scholarly journals Caracterización in silico y análisis de la expresión expresión génica de proteínas abundantes en la embriogénesis tardía de Agave tequilana Weber var. azul

2021 ◽  
Vol 1 (1) ◽  
Author(s):  
Jorge Villegas-Camas ◽  
Karina Verdel-Aranda ◽  
Joel Lara-Reyna ◽  
Aída Martínez-Hernández

Conocimiento previo/especie: Agave tequilana Weber var. azul es un importante cultivo en México, utilizado para la producción de tequila. Muchas especies de Agave son tolerantes a condiciones áridas. Sin embargo, las bases moleculares de los mecanismos seleccionados en los agaves para confrontar el estrés abiótico, no han sido descritas. Hipótesis: Las proteínas abundantes en la embriogénesis tardía (LEAPs), una superfamilia asociada a las respuestas ante el estrés abiótico en plantas, son un elemento clave en las respuestas de los agaves ante ambientes áridos. Métodos: Datos transcriptómicos de A. tequilana fueron utilizados para realizar análisis in silico e identificar genes que codifican Agave LEAPs. Comparamos sus características estructurales y su similitud/divergencia con LEAPs de otras plantas, utilizando bioinformática. La abundancia de los transcritos de AteqLEAP en órganos vegetativos y en respuesta a altas temperaturas fue determinada mediante qRT-PCR. Resultados: Identificamos tres AteqLEAPs estructuralmente diferentes. Las AteqLEA_5Bs muestran similitud (relativamente baja) con LEAPs conocidas como “atípicas” (LEA_3) y exhiben, inesperadamente, altos niveles de expresión constitutiva en hojas. Los transcritos de AteqLEA_5C (LEA_2) mostraron baja expresión en todos los órganos analizados. Dos isoformas de AteqDHN tipo SK3 muestran el típico desorden estructural e hidrofilicidad de las dehidrinas y son altamente expresadas en hojas no desarrolladas, meristemo vegetativo y tallo (piña). Conclusiones: Las AteqLEAP_5B parecen tener un papel protector preventivo en las hojas fotosintéticas plenamente funcionales; mientras que las AteqDHNs parecen proteger tejidos en proceso de diferenciación como meristemos y hojas en desarrollo; así como tejidos de almacenamiento, como el tallo del agave.

2017 ◽  
Vol 22 (3) ◽  
pp. 359-369 ◽  
Author(s):  
Vladimir Camel Paucar ◽  
Esteban Galeano ◽  
Helaine Carrer

El xilema secundario es el componente más abundante de la biomasa vegetal. Por tanto, conocer los genes que regulan su formación ayudaría a diseñar estrategias para el mejoramiento genético de la madera. Así, el objetivo de este trabajo fue realizar el análisis computacional de la estructura primaria y secundaria del factor de transcripción (FT) TgNAC01 de Tectona grandis, además de evaluar su historia evolutiva, dominios conservados y expresión génica en tejidos lignificados de árboles de 12 y 60 años. Para ello, se realizó una evaluación del potencial de interacción ion-electrón (PIIE), mediante el método del espectro de la información (MEI) utilizando la librería SFAPS de R-Project, seguido del modelamiento estructural utilizando el software MODELLER y visualizado mediante PyMol. Además, el análisis de alineamiento de secuencia múltiple y filogenia fue mediante el software Bioedit y MrBayes respectivamente. También se evaluó los niveles de síntesis del FT TgNAC01 mediante qRT-PCR. Como resultados, se evidencio que el FT mantiene una estructura β-hoja antiparalela retorcida, que se compacta contra una α-hélice en la región N-terminal, teniendo así tres dominios α hélice y siete dominios β plegada. Asimismo, mediante el MEI se demostró que tiene alrededor de cinco funciones biológicas y mutaciones sobre los aminoácidos con mayor PIIE, lo que conlleva a evoluciones sobre las redes de regulación genética. Finalmente, el FT TgNAC01 juega un papel fundamental en la organización y desarrollo de las partes que componen la albura, como las células radiales de la zona cambial, los vasos, fibras y los anillos de crecimiento.


