified 78 distinct functional classes of proteins, including toxins, inhibitors and tumor suppressors. Other venom proteins identified were the hemolytic lethal factors stonustoxin and verrucotoxin. Conclusion: It is believed that the application of deep sequencing to the analysis of snake venom transcriptomes may represent invaluable insight on their biotechnological potential focusing on candidate molecules.(AU)

In-depth transcriptome reveals the potential biotechnological application of Bothrops jararaca venom gland

Lack of complete genomic data of Bothrops jararaca impedes molecular biology research focusing on biotechnological applications of venom gland components. Identification of full-length coding regions of genes is crucial for the correct molecular cloning design. Methods: RNA was extracted from the venom gland of one adult female specimen of Bothrops jararaca. Deep sequencing of the mRNA library was performed using Illumina NextSeq 500 platform. De novo assembly of B. jararaca transcriptome was done using Trinity. Annotation was performed using Blast2GO. All predicted proteins after clustering step were blasted against non-redundant protein database of NCBI using BLASTP. Metabolic pathways present in the transcriptome were annotated using the KAAS-KEGG Automatic Annotation Server. Toxins were identified in the B. jararaca predicted proteome using BLASTP against all protein sequences obtained from Animal Toxin Annotation Project from Uniprot KB/Swiss-Pro database. Figures and data visualization were performed using ggplot2 package in R language environment. Results: We described the in-depth transcriptome analysis of B. jararaca venom gland, in which 76,765 de novo assembled isoforms, 96,044 transcribed genes and 41,196 unique proteins were identified. The most abundant transcript was the zinc metalloproteinase-disintegrin-like jararhagin. Moreover, we identified 78 distinct functional classes of proteins, including toxins, inhibitors and tumor suppressors. Other venom proteins identified were the hemolytic lethal factors stonustoxin and verrucotoxin. Conclusion: It is believed that the application of deep sequencing to the analysis of snake venom transcriptomes may represent invaluable insight on their biotechnological potential focusing on candidate molecules.(AU)

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

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

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

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

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

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

Campylobacter jejuni and Campylobacter coli originated from chicken carcasses modulate their transcriptome to translate virulence genes in human cells

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

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

Análise estatística multivariada da expressão de microRNAs no exercício exaustivo em Rattus norvegicus / Multivariate statistical analysis of expression of microRNAs in the exhaustive exercise in Rattus norvegicus

MicroRNAs são pequenas moléculas de RNA que atuam na regulação e silenciamento gênico em organismos eucariotos. Na atividade física a compreensão da expressão de microRNAs pode ser relevante para entendimento da sua fisiologia. Feito o transcriptoma do exercício exaustivo agudo em Rattus norvegicus, buscou-se analisar a expressão diferencial (através do valor obtido de Fold-Change) de microRNAs, com o auxílio de avaliação estatística multivariada, em ambiente R. Os métodos usados mostraram expressão de 71 miRNAs. Destes, destacaram-se 6 (por análise PCoA) e dois microRNAs: mir145 e mir186 (por análise de expressão diferencial, EBseq). Concluiu-se que com os métodos usados (PCoA, Permanova e Simper) foi possível analisar a expressão diferencial de microRNAs e destacar possíveis alvos de estudo para o exercício experimental extenuante.

MicroRNAs are small molecules of RNA that act on the regulation and gene silencing in eukaryotic organisms. In physical activity the understanding of the expression of microRNAs may be relevant to understanding their physiology. The transcriptome of acute exhaustive exercise in Rattus norvegicus was used to analyze the differential expression (through the Fold-Change value obtained) of microRNAs, with the aid of multivariate statistical evaluation, in the R environment. The methods used showed expression of 71 miRNAs. Of these, six (by PCoA analysis) and two microRNAs: mir145 and mir186 (by differential expression analysis, EBseq) were highlighted. It was concluded that with the methods used (PCoA, Permanova and Simper) it was possible to analyze the differential expression of microRNAs and to highlight possible study targets for the strenuous experimental exercise.

