Production of chitin-glucan complex by Pichia pastoris

Dissertation for the Degree of Master in Biotechnology

A dieta mediterrânica nos provérbios portugueses

Title: «Mediterranean diet in Portuguese proverbs». Mediterranean diet has been considered Immaterial World Patrimony since December 2013. It is characteristic of basin Mediterranean people (Portugal, Spain, Morocco, Italy, Greece, Cyprus and Croatia) and includes their gastronomy with local products, their traditions, their culture and their healthy lifestyle. Mediterranean diet is passed on from one generation to another mostly orally and it is likewise present in phraseological units, especially in proverbs. This paper analyses Portuguese proverbs aiming to show their importance when transmitting cookingrelated knowledge and information, such as, local ingredients, cooking techniques and the social function, both daily or on holidays. Since the practice of physical exercise is so important for the Mediterranean diet, our study includes physical exercise and relaxation-related proverbs as well.

Cellular reprogramming strategies for degenerative disorders involving the retinal pigment epithelium

RESUMO: A reprogramação celular permite que uma célula somática seja reprogramada para outra célula diferente através da expressão forçada de factores de transcrição (FTs) específicos de determinada linhagem celular, e constitui uma área de investigação emergente nos últimos anos. As células somáticas podem ser experimentalmente manipuladas de modo a obter células estaminais pluripotentes induzidas (CEPi), ou convertidas directamente noutro tipo de célula somática. Estas descobertas inovadoras oferecem oportunidades promissoras para o desenvolvimento de novas terapias de substituição celular e modelos de doença, funcionando também como ferramentas valiosas para o estudo dos mecanismos moleculares que estabelecem a identidade celular e regulam os processos de desenvolvimento. Existem várias doenças degenerativas hereditárias e adquiridas da retina que causam deficiência visual devido a uma disfunção no tecido de suporte da retina, o epitélio pigmentar da retina (EPR). Uma destas doenças é a Coroideremia (CHM), uma doença hereditária monogénica ligada ao cromossoma X causada por mutações que implicam a perda de função duma proteína com funções importantes na regulação do tráfico intracelular. A CHM é caracterizada pela degenerescência progressiva do EPR, assim como dos foto-receptores e da coróide. Resultados experimentais sugerem que o EPR desempenha um papel importante na patogénese da CHM, o que parece indicar uma possível vantagem terapêutica na substituição do EPR nos doentes com CHM. Por outro lado, existe uma lacuna em termos de modelos in vitro de EPR para estudar a CHM, o que pode explicar o ainda desconhecimento dos mecanismos moleculares que explicam a patogénese desta doença. Assim, este trabalho focou-se principalmente na exploração das potencialidades das técnicas de reprogramação celular no contexto das doenças de degenerescência da retina, em particular no caso da CHM. Células de murganho de estirpe selvagem, bem como células derivadas de um ratinho modelo de knockout condicional de Chm, foram convertidos com sucesso em CEPi recorrendo a um sistema lentiviral induzido que permite a expressão forçada dos 4 factores clássicos de reprogramação, a saber Oct4, Sox2, Klf4 e c-Myc. Estas células mostraram ter equivalência morfológica, molecular e funcional a células estaminais embrionárias (CES). As CEPi obtidas foram seguidamente submetidas a protocolos de diferenciação com o objectivo final de obter células do EPR. Os resultados promissores obtidos revelam a possibilidade de gerar um valioso modelo de EPR-CHM para estudos in vitro. Em alternativa, a conversão directa de linhagens partindo de fibroblastos para obter células do EPR foi também abordada. Uma vasta gama de ferramentas moleculares foi gerada de modo a implementar uma estratégia mediada por FTs-chave, seleccionados devido ao seu papel fundamental no desenvolvimento embrionário e especificação do EPR. Conjuntos de 10 ou menos FTs foram usados para transduzir fibroblastos, que adquiriram morfologia pigmentada e expressão de alguns marcadores específicos do EPR. Adicionalmente, observou-se a activação de regiões promotoras de genes específicos de EPR, indicando que a identidade transcricional das células foi alterada no sentido pretendido. Em conclusão, avanços significativos foram atingidos no sentido da implementação de tecnologias de reprogramação celular já estabelecidas, bem como na concepção de novas estratégias inovadoras. Metodologias de reprogramação, quer para pluripotência, quer via conversão directa, foram aplicadas com o objectivo final de gerar células do EPR. O trabalho aqui descrito abre novos caminhos para o estabelecimento de terapias de substituição celular e, de uma maneira mais directa, levanta a possibilidade de modelar doenças degenerativas da retina com disfunção do EPR numa placa de petri, em particular no caso da CHM.---------------ABSTRACT: Cellular reprogramming is an emerging research field in which a somatic cell is reprogrammed into a different cell type by forcing the expression of lineage-specific transcription factors (TFs). Cellular identities can be manipulated using experimental techniques with the attainment of pluripotency properties and the generation of induced Pluripotent Stem (iPS) cells, or the direct conversion of one somatic cell into another somatic cell type. These pioneering discoveries offer new unprecedented opportunities for the establishment of novel cell-based therapies and disease models, as well as serving as valuable tools for the study of molecular mechanisms governing cell fate establishment and developmental processes. Several retinal degenerative disorders, inherited and acquired, lead to visual impairment due to an underlying dysfunction of the support cells of the retina, the retinal pigment epithelium (RPE). Choroideremia (CHM), an X-linked monogenic disease caused by a loss of function mutation in a key regulator of intracellular trafficking, is characterized by a progressive degeneration of the RPE and other components of the retina, such as the photoreceptors and the choroid. Evidence suggest that RPE plays an important role in CHM pathogenesis, thus implying that regenerative approaches aiming at rescuing RPE function may be of great benefit for CHM patients. Additionally, lack of appropriate in vitro models has contributed to the still poorly-characterized molecular events in the base of CHM degenerative process. Therefore, the main focus of this work was to explore the potential applications of cellular reprogramming technology in the context of RPE-related retinal degenerations. The generation of mouse iPS cells was established and optimized using an inducible lentiviral system to force the expression of the classic set of TFs, namely Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc. Wild-type cells, as well as cells derived from a conditional knockout (KO) mouse model of Chm, were successfully converted into a pluripotent state, that displayed morphology, molecular and functional equivalence to Embryonic Stem (ES) cells. Generated iPS cells were then subjected to differentiation protocols towards the attainment of a RPE cell fate, with promising results highlighting the possibility of generating a valuable Chm-RPE in vitro model. In alternative, direct lineage conversion of fibroblasts into RPE-like cells was also tackled. A TF-mediated approach was implemented after the generation of a panoply of molecular tools needed for such studies. After transduction with pools of 10 or less TFs, selected for their key role on RPE developmental process and specification, fibroblasts acquired a pigmented morphology and expression of some RPE-specific markers. Additionally, promoter regions of RPE-specific genes were activated indicating that the transcriptional identity of the cells was being altered into the pursued cell fate. In conclusion, highly significant progress was made towards the implementation of already established cellular reprogramming technologies, as well as the designing of new innovative ones. Reprogramming into pluripotency and lineage conversion methodologies were applied to ultimately generate RPE cells. These studies open new avenues for the establishment of cell replacement therapies and, more straightforwardly,raise the possibility of modelling retinal degenerations with underlying RPE defects in apetri dish, particularly CHM.

