Navegando por Autor "Coelho, Diego Marques"
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TCC Análise in silico de potenciais alvos do fator de transcrição zenk em um modelo de aprendizado vocal(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-09-17) Andrade, Abraão Lucas Pereira de; Velho, Tarciso André Ferreira; http://lattes.cnpq.br/8194534389725093; http://lattes.cnpq.br/3930478652421758; Sequerra, Eduardo Bouth; http://lattes.cnpq.br/2028204211415978; Coelho, Diego Marques; http://lattes.cnpq.br/2074007934768692A formação da memória requer a expressão gênica desencadeada pela atividade neuronal. Esta resposta inclui uma série de genes dependentes de atividade, tidos como mediadores das mudanças necessárias para a consolidação e manutenção da memória. Entre esses genes, o zenk (também conhecido como egr1) foi um dos primeiros exemplos de gene regulado pelo comportamento e, desde então, foi associado à formação da memória em roedores. No entanto, o papel desse gene no aprendizado vocal, o exato comportamento no qual foi descoberto como dependente de atividade pela primeira vez, permanece indefinido. Como o zenk codifica um fator de transcrição que deve exercer seus efeitos através da regulação de alvos a jusante, no presente trabalho procuramos identificar computacionalmente seus locais de ligação putativos no genoma do mandarim diamante (Taeniopygia guttata). Para isso, usamos uma ferramenta de varredura de motivo, chamada FIMO (Find Individual Motif Occurrences), para identificar milhares de sites-alvo potenciais em regiões promotoras. Em seguida, restringimos a lista de genesalvo a genes regulados durante o canto em uma região que é central para o aprendizado e produção vocal, o HVC. Nossos resultados mostram que, dentro dessa lista restrita, os sítios de ligação de ZENK estavam presentes em 64% dos genes, o maior enriquecimento entre todos os 122 fatores de transcrição analisados. Além disso, observamos uma sobreposição significativa entre os alvos putativos de ZENK e dois outros fatores de transcrição, KLF4 e NR2C2, levantando a possibilidade de interações até então desconhecidas entre eles. Ao todo, nossos resultados in silico indicam que ZENK tem o potencial de ser um regulador chave na resposta transcricional em neurônios de controle do canto. É importante ressaltar que essas descobertas guiarão experimentos futuros para determinar e, consequentemente, validar os alvos do ZENK in vivo.Artigo Differential expression levels of Sox9 in early neocortical radial glial cells regulate the decision between stem cell maintenance and differentiation(Society for Neuroscience, 2021-08-18) Fabra-Beser, Jaime; Araújo, Jéssica Alves de Medeiros; Coelho, Diego Marques; Goff, Loyal A.; Costa, Marcos Romualdo; Müller, Ulrich; Gil-Sanz, CristinaRadial glial progenitor cells (RGCs) in the dorsal telencephalon directly or indirectly produce excitatory projection neurons and macroglia of the neocortex. Recent evidence shows that the pool of RGCs is more heterogeneous than originally thought and that progenitor subpopulations can generate particular neuronal cell types. Using single-cell RNA sequencing, we have studied gene expression patterns of RGCs with different neurogenic behavior at early stages of cortical development. At this early age, some RGCs rapidly produce postmitotic neurons, whereas others self-renew and undergo neurogenic divisions at a later age. We have identified candidate genes that are differentially expressed among these early RGC subpopulations, including the transcription factor Sox9. Using in utero electroporation in embryonic mice of either sex, we demonstrate that elevated Sox9 expression in progenitors affects RGC cell cycle duration and leads to the generation of upper layer cortical neurons. Our data thus reveal molecular differences between progenitor cells with different neurogenic behavior at early stages of corticogenesis and indicates that Sox9 is critical for the maintenance of RGCs to regulate the generation of upper layer neuronsArtigo Differential transcript usage unravels gene expression alterations in Alzheimer’s disease human brains(Springer Science and Business Media LLC, 2021-01-04) Coelho, Diego Marques; Iohan, Lukas da Cruz Carvalho; Farias, Ana Raquel Melo de; Flaig, Amandine; Lambert, Jean-Charles; Costa, Marcos RomualdoAlzheimer’s disease (AD) is the leading cause of dementia in aging individuals. Yet, the pathophysiological