2020 ◽  
Vol 128 (S1) ◽  
pp. 7-22
Author(s):  
Juan Bautista De Sanctis ◽  
Alexis García ◽  
Jenny Garmendia ◽  
Dolores Moreno ◽  
Marian Hajduch ◽  
...  
Keyword(s):  

Al final del 2019, un nuevo patógeno, el coronavirus SARS-CoV2, fue identificado. El virus ha infectado a más de 30 millones de personas en el mundo entero con una letalidad cercana al 5 %. El SARS-CoV2 es un ARN virus. El genoma viral contiene 29 891 nucleótidos que codifican para 9 889 aminoácidos; 5´-replicasa (orf1/ab), cuatro proteínas estructurales principales [espiga (S)-Envoltura (E)-Membrana (M)-Nucleocápside (N)] y las proteínas de la región terminal ORF. Los microARN (miARN) son potentes reguladores pos-transcripcionales de la expresión génica y por ende pueden controlar la infección y replicación viral. Estudios in silico y bioinformática revelaron los miARN del huésped que afectan la replicación viral (15b-5p, 15a-5p, 197-5p, 548c-5p, 548d-5p, 409-3p, 30b-5p, 505-3p). Además hay miRNA virales que son compartidos con el hospedero, (8066, 5197, 3611, 3934-3p, 1307-3p, 3691-3p, 1468-5p) y son importantes en la infección por SARS-CoV2. Aún cuando esas moléculas deben ser validadas en estudios in vitro e in vivo, hay un alto potencial terapéutico involucrado que ya ha sido propuesto y usado en otras infecciones virales. Más estudios de los mecanismos moleculares de esta compleja infección viral son necesarios para entender la patogénesis viral.