Spatiotemporal expression pattern of alpha, beta, and gamma genes during BoHV-5 infection / Expressão temporal de genes alfa, beta e gama durante ainfecção pelo BoHV-5

Bovine herpesvirus 5 is an alphaherpesvirus that causes nonsuppurative meningoencephalitis in cattle. This disease occurs naturally in either outbreaks or isolated cases, and exhibits low morbidity and high lethality. Although previous studies elucidated crucial aspects involved in the pathogenesis of the disease, there is a paucity of information regarding the molecular events contributing to infection and replication of BoHV-5. The objective of the present study was to determine the in vitro gene expression pattern of BoHV-5 (e.g., alpha, beta, and gamma genes) and host cells genes (GAPDH and 18S) over time utilizing different quantities of inoculated virus. Three BoHV-5 genes (bICP0, UL9, US4) and one structural bovine cell gene had their expression accessed by real-time PCR. While the expression of BoHV-5 genes increased during the course of infection, GAPDH gene expression decreased in the host cells, evidencing the effect of viral infection on the expression of bovine cell genes. The 18S ribosomal RNA (rRNA) gene was constitutively expressed throughout BoHV-5 infection. Our data clearly demonstrates that GAPDH gene should not be used as a reference gene in studies of BoHV-5 infection because it was influenced by viral infection. However, 18S rRNA was constitutively expressed and, therefore, is recommended for normalization of BoHV-5 infection studies in bovine cells. The expression of viral genes transcripts was not altered by increasing number of viral particles added to the culture. All viral genes included here demonstrated the same expression pattern over time and there was no difference in the expression of viral genes among the various time points. Our data show important differences comparing to classical studies regarding herpesvirus alpha, beta, and gamma genes expression. More research is necessary to improve our understanding about the BoHV-5 biology during infection. Studies employing next-generation sequencing (i.e., RNA-seq), using both in vitro and in vivo models, would be the next logical step to grasp the virus and host cell's transcriptome changes over the course of infection.(AU)

Herpesvirus bovino 5 é um alfaherpesvírus causador de meningoencefalite não supurativa em bovinos. Esta doença possui ocorrência natural em surtos ou casos isolados, associadas a baixa morbidade e alta letalidade. Embora estudos anteriores tenham elucidado aspectos relacionados a patogenia da doença, há uma lacuna de conhecimento relacionado aos eventos moleculares que contribuem para a infecção e replicação do BoHV-5. O objetivo do presente estudo foi determinar a expressão gênica in vitro de genes virais (i.e., alfa, beta e gama) e das células hospedeiras (GAPDH e 18S) durante a infecção considerando diferentes momentos de infecção e quantidade de vírus utilizado. Três genes do BoHV-5 (bICP0, UL9, US4), um gene estrutural (GAPDH) e um gene constitutivo (18S) da célula bovina tiveram suas expressões avaliadas por PCR quantitativa (qPCR). Enquanto os genes virais tiveram sua expressão aumentada ao longo do tempo de infecção, o gene hospedeiro teve sua expressão diminuída, demonstrando a ação do vírus na expressão gênica de células bovinas in vitro. O gene constitutivo 18S teve sua expressão mantida durante todos os momentos do experimento. Nossos resultados claramente demonstraram que o GAPDH não deve ser usado como gene de referência em estudos com infecção por BoHV-5 pois é influenciado pela infecção viral. Entretanto, o 18S rRNA foi constitutivamente expresso e pode ser recomendado para normalização em células bovinas infectadas pelo vírus. A expressão de mRNA viral não foi alterada pela quantidade de vírus usada. Todos os genes virais demonstraram o mesmo padrão de expressão ao longo do tempo de infecção. Nossos resultados trazem importantes diferenças comparando aos estudos clássicos que avaliaram a expressão de genes alfa, beta e gama. Mais estudos são necessários para aumentar o conhecimento da biologia molecular do BoHV-5. Estudo utilizando sequenciamento de última geração (i.e., RNA-seq), usando modelos in vitro e in vivo, aparentam ser o próximo passo lógico para acessar as alterações do transcriptoma do hospedeiro e viral ao longo do curso da infecção.(AU)