processes involved in AD onset and progression are still poorly understood. Among numerous strategies, a comprehensive overview of gene expression alterations in the diseased brain could contribute for a better understanding of the AD pathology. In this work, we probed the differential expression of genes in different brain regions of healthy and AD adult subjects using data from three large transcriptomic studies: Mayo Clinic, Mount Sinai Brain Bank (MSBB), and ROSMAP. Using a combination of differential expression of gene and isoform switch analyses, we provide a detailed landscape of gene expression alterations in the temporal and frontal lobes, harboring brain areas affected at early and late stages of the AD pathology, respectively. Next, we took advantage of an indirect approach to assign the complex gene expression changes revealed in bulk RNAseq to individual cell types/subtypes of the adult brain. This strategy allowed us to identify previously overlooked gene expression changes in the brain of AD patients. Among these alterations, we show isoform switches in the AD causal gene amyloid-beta precursor protein (APP) and the risk gene bridging integrator 1 (BIN1), which could have important functional consequences in neuronal cells. Altogether, our work proposes a novel integrative strategy to analyze RNAseq data in AD and other neurodegenerative diseases based on both gene/transcript expression and regional/cell-type specificitiesArtigo Evidence of müller glia conversion into retina ganglion cells using neurogenin2(2018-11-12) Guimarães, Roberta Pereira de Melo; Landeira, Bruna Soares; Coelho, Diego Marques; Golbert, Daiane Cristina Ferreira; Silveira, Mariana S.; Linden, Rafael; Reis, Ricardo A. de Melo; Costa, Marcos RomualdoDegenerative retinopathies are the leading causes of irreversible visual impairment in the elderly, affecting hundreds of millions of patients. Müller glia cells (MGC), the main type of glia found in the vertebrate retina, can resume proliferation in the rodent adult injured retina but contribute weakly to tissue repair when compared to zebrafish retina. However, postnatal and adult mouse MGC can be genetically reprogrammed through the expression of the transcription factor (TF) Achaete-scute homolog 1 (ASCL1) into induced neurons (iNs), displaying key hallmarks of photoreceptors, bipolar and amacrine cells, which may contribute to regenerate the damaged retina. Here, we show that the TF neurogenin 2 (NEUROG2) is also sufficient to lineage-reprogram postnatal mouse MGC into iNs. The efficiency of MGC lineage conversion by NEUROG2 is similar to that observed after expression of ASCL1 and both TFs induce the generation of functionally active iNs. Treatment of MGC cultures with EGF and FGF2 prior to Neurog2 or Ascl1 expression enhances reprogramming efficiencies, what can be at least partially explained by an increase in the frequency of MGCs expressing sex determining region Y (SRY)-box 2 (SOX2). Transduction of either Neurog2 or Ascl1 led to the upregulation of key retina neuronal genes in MGC-derived iNs, but only NEUROG2 induced a consistent increase in the expression of putative retinal ganglion cell (RGC) genes. Moreover, in vivo electroporation of Neurog2 in late progenitors from the neonatal rat retina, which are transcriptionally similar to MGCs, also induced a shift in the generation of retinal cell subtypes, favoring neuronal differentiation at the expense of MGCs and resuming the generation of RGCs. Altogether, our data indicate that NEUROG2 induces lineage conversion of postnatal rodent MGCs into RGC-like iNs in vitro and resumes the generation of this neuronal type from late progenitors of the retina in vivo.Tese Importância da análise da expressão gênica em tecidos e células-únicas no estudo das neurociências: do desenvolvimento do neocórtex ao estudo da doença de Alzheimer(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-05-31) Coelho, Diego Marques; Costa, Marcos Romualdo; Souza, Sandro José de; ; http://lattes.cnpq.br/8479967495464590; ; http://lattes.cnpq.br/6118493598074445; ; http://lattes.cnpq.br/2074007934768692; Lourenço, Mychael Vinícius da Costa; ; http://lattes.cnpq.br/4749634096638221; Garcez, Patricia Pestana; ; http://lattes.cnpq.br/7284551536353300; Dalmolin, Rodrigo Juliani Siqueira; ; http://lattes.cnpq.br/4065178015615979; Velho, Tarciso André Ferreira; ; http://lattes.cnpq.br/8194534389725093O sequenciamento de RNA