Positive Epistasis Drives the Acquisition of Multidrug Resistance

The evolution of multiple antibiotic resistance is an increasing global problem. Resistance mutations are known to impair fitness, and the evolution of resistance to multiple drugs depends both on their costs individually and on how they interact-epistasis. Information on the level of epistasis between antibiotic resistance mutations is of key importance to understanding epistasis amongst deleterious alleles, a key theoretical question, and to improving public health measures. Here we show that in an antibiotic-free environment the cost of multiple resistance is smaller than expected, a signature of pervasive positive epistasis among alleles that confer resistance to antibiotics. Competition assays reveal that the cost of resistance to a given antibiotic is dependent on the presence of resistance alleles for other antibiotics. Surprisingly we find that a significant fraction of resistant mutations can be beneficial in certain resistant genetic backgrounds, that some double resistances entail no measurable cost, and that some allelic combinations are hotspots for rapid compensation. These results provide additional insight as to why multi-resistant bacteria are so prevalent and reveal an extra layer of complexity on epistatic patterns previously unrecognized, since it is hidden in genome-wide studies of genetic interactions using gene knockouts.

Auxiliary mechanisms for telerobotics

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

4Sensing - decentralized processing for participatory sensing data

Trabalho apresentado no âmbito do Mestrado em Engenharia Informática, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática.

Modelling a cable structure for a new wind energy production device

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica Especialização em Concepção e Produção