Análise estatística multivariada da expressão de microRNAs no exercício exaustivo em Rattus norvegicus / Multivariate statistical analysis of expression of microRNAs in the exhaustive exercise in Rattus norvegicus

MicroRNAs são pequenas moléculas de RNA que atuam na regulação e silenciamento gênico em organismos eucariotos. Na atividade física a compreensão da expressão de microRNAs pode ser relevante para entendimento da sua fisiologia. Feito o transcriptoma do exercício exaustivo agudo em Rattus norvegicus, buscou-se analisar a expressão diferencial (através do valor obtido de Fold-Change) de microRNAs, com o auxílio de avaliação estatística multivariada, em ambiente R. Os métodos usados mostraram expressão de 71 miRNAs. Destes, destacaram-se 6 (por análise PCoA) e dois microRNAs: mir145 e mir186 (por análise de expressão diferencial, EBseq). Concluiu-se que com os métodos usados (PCoA, Permanova e Simper) foi possível analisar a expressão diferencial de microRNAs e destacar possíveis alvos de estudo para o exercício experimental extenuante.(AU)

MicroRNAs are small molecules of RNA that act on the regulation and gene silencing in eukaryotic organisms. In physical activity the understanding of the expression of microRNAs may be relevant to understanding their physiology. The transcriptome of acute exhaustive exercise in Rattus norvegicus was used to analyze the differential expression (through the Fold-Change value obtained) of microRNAs, with the aid of multivariate statistical evaluation, in the R environment. The methods used showed expression of 71 miRNAs. Of these, six (by PCoA analysis) and two microRNAs: mir145 and mir186 (by differential expression analysis, EBseq) were highlighted. It was concluded that with the methods used (PCoA, Permanova and Simper) it was possible to analyze the differential expression of microRNAs and to highlight possible study targets for the strenuous experimental exercise.(AU)

Spatiotemporal expression pattern of alpha, beta, and gamma genes during BoHV-5 infection / Expressão temporal de genes alfa, beta e gama durante ainfecção pelo BoHV-5

Bovine herpesvirus 5 is an alphaherpesvirus that causes nonsuppurative meningoencephalitis in cattle. This disease occurs naturally in either outbreaks or isolated cases, and exhibits low morbidity and high lethality. Although previous studies elucidated crucial aspects involved in the pathogenesis of the disease, there is a paucity of information regarding the molecular events contributing to infection and replication of BoHV-5. The objective of the present study was to determine the in vitro gene expression pattern of BoHV-5 (e.g., alpha, beta, and gamma genes) and host cells genes (GAPDH and 18S) over time utilizing different quantities of inoculated virus. Three BoHV-5 genes (bICP0, UL9, US4) and one structural bovine cell gene had their expression accessed by real-time PCR. While the expression of BoHV-5 genes increased during the course of infection, GAPDH gene expression decreased in the host cells, evidencing the effect of viral infection on the expression of bovine cell genes. The 18S ribosomal RNA (rRNA) gene was constitutively expressed throughout BoHV-5 infection. Our data clearly demonstrates that GAPDH gene should not be used as a reference gene in studies of BoHV-5 infection because it was influenced by viral infection. However, 18S rRNA was constitutively expressed and, therefore, is recommended for normalization of BoHV-5 infection studies in bovine cells. The expression of viral genes transcripts was not altered by increasing number of viral particles added to the culture. All viral genes included here demonstrated the same expression pattern over time and there was no difference in the expression of viral genes among the various time points. Our data show important differences comparing to classical studies regarding herpesvirus alpha, beta, and gamma genes expression. More research is necessary to improve our understanding about the BoHV-5 biology during infection. Studies employing next-generation sequencing (i.e., RNA-seq), using both in vitro and in vivo models, would be the next logical step to grasp the virus and host cell's transcriptome changes over the course of infection.(AU)