2020 ◽  
Author(s):  
◽  
Daniel Ernesto Rensetti
Keyword(s):  
Qrt Pcr ◽  

El alfaherpesvirus bovino 5 (BoHV5) es el agente etiológico de la meningoencefalitis no supurativa en terneros, causal de brotes fatales frecuentes en Argentina y Brasil y cuya patogenia aún no ha sido completamente esclarecida. Este virus está estrechamente relacionado con el alfaherpesvirus bovino 1 (BoHV1), el cual causa enfermedades respiratorias, abortos, trastornos genitales y, ocasionalmente, encefalitis en el ganado. Aunque ambos virus son neurotrópicos y comparten propiedades biológicas similares, se desconoce el motivo por el cual estos BoHV difieren en su capacidad para causar enfermedades neurológicas. Con el objeto de estudiar diversos aspectos de la neuropatogénesis del BoHV5 y comparar los hallazgos con BoHV1, se obtuvieron muestras de tejido neural de terneros inoculados intranasalmente con BoHV1 y BoHV5 durante la infección aguda, la latencia y la reactivación. Se determinó la distribución del genoma de ambos virus en sistema nervioso observándose que en la infección aguda, la distribución de BoHV1 es más amplia que la de BoHV5, mientras que durante la latencia y reactivación sólo el genoma de BoHV5 está presente en este tejido. También se analizó la expresión de genes virales representativos de la cinética inmediata temprana (IE), temprana (E) y tardía (L) en los distintos estadios de infección. No se detectó expresión génica viral en tejido nervioso durante la infección aguda de terneros infectados con BoHV1 o BoHV5. En terneros latentemente infectados con BoHV5 se detectó la expresión del gen TK en todos los sectores del sistema nervioso central evaluados y se detectaron genes L en la corteza cerebral y en ganglio trigémino (GT) durante la latencia de BoHV5 y BoHV1, respectivamente, lo cual permite asumir que en este estadio existe cierto nivel de expresión de genes IE que iniciarían la cascada de expresión génica. Durante la etapa de reactivación no se detectó la expresión de genes IE o E en tejido nervioso de bovinos infectados. En esta etapa se detectó la expresión de genes L, gD de BoHV1 y gB de BoHV5. Esto sugiere que la expresión de genes L es un evento clave para que se logre la infección productiva en esta etapa. Por otro lado se evaluaron las variaciones en los niveles de expresión de los receptores tipo toll (TLR) en diferentes regiones del SNC bovino. En general, los resultados de este estudio demostraron que la infección del sistema nervioso por los BoHV estimuló la expresión de los TLR3, TLR7 y TLR8 y no modificó significativamente la expresión de TLR9, y fue posible determinar que la magnitud en la variación de la expresión de los TLR se correlaciona con las manifestaciones clínicas que se pueden observar en cada etapa del ciclo infeccioso de los BoHV. Por otro lado, se analizaron los niveles de expresión de ARNm de ciclinas mediante qRT-PCR, observandose que existen diferencias notables en la modulación de la expresión de ciclinas por BoHV1 y BoHV5, particularmente en GT, el sitio principal de latencia de los alfaherpesvirus. En este trabajo se evaluó la presencia de linfocitos CD8+ citotóxicos mediante inmunohistoquímica y se determinó la expresión de perforina y granzimas en el tejido nervioso. No se detectó una presencia abundante de linfocitos T CD8+. Estos fueron más evidentes durante la infección aguda por BoHV1 y menos evidentes en el GT de los bovinos infectados con BoHV5. Del mismo modo, la ausencia de expresión de perforina y granzimas durante la infección aguda facilitaría la diseminación viral en el tejido nervioso. Durante la latencia de BoHV5, fue posible determinar la expresión de granzima B, lo cual sugiere que antígenos virales mantendrían activos a los linfocitos citotóxicos durante esta etapa. Por último, se analizó la capacidad de BoHV5 para inducir apoptosis en cultivos celulares y en tejido nervioso. Pudiendose observar que BoHV1 tendría más capacidad para inducir apoptosis in vitro e in vivo. Los cambios apoptóticos se corresponden con la capacidad de replicación de las cepas de BoHV1 y BoHV5. En este estudio se demostró que la reactivación molecular espontánea puede ser un evento frecuente en las infecciones por ambos alfaherpesvirus. Se detectó una regulación positiva significativa de todos los TLR después de la infección primaria de los tejidos neurales por ambos BoHV, a excepción de TLR9 que no demostró variaciones significativas. Las diferencias notables en los niveles de ARNm de TLR durante la infección aguda y la reactivación proporcionan evidencia de que la respuesta inmune innata puede estar involucrada en los resultados clínicos observados en cada etapa. Se observaron también, diferencias marcadas entre la inducción in vitro de apoptosis por las cepas BoHV1 Cooper y BoHV5 97/613. Se demostró una asociación entre la magnitud de la replicación de los BoHV y la inducción de apoptosis en el GT. Por otro lado se demostró por primera vez la modulación de BoHV5 sobre la expresión de ciclinas en los tejidos neurales de su hospedador natural. Estos hallazgos sugieren que la inducción de apoptosis y la respuesta inmune innata orquestan el resultado final de la infección por alfaherpesvirus del sistema nervioso bovino.


2019 ◽  
Vol 42 (4) ◽  
pp. 439-447
Author(s):  
Zurisadaí Monroy-González ◽  
Aída Martínez-Hernández