Antropologia Funerária e Paleobiologia das Populações Pós-Medievais Portuguesas: Os Casos de Nossa Senhora da Anunciada e Espírito Santo

As desigualdades sociais na saúde constituem a problemática abordada nesta dissertação, tendo sido escolhidas para explorar esta questão duas séries esqueléticas – igreja de Nossa Senhora da Anunciada (Setúbal) e capela do Espírito Santo (Loures) – cronologicamente enquadradas no período pós-medieval, entre os séculos XVI e XIX, e cujos indivíduos apresentavam estatutos socioeconómicos diferenciados. Na concretização deste objectivo foi realizada uma primeira abordagem que incidiu no estudo integral – contexto funerário e Paleobiologia – das respectivas séries. Do manancial de resultados obtidos foram seleccionados e explorados na segunda abordagem indicadores de estatuto social e de estatuto biológico (ou esqueléticos de stress fisiológico) capazes de responder à problemática enunciada, procurando demonstrar-se que as desigualdades sociais podem actuar sobre factores fundamentais ao desenvolvimento normal e saúde dos indivíduos, manifestando-se, consequentemente, de forma diferencial entre indivíduos de estatutos socioeconómicos contrastantes. A caracterização geral do contexto funerário revelou que no interior da igreja de N. Sra. da Anunciada, localizada no bairro do Troino, habitado por um segmento da população socialmente mais desfavorecido, registaram-se 93 inumações primárias e 155 secundárias, as quais foram realizadas em covas abertas no subsolo e revelando a quase ausência de espólio votivo e de caixão. Por outro lado, na capela do Espírito Santo foram exumadas 46 inumações primárias e 30 secundárias que foram exclusivamente encontradas em criptas, tendo os indivíduos sido inumados em caixão e identificando-se, igualmente, a presença de espólio votivo associado. A documentação histórica refere o nome de mecenas e benfeitores do respectivo convento com direito a sepultura na sua capela. Na caracterização paleobiológica geral foram revelados os perfis biológicos básicos, tendo sido identificados indivíduos de ambos os sexos e diferentes classes etárias, constatando-se em ambas séries esqueléticas a predominância de indivíduos do sexo feminino. A análise morfológica evidenciou os caracteres discretos e métricos, bem como a estatura dos indivíduos, sendo esta última, igualmente, referida no estudo das desigualdades sociais. Por fim, o estudo paleopatológico revelou a presença de diversas alterações dentárias e ósseas, incluindo condições enquadradas nos indicadores esqueléticos de stress fisiológico. Na segunda abordagem que se centrou no objectivo específico desta investigação, os indicadores de estatuto social – local de inumação, caixão e espólio votivo – mostraram uma associação dos indivíduos com o seu estatuto socioeconómico clara e inequívoca, enquanto os indicadores esqueléticos de stress fisiológico – crescimento, estatura, cáries, perda de dentes ante mortem, hiperostose porótica, cribra orbitalia, hipoplasias lineares do esmalte dentário, formação de osso novo bilateral nas tíbias, fracturas, osteoartrose, discartrose, alterações nas áreas das enteses e DISH – revelaram que a sua interpretação é muito complexa. Concluiu-se que a interpretação das desigualdades sociais na saúde com base em indicadores de estatuto biológico deve ser prudente, já que não é evidente uma associação ii directa com o estatuto socioeconómico dos indivíduos. Esta investigação corroborou a informação histórica e arqueológica que permite aludir ao estatuto socioeconómico dos indivíduos destas séries esqueléticas, mas a associação deste estatuto a uma saúde diferenciada entre grupos revelou-se inconclusiva.

