Polyglutamine diseases (PolyQ): construction and characterization of yeast models

Dissertação apresentada para a obtenção do Grau de Mestre em Genética Molecular e Biomedicina, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

UMA ABORDAGEM YEAST TWO-HYBRID PARA O ESTUDO DA REPLICAÇÃO E PATOGÉNESE DO VÍRUS DA HEPATITE DELTA

O vírus da hepatite delta (HDV) é o agente etiológico de uma das formas mais graves de hepatite viral e é ainda endémico em diversas regiões do globo, nomeadamente em África, na Amazónia e no Extremo Oriente. O HDV co-infecta ou super-infecta hepatócitos infectados com o vírus da hepatite B (HBV) aumentando em cerca de 10 vezes o risco de cirrose e hepatite fulminante. A associação clínica entre os dois vírus deve-se ao facto do invólucro do HDV ser constituído pelos antigénios de superfície do HBV (HBsAgs) que são necessários para a propagação da infecção. O genoma do HDV é constituído por uma molécula de RNA de cadeia simples, circular, com cerca de 1.7 Kb, que possui cerca de 70% de emparelhamento interno. Foi identificada uma única grelha de leitura aberta (ORF) no RNA viral que codifica para o antigénio delta (HDAg). A ocorrência de um mecanismo de editing do RNA, resulta na expressão de duas formas do HDAg, a pequena (S-HDAg) e a grande (L-HDAg). Várias funções essenciais para a replicação do HDV têm sido atribuídas a ambas as formas do HDAg, sendo a S-HDAg essencial para a acumulação de RNA viral e a L-HDAg responsável pela interacção com os HBsAgs para formar partículas virais. No entanto, dada a simplicidade dos seus componentes, admite-se que a replicação viral depende das interacções estabelecidas entre os HDAgs e factores celulares do hospedeiro. Apesar do número considerável de factores celulares descritos como interactores dos HDAgs ou RNA virais, a importância de muitas destas interacções não foi elucidada e muitas etapas do ciclo de replicação do HDV permanecem pouco claras. Para além disso, dado o número limitado de factores do hospedeiro que estão envolvidos na sua replicação, é muito provável que um número elevado de interactores do HDV permaneça por identificar. Este trabalho teve como objectivo a identificação de proteínas de fígado humano capazes de interagir com os HDAgs, utilizando o sistema yeast Two-Hybrid (YTH). Identificaram-se trinta proteínas com capacidade de interagir com a S-HDAg no sistema YTH, sendo que estas proteínas se encontram envolvidas em diferentes processos celulares. Com base nas características funcionais, foram seleccionadas três destas proteínas e as suas interacções com a S-HDAg foram investigadas com maior detalhe. As três proteínas seleccionadas foram a ribonucleoproteína nuclear heterogénea C (hnRNPC), a embryonic lethal abnormal vision like1 (ELAVL1/HuR) e a proteína 2 de ligação a EBNA1 (EBP2). As duas primeiras são proteínas de ligação a RNA, previamente descritas como envolvidas em processos de replicações de outros vírus com genoma RNA, enquanto a EBP2, é uma proteína de localização preferencialmente nucleolar, tal como por vezes acontece com os HDAgs. As interacções foram analisadas recorrendo a vários ensaios bioquímicos. No caso da hnRNPC e da HuR, após validação no sistema YTH, a capacidade de interacção com a S-HDAg foi confirmada quer in vitro por blot overlay quer in vivo por co-imunoprecipitação em células de hepatoma humano. Nas mesmas células, observou-se uma co-localização considerável entre os HDAgs e os RNAs virais. Finalmente, de modo a investigar a contribuição das proteínas hnRNPC e HuR na replicação do HDV, procedeu-se ao silenciamento destas proteínas pela utilização de short hairpin RNAs (shRNAs) específicos para os mRNAs correspondentes Observou-se que o silenciamento de ambas as proteínas hnRNPC e HuR endógenas, individualmente resultou numa diminuição acentuada nos níveis de expressão dos HDAgs. No que respeita à EBP2, a interacção com a S-HDAg foi confirmada em condições in vitro com recurso a ensaios de blot overlay e de cromatografia de afinidade. A análise por imunofluorescência indirecta e microscopia confocal revelou co-localização elevada entre os HDAgs e a EBP2, principalmente nos nucléolos de células de hepatoma humano. Finalmente, foi ainda utilizado o sistema YTH para estudar os mecanismos de importação dos HDAgs. Assim, este sistema foi utilizado com o propósito de identificar proteínas celulares capazes de interagir com um domínio específico dos HDAgs, o sinal de localização nuclear (NLS). Na pesquisa YTH realizada obtiveram-se 161 clones positivos, sendo que um deles mostrou codificar para a carioferina α4 (KPNA4). A interacção da KPNA4 com a S-HDAg foi reproduzida em condições in vitro através de um ensaio de cromatografia de afinidade tendo sido utilizadas formas recombinantes das duas proteínas. Este trabalho permitiu identificar várias proteínas celulares que interagem com a S-HDAg. Obtiveram-se evidências sugestivas de que algumas das proteínas identificadas podem desempenhar funções importantes no ciclo de replicação do HDV e que abrem novas perspectivas para o estudo do ciclo de replicação do vírus.