La furostanol glicósido 26-O-β-glucosidasa (F26G) participa en el último paso de la biosíntesis de saponinas esteroidales, lo que escinde la glucosa unida al hidroxilo del C26 del furostanol glucósido para permitir la formación del espirostano. A pesar de la existencia de numerosos estudios que muestran la diversidad estructural y actividad biológica de las saponinas de plantas, así como su reconocido potencial biotecnológico y farmacológico, pocas enzimas participantes en la ruta de biosíntesis de las saponinas esteroidales han sido estudiadas y sólo una enzima nativa tipo F26G ha sido purificada y caracterizada funcionalmente. En este estudio, mediante búsqueda por BLASTX en una base de datos de Agave tequilana Weber var. azul (Agave DB), se identificaron 46 ESTs (Expressed Sequence Tags) de DNA complementario (cDNAs) similares a la F26G de Asparagus officinalis, la mayoría provienen de cDNAs clonados a partir de tejidos florales (anteras y ovarios) o raíz; ambos órganos son productores de saponinas. Entre ellos, se identificaron seis ESTs cuyo alineamiento indica que representan a tres cDNAs diferentes entre sí. Estos ESTs se registraron en la base de datos dbEST de NCBI (National Center for Biotechnology Information), el cual fue el primer registro de secuencias nativas de cDNAs potencialmente codificantes similares a F26G en Agave. El tamaño de los cDNAs clonados y su alineamiento hacia el lado 5’ de las F26G conocidas sugieren que son cDNAs completos. Se diseñaron iniciadores diferenciales específicos para cada tipo de cDNA y se analizó por RT-PCR su expresión en tejidos vegetativos de A. tequilana. Se establecieron protocolos de PCR cuantitativo (qPCR) para estudios posteriores de regulación de su expresión génica. La información aquí reportada servirá como base para estudiar la función, regulación y actividad enzimática de las enzimas clonadas de Agave similares a F26G.


Author(s):  
Derek Toms ◽  
Julang Li ◽  
Hugh Y. Cai

AbstractQuantitative reverse-transcription PCR (qRT-PCR) assays remains the gold standard for detection of the SARS-CoV-2 virus because of its sensitivity and specificity. However, successful design of qRT-PCR assays requires accurate viral genome sequences. With mutations accumulating as the virus is transmitted globally, we sought to compare current assays recommended by the World Health Organization with available SARS-CoV-2 genomic sequences in silico. While most sequences were conserved, there were notable mismatches, particularly in assays developed using early sequences when compared to more recent isolates. We recommend that any assay being evaluated for diagnostic tests be compared with prevalent sequence data from the region of proposed testing and that continued publicly accessible sequence information continue to be provided by the research community.


Author(s):  
Fernando Carlos Gómez-Merino ◽  
Robert Vilchis-Zimuta ◽  
Jericó Jabín Bello-Bello ◽  
Gabriel Alcántar-González ◽  
Libia Iris Trejo-Téllez

Objetivo: El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de las nanopartículas de plata (AgNPs) en la expresión de 17 genes NAC en plantas de arroz (Oryza sativa L.) en invernadero. Plántulas de arroz de 12 d de edad se trasfirieron a un sistema hidropónico. Catorce días después del trasplante se aplicaron los siguientes tratamientos a través de la solución nutritiva: 0, 20, 40 y 80 mg L-1 AgNPs. Cada tratamiento tuvo seis repeticiones en un diseño experimental completamente al azar. De las plantas tratadas y del testigo se extrajo RNA total de vástago, a partir del cual se sintetizó cDNA y se realizó una medición de la expresión génica por la técnica de qRT-PCR. Como gen de referencia se tomó el Factor de elongación 1?, que mostró mayor estabilidad. La expresión relativa de los genes se determinó utilizando el método 2-??Ct, con un valor de expresión diferencial de 2. Resultados: Se encontró que las AgNPs indujeron la expresión de cuatro genes NAC (Os02g56600, Os07g04560, Os12g43530 y Os06g5107) por al menos una dosis de AgNPs probada, y un gen (0s08g10080) mostró represión de la expresión por la presencia de estas nanopartículas en la solución nutritiva. En el gen Os07g04560, la expresión fue dependiente de la concentración de AgNPs, esto es, a mayor concentración de AgNPs en el medio, mayor expresión del gen. Limitaciones: En este estudio no fue posible analizar la expresión de genes NAC en respuesta a AgNPs en otros tejidos y en otras etapas fenológica. Conslusiones: Las nanopartículas de plata afectan diferencialmente la expresión de genes NAC en arroz, lo que corrobora la multifuncionalidad de estos genes en plantas.