Herpesvirus bovino 5 é um alfaherpesvírus causador de meningoencefalite não supurativa em bovinos. Esta doença possui ocorrência natural em surtos ou casos isolados, associadas a baixa morbidade e alta letalidade. Embora estudos anteriores tenham elucidado aspectos relacionados a patogenia da doença, há uma lacuna de conhecimento relacionado aos eventos moleculares que contribuem para a infecção e replicação do BoHV-5. O objetivo do presente estudo foi determinar a expressão gênica in vitro de genes virais (i.e., alfa, beta e gama) e das células hospedeiras (GAPDH e 18S) durante a infecção considerando diferentes momentos de infecção e quantidade de vírus utilizado. Três genes do BoHV-5 (bICP0, UL9, US4), um gene estrutural (GAPDH) e um gene constitutivo (18S) da célula bovina tiveram suas expressões avaliadas por PCR quantitativa (qPCR). Enquanto os genes virais tiveram sua expressão aumentada ao longo do tempo de infecção, o gene hospedeiro teve sua expressão diminuída, demonstrando a ação do vírus na expressão gênica de células bovinas in vitro. O gene constitutivo 18S teve sua expressão mantida durante todos os momentos do experimento. Nossos resultados claramente demonstraram que o GAPDH não deve ser usado como gene de referência em estudos com infecção por BoHV-5 pois é influenciado pela infecção viral. Entretanto, o 18S rRNA foi constitutivamente expresso e pode ser recomendado para normalização em células bovinas infectadas pelo vírus. A expressão de mRNA viral não foi alterada pela quantidade de vírus usada. Todos os genes virais demonstraram o mesmo padrão de expressão ao longo do tempo de infecção. Nossos resultados trazem importantes diferenças comparando aos estudos clássicos que avaliaram a expressão de genes alfa, beta e gama. Mais estudos são necessários para aumentar o conhecimento da biologia molecular do BoHV-5. Estudo utilizando sequenciamento de última geração (i.e., RNA-seq), usando modelos in vitro e in vivo, aparentam ser o próximo passo lógico para acessar as alterações do transcriptoma do hospedeiro e viral ao longo do curso da infecção.(AU)

A importância dos estudos transcriptômicos de gametas e embriões para o avanço e consolidação da Produção In Vitro de Embriões (PIVE) em bubalinos na Amazônia / The importance of the transcriptomic studies of gametes and embryos for the advance and consolidation of In Vitro Production (IVP) in buffaloes in the Amazon

A produção de búfalos está se expandindo na Amazônia, sendo assim o uso de biotecnologias reprodutivas em programas de melhoramento genético tornou-se uma estratégia para melhorar a produtividade dos rebanhos sem a necessidade de aumentar as áreas de pastagens. A Produção In Vitro de Embriões (PIVE) é uma das biotecnologias disponíveis, a qual é contiuamente aperfeiçoada através da pesquisa de novos componentes para os meios de cultivo e da pesquisa de protocolos espécie específicos que resultem em maior número de embriões de boa qualidade. Contudo, a falta de informações sobre os requerimentos metabólicos de gametas e embriões têm dificultado a consolidação de protocolos de PIVE específicos para búfalos. Neste artigo discutimos as abordagens transcriptômicas que estão ajudando a preencher esta falta de informações, as limitações destas abordagens e os tópicos de pesquisa que ainda precisam ser investigados em búfalos.(AU)

Buffalo production is expanding in the Amazon region therefore the use of reproductive biotechnologies in breeding programs became a strategy to improve the herd productivity without a need for increasing pasture areas. In Vitro Production (IVP) is one of the available biotechnologies, which is continuously being improved through the research of novel components of culture media and the research of specie-specific protocols to obtain an increased number of good quality embryos. However, the lack of information about the metabolic requirements of gametes and embryos have delayed the consolidation of buffalos IVP specific protocols. Herein, we discussed the transcriptomic approaches that are helping to fill the lack of information, the limitations of these approaches and the research topics that still needs further investigations in buffaloes.(AU)

A importância dos estudos transcriptômicos de gametas e embriões para o avanço e consolidação da Produção In Vitro de Embriões (PIVE) em bubalinos na Amazônia / The importance of the transcriptomic studies of gametes and embryos for the advance and consolidation of In Vitro Production (IVP) in buffaloes in the Amazon