Unveiling the mating system and genetic variability in the yeast Kwoniella mangroviensis using molecular approaches

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Genética Molecular e Biomedicina

Yeast as a model system to study genetic and post-translational regulation of metabolic pathways in mammals

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology

Spatiotemporal mechanisms for actomyosin ring assembly and contraction in budding yeast cell division

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Molecular Medicine

Extracting temporal and spatial distributions information about marine mucilage phenomenon based on Modis satellite images; a case study of the Tyrrhenian and the Adriatic Sea, 2010-2012

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Ocorrência, diagnóstico molecular e resistência a antifúngicos de Candida sp. de infecções vaginais em Portugal e Cabo-Verde

Dissertação para a obtenção do Grau de Mestre em Genética Molecular e Biomedicina

Measuring chromosome-end fusions in fission yeast

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Molecular Biology

Studies on the wine spoilage yeast Brettanomyces bruxellensis: 4-ethylphenol production and improved detection

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Valuation of marine and coastal ecosystems: The role of ecological-economic modeling

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Economics from the NOVA – School of Business and Economics

Durability to marine environment of innovative products for consolidation and chromatic reintegration of historical renders

9th International Masonry Conference 2014, 7-9 July, Universidade do Minho, Guimarães

Development of an integrative approach for the characterization of ecological risk on marine transition ecosystems: the Sado Estuary as a case study

Estuaries and other transitional waters are complex ecosystems critically important as nursery and shelter areas for organisms. Also, humans depend on estuaries for multiple socio-economical activities such as urbanism, tourism, heavy industry, (taking advantage of shipping), fisheries and aquaculture, the development of which led to strong historical pressures, with emphasis on pollution. The degradation of estuarine environmental quality implies ecologic, economic and social prejudice, hence the importance of evaluating environmental quality through the identification of stressors and impacts. The Sado Estuary (SW Portugal) holds the characteristics of industrialized estuaries, which results in multiple adverse impacts. Still, it has recently been considered moderately contaminated. In fact, many studies were conducted in the past few years, albeit scattered due to the absence of true biomonitoring programmes. As such, there is a need to integrate the information, in order to obtain a holistic perspective of the area able to assist management and decision-making. As such, a geographical information system (GIS) was created based on sediment contamination and biomarker data collected from a decade-long time-series of publications. Four impacted and a reference areas were identified, characterized by distinct sediment contamination patterns related to different hot spots and diffuse sources of toxicants. The potential risk of sediment-bound toxicants was determined by contrasting the levels of pollutants with available sediment quality guidelines, followed by their integration through the Sediment Quality guideline Quotient (SQG-Q). The SQG-Q estimates per toxicant or class was then subjected to georreferencing and statistical analyses between the five distinct areas and seasons. Biomarker responses were integrated through the Biomarkers Consistency Indice and georreferenced as well through GIS. Overall, in spite of the multiple biological traits surveyed, the biomarker data (from several organisms) are accordant with sediment contamination. The most impacted areas were the shipyard area and adjacent industrial belt, followed by urban and agricultural grounds. It is evident that the estuary, although globally moderately impacted, is very heterogeneous and affected by a cocktail of contaminants, especially metals and polycyclic aromatic hydrocarbon. Although elements (like copper, zinc and even arsenic) may originate from the geology of the hydrographic basin of the Sado River, the majority of the remaining contaminants results from human activities. The present work revealed that the estuary should be divided into distinct biogeographic units, in order to implement effective measures to safeguard environmental quality.

Marine toxins in bivalves: accumulation, kinetics and subcellular responses

Sociedade Polis Litoral Ria Formosa,Projects Quasus and Project Toxigest financed by PROMAR (2007-2013)

Marine Protected Areas (MPAs): Methodologies for assessment

Marine Protected Areas are an effective way of protecting biodiversity, with potential socio-economic benefits including the enhancement of local fisheries and maintenance of ecosystem services. However, local fishing communities often fear short-term revenue losses and thus may oppose marine protected areas creation. This work includes a review of the need of having management effectiveness evaluation and its importance in providing useful information for stakeholders. Therefore, evaluation methodologies are presented and assessed in order to suggest possible approaches to the Berlengas MPA. In this case, an indicator-based approach can be relevant as a starting point, providing already some insights about the management effectiveness of Berlengas MPA. It also supports the development of a more ambitious approach such as a bio-economic model.

Evaluating the potential of yeast strains to produce added value products for the food and/or pharmaceutical industries

This study focus in the valorization of the apple pomace with the main goal of obtaining added value products. For that, hot compressed water technology was used for the extraction of phenolic compounds and hydrolysis of polysaccharides presents in the lignocellulosic structure of apple pomace to obtain simple sugars. The sugars have been utilized as alternative carbon source for growth, lipid accumulation and carotenoids production by five different yeast Yarrowia lipolytica, Rhodotorula mucilaginosa, Rhodotorula glutinis, Rhodosporidium babjevae and Rhodosporidium toruloides. Hydrolysis experiments were carried out with constant pressure of 100 bar, flow rate of 2mL/min and temperatures between 50°C and 250°C. The amount of total sugars present in apple pomace hydrolysates showed maximum values for the hydrolysis temperatures of 110°C and 190°C. In fact, these temperatures revealed the best results regarding the monosaccharides quantities. The amount of 5-HMF and furfural in each hydrolysate varied through the different temperatures. Maximum values for 5-HMF were obtained with 170°C, while furfural showed to be maximum at 210°C. Extraction of phenolic compounds were performed in simultaneously with hydrolysis reactions. Total phenolic compounds (TPC) increased along the temperature, however with small variations between 170°C and 250°C. Hydrolysates were then used as alternative carbon source to yeast growth. R. mucilaginosa shows the highest optical density, with the hydrolysate obtained at 130°C. Carotenoids produced by these yeast scored a total of 7.02μg carotenoids/g cell dry weight, while for the control assay, the same yeast scored 9.31μg caratonoides/g cell dry weight. β-carotene was quantified by HPLC, were 33% of the carotenoid production by R. mucilaginosa with hydrolysate as carbon source, corresponded to β-caroteno.