mensageiro em larga escala (RNAseq) permite avaliar a diversidade de transcritos expressos em um determinado momento de um sistema biológico. Através da bioinformática, podemos analisar os dados de sequenciamento para obter informações quantitativas sobre a expressão gênica, tais como a expressão diferencial de genes e suas isoformas (splices alternativos). Nesta tese, apresentamos dois estudos independentes que se valeram da bioinformática para obter informações relevantes sobre diferentes fenômenos biológicos. No primeiro caso, nós utilizamos dados de sequenciamento de RNAm em cérebros de pacientes com a doença de Alzheimer para estudar a expressão diferencial de genes e transcritos associadas com a progressão desta doença. Nós demonstramos que a análise de transcritos permite a identificação de alterações gênicas ignoradas em estudos anteriores avaliando apenas a expressão global dos genes. Utilizando dados de sequenciamento de RNAm em células únicas (scRNAseq), nós também mapeamos as alterações da expressão gênica no cérebro de pacientes com a doença de Alzheimer para tipos celulares específicos. Os resultados deste primeiro trabalho contribuem para uma melhor compreensão da patofisiologia da doença de Alzheimer e indicam potenciais alterações moleculares associadas com a doença em tipos celulares individuais. No segundo trabalho desenvolvido nesta tese, nós utilizamos a técnica de scRNAseq para estudar a diversidade de células progenitoras em estágios iniciais do desenvolvimento do neocórtex. Através de análises de expressão diferencial de genes e a utilização de uma abordagem utilizando redes de regulação da expressão gênica, nós identificamos o fator de transcrição Sox9 como um regulador-mestre do comportamento de diferentes subtipos de progenitores neurais. Confirmando estes achados da bioinformática, experimentos genéticos para manipular os níveis de expressão de Sox9 em progenitores neurais demonstraram a importância deste fator de transcrição na regulação da proliferação e diferenciação celular. Em conjunto, os resultados desta tese demonstram a importância da análise transcriptômica através de métodos complementares para uma melhor identificação das alterações da expressão gênica relevantes em diferentes contextos biológicos.Artigo Pyk2 overexpression in postsynaptic neurons blocks amyloid β1-42-induced synaptotoxicity in microfluidic co-cultures(Oxford University Press, 2020-08-28) Kilinc, Devrim; Vreulx, Anaїs-Camille; Mendes, Tiago; Flaig, Amandine; Coelho, Diego Marques; Verschoore, Maxime; Demiautte, Florie; Amouyel, Philippe; Eysert, Fanny; Dourlen, Pierre; Chapuis, Julien; Costa, Marcos Romualdo; Malmanche, Nicolas; Checler, Frédéric; Lambert, Jean-CharlesRecent meta-analyses of genome-wide association studies identified a number of genetic risk factors of Alzheimer’s disease; however, little is known about the mechanisms by which they contribute to the pathological process. As synapse loss is observed at the earliest stage of Alzheimer’s disease, deciphering the impact of Alzheimer’s risk genes on synapse formation and maintenance is of great interest. In this paper, we report a microfluidic co-culture device that physically isolates synapses from pre- and postsynaptic neurons and chronically exposes them to toxic amyloid β peptides secreted by model cell lines overexpressing wild-type or mutated (V717I) amyloid precursor protein. Co-culture with cells overexpressing mutated amyloid precursor protein exposed the synapses of primary hippocampal neurons to amyloid β1-42 molecules at nanomolar concentrations and induced a significant decrease in synaptic connectivity, as evidenced by distance-based assignment of postsynaptic puncta to presynaptic puncta. Treating the cells with antibodies that target different forms of amyloid β suggested that low molecular weight oligomers are the likely culprit. As proof of concept, we demonstrate that overexpression of protein tyrosine kinase 2 beta (Pyk2) –an Alzheimer’s disease genetic risk factor involved in synaptic plasticity and shown to decrease in Alzheimer’s disease brains at gene expression and protein levels– selectively in postsynaptic neurons is protective against amyloid β1-42-induced synaptotoxicity. In summary, our lab-on-a-chip device provides a physiologically-relevant model of Alzheimer’s disease-related synaptotoxicity, optimal for assessing the impact of risk genes in pre- and postsynaptic compartments