A produção de búfalos está se expandindo na Amazônia, sendo assim o uso de biotecnologias reprodutivas em programas de melhoramento genético tornou-se uma estratégia para melhorar a produtividade dos rebanhos sem a necessidade de aumentar as áreas de pastagens. A Produção In Vitro de Embriões (PIVE) é uma das biotecnologias disponíveis, a qual é contiuamente aperfeiçoada através da pesquisa de novos componentes para os meios de cultivo e da pesquisa de protocolos espécie específicos que resultem em maior número de embriões de boa qualidade. Contudo, a falta de informações sobre os requerimentos metabólicos de gametas e embriões têm dificultado a consolidação de protocolos de PIVE específicos para búfalos. Neste artigo discutimos as abordagens transcriptômicas que estão ajudando a preencher esta falta de informações, as limitações destas abordagens e os tópicos de pesquisa que ainda precisam ser investigados em búfalos.

Buffalo production is expanding in the Amazon region therefore the use of reproductive biotechnologies in breeding programs became a strategy to improve the herd productivity without a need for increasing pasture areas. In Vitro Production (IVP) is one of the available biotechnologies, which is continuously being improved through the research of novel components of culture media and the research of specie-specific protocols to obtain an increased number of good quality embryos. However, the lack of information about the metabolic requirements of gametes and embryos have delayed the consolidation of buffalo’s IVP specific protocols. Herein, we discussed the transcriptomic approaches that are helping to fill the lack of information, the limitations of these approaches and the research topics that still needs further investigations in buffaloes.

Transcriptomic analysis of differential gene expression reveals an increase in COX2 levels during in vitro canine herpesvirus infection / Análise transcriptômica da expressão gênica diferencial revela um aumento nos níveis de COX2 durante a infecção in vitro por herpesvirus canino

Canine herpesvirus (CaHV-1) affects canids worldwide, causing death in neonates and immunosuppressed hosts. Acute infection by CaHV-1 can cause reproductive, respiratory, and neurological problems in adult animals. Viral pathogenesis and host genes expressions during of CaHV-1infection are not clearly understood. In the present study, the transcriptome of canine kidney cell Mardin-Darby (MDCK) infected in vitro with canine herpesvirus was explored. For this, RNA sequencing (RNA-seq) of the samples in different moments during infection was carried out. Subsequently, the transcriptomic analysis genes related to cell activities and process involved to viral cycle infection were evaluated until 32h post-inoculation (pi). Among evaluated genes, was verified a significant and gradative increase of the prostaglandin-endoperoxide synthase 2 (PTGS2) or cyclooxygenase 2 (COX2) gene expression, throughout of infection, though differential gene expression analysis and validated by quantitative reverse transcription PCR (RT-qPCR). High COX2 expression is usually induced in response to inflammation, pathogens or activation of the immune system but can be a viral mechanism to favor viral replication. Thus, COX2 level increase can be a favorable factor for viral infection with Cahv-1 virus and the use of selective COX2 inhibitors may be beneficial for limiting the infection or clinical signs by causing interruption of the viral replication cycle during active infection. Additionally, the regulation genes expression differential verified in this study can contribute to determining important targets for inhibiting canine herpesvirus infection either by cellular or viral mechanisms.(AU)