O2/CO2-sensitive cyclic AMP-signalling pathway in peripheral chemoreceptors

RESUMO: O corpo carotídeo (CB) é um pequeno órgão sensível a variações na PaO2, PaCO2 e pH. As células tipo I (células glómicas) do corpo carotídeo, as unidades sensoriais deste órgão, libertam neurotransmissores em resposta às variações dos gases arteriais. Estes neurotransmissores atuam quer em recetores pré-sinápticos, localizados nas células tipo I, quer em recetores póssinápticos, localizados nas terminações do nervo do seio carotídeo, ou em ambos. A activação dos recetores pré-sinápticos modula a atividade do corpo carotídeo, enquanto que, a activação dos recetores pós-sinápticos, de carater excitatório, desencadeia um aumento da frequência de descarga das fibras do CSN, com subsequente despolarização dos neurónios do gânglio petroso, e posterior despolarização de um grupo específico de neurónios do centro respiratório central, desencadeando, como resposta final, hiperventilação. Estes recetores pré- e pós-sinápticos podem ser classificados em ionotrópicos ou metabotrópicos, estando os últimos acoplados a adenilatos ciclases transmembranares (tmAC). O mecanismo exato pelo qual as variações dos gases arteriais são detetadas pelo CB não se encontra ainda completamente elucidado, mas tem sido sugerido que alterações nos níveis de cAMP estejam associadas ao mecanismo de deteção de variações de O2 e CO2. Os níveis de cAMP podem ser regulados através da sua via de síntese, mediada por dois tipos de adenilatos ciclases: tmAC sensível aos eurotransmissores e adenilato ciclase solúvel (sAC)sensível a variações de HCO3/CO2, e pela sua via de degradação mediada por fosfodiesterases. A via de degradação do cAMP pode ser manipulada farmacologicamente, funcionando enquanto alvo terapêutico para o tratamento de patologias do foro respiratório (e.g. asma, hipertensão pulmonar, doença pulmonar obstructiva crónica e apneia do sono), que induzem um aumento da actividade do CB.O trabalho descrito nesta dissertação partiu da hipótese de que a actividade do CB é manipulada por fármacos, que interferem com a via de sinalização do cAMP, tendo sido nosso objectivo geral, investigar o papel do cAMP na quimiotransdução do CB de rato, e determinar se a actividade dos enzimas responsáveis pela via de sinalização do cAMP é ou não regulada por variações de O2/CO2. Assim, a relevância deste trabalho é a de estudar e identificar possíveis alvos moleculares (sAC, isoformas de tmAC e PDE) com potencial para serem usados no tratamento de patologias relacionadas com o controlo respiratório. A primeira parte do presente trabalho, centrou-se na caracterização farmacológica da PDE4 no CB e em tecidos não quimiorecetores (e.g. gânglio cervical superior e artérias carótidas), e na observação do efeito de hipóxia aguda na acumulação dos níveis de cAMP, induzidos pelos inibidores de PDE, nestes tecidos. A quantificação de cAMP foi efectuada por técnica imunoenzimática (EIA), tendo sido elaboradas curvas de dose-resposta para os efeitos de inibidores, não específicos (IBMX) e específicos para a PDE2 e PDE4 (EHNA, Rolipram e Ro 20-1724), nos níveis de cAMP acumulados, em situações de normóxia (20%O2/5%CO2) e hipóxia (5%O2/5%CO2). A caracterização das PDE no gânglio cervical superior foi aprofundada, utilizando-se a técnica de transferência de energia de ressonância por fluorescência (FRET) em culturas primárias de neurónios, na presença de inibidores não específicos (IBMX) e específicos para a PDE3 e PDE4 (milrinone e rolipram, respetivamente). Foram igualmente estudadas, através de RT-qPCR, as alterações na expressão de PDE3A-B e PDE4A-D, no gânglio cervical superior, em resposta a diferentes percentagens de oxigénio. Na segunda parte do trabalho investigou-se a via de síntese do cAMP no CB em resposta a variações na concentração de HCO3/CO2. Em concreto, o protocolo experimental centrou-se na caracterização da sAC, dado que a sua actividade é regulada por variações de HCO3/CO2. A caracterização da expressão e regulação da sAC, em resposta a variações de HCO3/CO2 ,foi efectuada no CB e em tecidos não quimioreceptores periféricos (e.g. gânglio cervical superior, petroso e nodoso) por qRT-PCR. A actividade deste enzima foi caracterizada indirectamente através da quantificação dos níveis de cAMP (quantificação por EIA), induzidos por diferentes concentrações de HCO3/CO2, na presença de MDL-12,33-A, um inibidore da tmAC. A expressão das isoformas da tmAC no CB e gânglio petroso foi determinada por RT-qPCR. Adicionalmente, estudámos a contribuição relativa da tmAC e sAC no mecanismo de sensibilidade ao CO2 no CB. Para o efeito foram estudadas as alterações: 1) nos níveis de cAMP (quantificado por EIA) na presença de diferentes concentrações de HCO3/CO2 e ao longo do tempo (5-30 min); 2) na ativação da proteína cinase A (PKA, FRET baseado em sensores) em células tipo I do CB; e 3) na frequência de descarga do CSN (registos) na presença e ausência de ativadores e inibidores da sAC,tmAC e PKA. Por último, foi caracterizada a expressão e actividade da sAC nos quimioreceptors centrais (locus ceruleus, rafe e medula ventro-lateral) através de técnicas de RT-qPCR e EIA. A expressão das isoformas da tmAC foi aprofundada no locus coeruleus através de RT-qPCR. Por fim, comparámos a contribuição da tmAC e sAC nos níveis de cAMP no locus coeruleus em condições de normocapnia e hipercapnia.O nosso trabalho teve os seguintes resultados principais: 1) PDE4 está funcional no corpo carotídeo, artérias carótidas e gânglio cervical superior de rato, embora a PDE2 só se encontre funcional neste último; 2) Os efeitos dos inibidores de PDE nos níveis de acumulação de cAMP foram exacerbados em situações de hipóxia aguda no CB e artérias carótidas, mas foram atenuados no gânglio cervical superior; 3) No gânglio cervical superior, diferentes tipos de células apresentaram uma caracterização específica de PDEs, sugerindo uma subpopulação de células neste gânglio com