2015 ◽  
Vol 9 ◽  
pp. BBI.S21742 ◽  
Author(s):  
Nalini Venkatesan ◽  
Perinkulam Ravi Deepa ◽  
Vikas Khetan ◽  
Subramanian Krishnakumar

Purpose Retinoblastoma (RB), a primary pediatric intraocular tumor, arises from primitive retinal layers. Several novel molecular strategies are being developed for the clinical management of RB. miRNAs are known to regulate cancer-relevant biological processes. Here, the role of selected miRNAs, namely, miR-532-5p and miR-486-3p, has been analyzed for potential therapeutic targeting in RB. Methods A comprehensive bioinformatic analysis was performed to predict the posttranscriptional regulators (miRNAs) of the select panel of genes [Group 1: oncogenes (HMGA2, MYCN, SYK, FASN); Group 2: cancer stem cell markers (TACSTD, ABCG2, CD133, CD44, CD24) and Group 3: cell cycle regulatory proteins (p53, MDM2)] using Microcosm, DIANALAB, miRBase v 18, and REFSEQ database, and RNA hybrid. The expressions of five miRNAs, namely, miR-146b-5p, miR-532-5p, miR-142-5p, miR-328, and miR-486-3p, were analyzed by qRT-PCR on primary RB tumor samples (n = 30; including 17 invasive RB tumors and 13 noninvasive RB tumors). Detailed complementary alignment between 5’ seed sequence of differentially expressed miRNAs and the sequence of target genes was determined. Based on minimum energy level and piCTAR scores, the gene targets were selected. Functional roles of these miRNA clusters were studied by using mimics in cultured RB (Y79, Weri Rb-1) cells in vitro. The gene targets (SYK and FASN) of the studied miRNAs were confirmed by qRT-PCR and western blot analysis. Cell proliferation and apoptotic studies were performed. Results Nearly 1948 miRNAs were identified in the in silico analysis, From this list, only 9 upregulated miRNAs (miR-146b-5p, miR-305, miR-663b, miR-299, miR-532-5p, miR-892b, miR-501, miR-142-5p, and miR-513b) and 10 downregulated miRNAs (miR-1254, miR-328, miR-133a, miR-1287, miR-1299, miR-375, miR-486-3p, miR-720, miR-98, and miR-122*) were found to be common with the RB serum miRNA profile. Downregulation of five miRNAs (miR-146b-5p, miR-532-5p, miR-142-5p, miR-328, and miR-486-3p) was confirmed experimentally. Predicted common oncogene targets (SYK and FASN) of miR-486-3p and miR-532-5p were evaluated for their mRNA and protein expression in these miRNA mimic-treated RB cells. Experimental overexpression of these miRNAs mediated apoptotic cell death without significantly altering the cell cycle in RB cells. Conclusion Key miRNAs in RB pathogenesis were identified by an in silico approach. Downregulation of miR-486-3p and miR-532-5p in primary retinoblastoma tissues implicates their role in tumorigenesis. Prognostic and therapeutic potential of these miRNA was established by the miRNA mimic strategy.