Production of polyhydroxyalkanoates from oil-containing substrates

Different oil-containing substrates, namely, used cooking oil (UCO), fatty acids-byproduct from biodiesel production (FAB) and olive oil deodorizer distillate (OODD) were tested as inexpensive carbon sources for the production of polyhydroxyalkanoates (PHA) using twelve bacterial strains, in batch experiments. The OODD and FAB were exploited for the first time as alternative substrates for PHA production. Among the tested bacterial strains, Cupriavidus necator and Pseudomonas resinovorans exhibited the most promising results, producing poly-3-hydroxybutyrate, P(3HB), form UCO and OODD and mcl-PHA mainly composed of 3-hydroxyoctanoate (3HO) and 3-hydroxydecanoate (3HD) monomers from OODD, respectively. Afterwards, these bacterial strains were cultivated in bioreactor. C. necator were cultivated in bioreactor using UCO as carbon source. Different feeding strategies were tested for the bioreactor cultivation of C. necator, namely, batch, exponential feeding and DO-stat mode. The highest overall PHA productivity (12.6±0.78 g L-1 day-1) was obtained using DO-stat mode. Apparently, the different feeding regimes had no impact on polymer thermal properties. However, differences in polymer‟s molecular mass distribution were observed. C. necator was also tested in batch and fed-batch modes using a different type of oil-containing substrate, extracted from spent coffee grounds (SCG) by super critical carbon dioxide (sc-CO2). Under fed-batch mode (DO-stat), the overall PHA productivity were 4.7 g L-1 day-1 with a storage yield of 0.77 g g-1. Results showed that SCG can be a bioresource for production of PHA with interesting properties. Furthermore, P. resinovorans was cultivated using OODD as substrate in bioreactor under fed-batch mode (pulse feeding regime). The polymer was highly amorphous, as shown by its low crystallinity of 6±0.2%, with low melting and glass transition temperatures of 36±1.2 and -16±0.8 ºC, respectively. Due to its sticky behavior at room temperature, adhesiveness and mechanical properties were also studied. Its shear bond strength for wood (67±9.4 kPa) and glass (65±7.3 kPa) suggests it may be used for the development of biobased glues. Bioreactor operation and monitoring with oil-containing substrates is very challenging, since this substrate is water immiscible. Thus, near-infrared spectroscopy (NIR) was implemented for online monitoring of the C. necator cultivation with UCO, using a transflectance probe. Partial least squares (PLS) regression was applied to relate NIR spectra with biomass, UCO and PHA concentrations in the broth. The NIR predictions were compared with values obtained by offline reference methods. Prediction errors to these parameters were 1.18 g L-1, 2.37 g L-1 and 1.58 g L-1 for biomass, UCO and PHA, respectively, which indicates the suitability of the NIR spectroscopy method for online monitoring and as a method to assist bioreactor control. UCO and OODD are low cost substrates with potential to be used in PHA batch and fed-batch production. The use of NIR in this bioprocess also opened an opportunity for optimization and control of PHA production process.

Vivências do Quotidiano do Hospital Real de Todos-os-Santos (Lisboa) : os contextos do poço SE do claustro NE

As intervenções arqueológicas concretizadas entre 1999-2001 permitiram o reconhecimento de contextos referentes ao Hospital Real de Todos-os-Santos, nomeadamente o claustro NE, bem como uma estrutura hidráulica no seu perímetro interno. A identificação do espólio cerâmico e vítreo aqui descartado permite, numa primeira fase, a aferição cronológica e tipológica destes e, consequentemente, do perfil funcional (utilitário, de cozinha e medicinal), numa tentativa de padronização do conjunto arte factual no edifício hospitalar e na cidade de Lisboa. Num segundo estágio, pretendese obter uma leitura concreta no que concerne ao período de utilização desta estrutura, indo de encontro às distintas áreas a vigorar no espaço claustral.