O herpesvírus canino (CaHV-1) afeta os canídeos em todo o mundo, causando morte em neonatos e hospedeiros imunossuprimidos. A infecção aguda por CaHV-1 pode causar problemas reprodutivos, respiratórios e neurológicos em animais adultos. A patogênese viral e expressão de genes hospedeiros durante a infecção por CaHV-1 ainda não são bem compreendidos. No presente estudo, o transcriptoma de células de rim canino Madin-Darby (MDCK) infectadas in vitro com herpesvirus canino foi explorado. Para isso, foi realizado o sequenciamento de RNA (RNA-seq) de amostras coletadas em diferentes momentos durante a infecção. Subsequentemente, a análise transcriptômica dos genes relacionados à atividade celular e aos processos envolvidos no ciclo de infecção do vírus foram avaliadas até 32 horas após a inoculação (pi). Dentre os genes avaliados, constatamos uma elevação significativa e gradativa da expressão da Prostaglandina-endoperoxide sintase 2 (PTGS2) ou ciclooxigenase 2 (COX2), ao longo da infecção viral, foi verificada por análise de expressão gênica diferencial e validada por resultados de transcrição reversa por PCR quantitativo (RT-qPCR). O aumento da expressão de COX2 geralmente é induzida em resposta a inflamação, patógenos ou ativação do sistema imune, mas também pode ser um mecanismo para favorecer a replicação viral. Assim, o aumento do nível de COX2 pode ser um fator favorável à infecção viral pelo vírus CaHV-1 e o uso de inibidores seletivos da COX2 pode ser benéfico para limitar a infecção ou os sinais clínicos, causando a interrupção do ciclo de replicação viral durante a infecção ativa. Além disso, a regulação diferencial da expressão dos genes verificados neste estudo podem contribuir para determinar alvos importantes para inibir a infecção por herpesvírus canino, seja por mecanismos celulares ou virais.(AU)

Guia para a análise transcriptômica: potencial toxicológico e mecanismos de ação de produtos de origem natural / Guide to transcriptomic analysis: toxicological potential and mechanisms of natural products action

Nas últimas décadas houve um grande avanço nos ensaios in vitro, na tentativa de prever resultados de tratamentos in vivo e, com isso, reduzir a utilização de animais de laboratório. A toxicogenômica, que é a integração entre a toxicologia, a bioinformática e as tecnologias ômicas, tem se mostrado preditiva para os mecanismos de ação e toxicidade. Esta ferramenta possibilita a investigação da expressão de milhares de genes, permitindo a visualização de diferentes perfis de alteração e de assinatura gênica. A utilização da toxicogenômica se torna adequada para a compreensão de mecanismos genéticos de resposta de organismos expostos a formulações de origem natural que são capazes de modular múltiplos genes. Este trabalho objetivou destacar os pontos críticos das etapas que devem ser seguidas para se realizar, apropriadamente, uma análise toxicogenômica. Dentre essas etapas estão a análise das características desejáveis para os compostos, a escolha apropriada das linhagens celulares para realizar a exposição, a seleção das concentrações das amostras a serem testadas e dos controles que devem ser utilizados nos ensaios biológicos, a escolha do princípio a ser utilizado para o ensaio de viabilidade celular, a seleção dos procedimentos para tratar os dados gerados e avaliação dos resultados encontrados. As sugestões apresentadas têm a intenção de divulgar a técnica de toxicogenômica, bem como, estimular e facilitar o desenvolvimento de um estudo que utilize a análise toxicogenômica como ferramenta alternativa na investigação da toxicidade e de mecanismos/modo de ação de produtos de origem natural.

In the last decades there has been a great advance in the in vitro tests, in the attempt to predict results of treatments in vivo and, with that, to reduce the use of laboratory animals. Toxicogenomics, which is the integration between toxicology, bioinformatics and atomic technologies, has been shown to be predictive of mechanisms of action and toxicity. This tool allows the investigation of the expression of thousands of genes, allowing the visualization of different profiles of gene signature and change. The use of toxicogenomics becomes suitable for the understanding of genetic mechanisms of response of organisms exposed to formulations of natural origin that are able to modulate multiple genes. This work aimed to highlight the critical points of the steps that must be followed to carry out, properly, a toxicogenomic analysis. Among these steps are the analysis of the desirable characteristics for the compounds, the appropriate choice of the cell lines to carry out the exposure, the selection of the concentrations of the samples to be tested and the controls to be used in the biological assays, the choice of principle to be used for the cell viability assay, the selection of procedures to treat the generated data and evaluation of the results found. The suggestions presented are intended to stimulate and facilitate the developmentof a study that uses toxicogenomic analysis as an alternative tool in the investigation of the toxicity and mechanisms / mode of action of products of natural origin.