2014 ◽  
Author(s):  
Ελπινίκη Βανδέρα

Οι πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες (PAHs), συγκαταλέγονται στους πιο διαδεδομένους και επίμονους ρυπαντές του περιβάλλοντος με άμεση συνέπεια στην ανθρώπινη υγεία. Για τη βελτιστοποίηση των τεχνικών βιοαποκατάστασης των ρυπασμένων περιοχών, μέσω της εκμετάλλευσης του τεράστιου καταβολικού δυναμικού των μικροοργανισμών, απαραίτητη προϋπόθεση είναι αφενός η αποσαφήνιση των πορειών αποδόμησης των ρυπαντών από χαρακτηρισμένα βακτηριακά στελέχη και αφετέρου η σε βάθος κατανόηση των προσαρμοστικών μηχανισμών που ενεργοποιούνται στα βακτήρια παρουσία των ξενοβιοτικών αυτών ενώσεων. Σκοπός της παρούσης ερευνητικής μελέτης ήταν η αποσαφήνιση της πορείας βιοαποδόμησης του φαινανθρενίου από ένα νέο βακτηριακό στέλεχος, το οποίο αποτελεί νέο είδος του γένους Arthrobacter και έχει ονομαστεί Arthrobacter phenanthrenivorans (Sphe3). Πρόσφατα σε συνεργασία με το Joint Genome Institute (JGI), ολοκληρώθηκε η πλήρης αλληλούχιση του γονιδιώματός του.Μέσω της ανάλυσης in silico του γονιδιώματος, της μελέτης της έκφρασης γονιδίων με την τεχνική qRT-PCR, της υπερέκφρασης πρωτεϊνών, καθώς επίσης και της πρωτεωμικής ανάλυσης με nanoLC/MS-MS σε κύτταρα στελέχους Sphe3 που καλλιεργήθηκαν παρουσία φαινανθρενίου, φθαλικού, γλυκόζης και μίγματος φαινανθρενίου με γλυκόζη, πραγματοποιήθηκε ο χαρακτηρισμός όλων των ενζύμων που εμπλέκονται στην πορεία καταβολισμού του φαινανθρενίου. Πραγματοποιήθηκε ο λειτουργικός χαρακτηρισμός της διοξυγονάσης αρχικής υδροξυλίωσης του φαινανθρενίου, η οποία μάλιστα διαπιστώθηκε οτι εμφανίζει απόλυτη εξειδίκευση ως προς το φαινανθρένιο.Ο λειτουργικός χαρακτηρισμός των δύο γονιδίων της διοξυγονάσης του 1-υδροξυ-2-ναφθοϊκού οξέος ( καταβολικό πλασμίδιο και χρωμόσωμα του στελέχους Sphe3), έδειξε ότι τα ένζυμα που κωδικεύουν ανήκουν στην οικογένεια των cupin πρωτεϊνών και έχουν παρόμοιες καταλυτικές ιδιότητες. Ο περαιτέρω καταβολισμός του 1-υδροξυ-2-ναφθοϊκού οξέος προχωράει είτε μέσω της ortho- είτε μέσω της meta-σχάσης του πρωτοκατεχοϊκού οξέος, όπως φάνηκε από την μελέτη in silico και αποδείχθηκε και από την πρωτεωμική ανάλυση. Η μελέτη των γονιδίων που κωδικεύουν τα ένζυμα της meta-σχάσης σε μεταγραφικό επίπεδο, έδειξε ότι τα γονίδια αυτά συμμεταγράφονται συνιστώντας ένα οργανωμένο οπερόνιο. Πειράματα συν-μεταβολισμού, έδειξαν τη δυνατότητα του στελέχους να συν-καταβολίζει πλήρως το φλουρένιο και το ανθρακένιο και μερικώς το φλουορανθένιο παρουσία του φαινανθρενίου.Τόσο από την πρωτεωμική ανάλυση όσο και από πειράματα qRT-PCR, φαίνεται ότι όλα τα ένζυμα που μετέχουν στην καταβολική πορεία του φαινανθρενίου καταστέλλονται παρουσία της γλυκόζης. Επιπλέον, η πρωτεωμική ανάλυση συνέβαλε και στην κατανόηση των μηχανισμών προσαρμογής του στελέχους Sphe3 παρουσία ξενοβιοτικών ενώσεων. Έτσι, παρουσία των αρωματικών υποστρωμάτων παρατηρήθηκε μεταβολή στα επίπεδα έκφρασης ενζύμων του κεντρικού μεταβολισμού του άνθρακα και του μεταβολισμού των αμινοξέων, πρωτεϊνών μεταφορέων, πρωτεϊνών του κυτταρικού φακέλου και πρωτεϊνών που επάγονται παρουσία καταπόνησης. Η παρούσα πρωτεωμική ανάλυση αποτελεί και την πρώτη μελέτη παρουσία υποστρωμάτων PAHs και γλυκόζης σε στέλεχος Arthrobacter, αφού δεν υπάρχει κάποια πρότερη αναφορά στη διεθνή βιβλιογραφία.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document