funções fisiológicas distintas; 4) Embora todas as isoformas de PDE4 e PDE3 estivessem presentes no gânglio, a PDE3a, PDE4b e a PDE4d foram as isoformas mais expressas. Por outro lado, incubações de gânglio cervical superior, em diferentes percentagens de oxigénio, não alteraram (não regularam) significativamente a expressão das diferentes isoformas de PDE neste órgão; 5) a sAC encontra-se expressa e funcional no CB e nos quimiorecetores centrais estudados (locus coeruleus, rafe e medula ventrolateral). A sAC apresenta maior expressão no CB comparativamente aos restantes orgãos estudados, exceptuando os testículos, orgão controlo. Variações de HCO3/CO2 de 0/0 para 24/5 aumentaram os níveis de cAMP no CB e quimiorecetores centrais, tendo sido o aumento mais significativo observado no CB. Concentrações acima dos 24mM HCO3/5%CO2 não induziram alterações nos níveis de cAMP, sugerindo que a actividade da sAC se encontra saturada em condições fisiológicas (normocapnia) e que este enzima não desempenha qualquer papel na deteção de situações de hipercapnia; 6) No CB, a expressão das isoformas tmAC1, tmAC4, tmAC6 e tmAC9 é mais elevada comparativamente à expressão da sAC; 7) Utilizamos diferentes inibidores da tmAC (MDL 12-330A, 500μM, 2’5’-ddADO, 30-300μM, SQ 22536, 200μM) e da sAC (KH7, 10-100μM) para estudar a contribuição relativa destes enzimas na acumulação do cAMP no CB. Tanto a tmAC como a sAC contribuem para a acumulação dos níveis de cAMP em condições de hipercapnia. Contudo, existe um maior efeito destes inibidores nas condições de 12 mM HCO3/2.5%CO2 do que em condições de normocapnia e hipercapnia, sugerindo um papel relevante destes enzimas na atividade do CB em situações de hipocapnia; 8) Não se observaram variações nos níveis de cAMP em resposta a diferentes concentrações de HCO3/CO2 ao longo do tempo (5-30 min). O efeito inibitório induzido por ddADO e KH7 foi sobreponível após 5 ou 30 minutos de incubação em todas as concentrações de HCO3/CO2 estudadas; 9) Por último, verificou-se um aumento na frequência da descarga do nervo do seio carotídeo entre as condições de normocapnia e hipercapnia acídica. Ao contrário do KH7 (10μM), o 2’5’-ddADO reduziu significativamente a frequência de descarga do nervo, quer em condições de normocapnia quer de hipercapnia acídica. Contudo, não se verificou aumento na frequência de descarga do nervo entre normocapnia e hipercapnia isohídrica, sugerindo que a sensibilidade à hipercapnia no CB é mediada por variações de pH. Em conclusão, os resultados decorrentes deste trabalho permitiram demonstrar que, embora os enzimas que medeiam a via de sinalização do cAMP possam ser bons alvos terapêuticos em condições particulares, a sua actividade não é específica para o CB. Os resultados sugerem ainda que o cAMP não é um mediador específico da transdução à hipercapnia neste orgão. Contudo, os nossos resultados demonstraram que os níveis de cAMP são mais elevados em condições fisiológicas, o que sugere que o cAMP possa ter uma função homeostática neste orgão. Por último, o presente trabalho demonstrou que os aumentos de cAMP descritos por outros em condições de hipercapnia, não são observáveis quando o pH se encontra controlado. ------------------ ABSTRACT: The work presented in this dissertation was aimed to establish how specific is cAMP-signaling pathways in the CB mainly in different CO2 conditions and how O2 concentrations alter/drives the manipulation of cAMP signaling in the CB. The experimental studies included in this thesis sought to investigate the role of cAMP in the rat CB chemotransduction mechanisms and to determine whether the enzymes that participate in cAMP signal transduction in the CB are regulated by O2/CO2. We characterized the enzymes involved in the cAMP-signaling pathway in the CB (sAC, tmAC, PDE) under different O2/CO2 conditions. Our results demonstrated that many of these enzymes are involved in CO2/O2 sensing and while they may be useful in treating conditions with alterations in CO2/O2 sensing,they will not be specific to chemoreception within the CB: 1) PDE4 is ubiquitously expressed in CB and non-chemoreceptor related tissues and their affinity to inhibitors change with O2 tensions in both CB and carotid arteries, and 2) sAC and tmAC are expressed in peripheral and central chemo- and non-chemoreceptor tissues and their effect on cAMP levels do not change between normocapnic and isohydric hypercapnic conditions. Our results provide evidence against a specific role of cAMP as a mediator for O2 and CO2 chemotransduction in the rat CB and emphasized the role of pH in CO2 sensitivity of the CB. Furthermore, our results demonstrate that cAMP levels are maintained higher under physiological conditions, supporting recent finding from our lab, which all together suggests that cAMP has a homeostatic function in this organ.

Carbon prices. Dynamic analysis of European and Californian markets

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Alterações Climáticas e Políticas de Desenvolvimento Sustentável

Héraldique des sceaux du clergé séculier portugais au Moyen Âge

Ce n’est que dans les dernières années que l’héraldique au Portugal a entamé le processus de rénovation qui, en France, a commencé il y a déjà quelques décennies. Dans ce processus, l’étude de l’héraldique médiévale a été peu contemplé, restant pratiquement à faire, en bonne partir dû à l’absence d’armoriaux antérieurs au XVe siècle qui permettent de connaître les armes utilisées par les familles et les diverses entités portugaises. Pour cette raison, les sceaux portant des représentations héraldiques ont une importance extrême, car ils constituent très fréquemment la seule source pour l’étude des armoiries, ayant en plus l’avantage d’être datés avec précision et liées à des personnages ou entités qui sont connues. Cependant, la sigillographie portugaise se trouve aussi dans une phase de son évolution qui, n’étant plus embryonnaire, est encore une phase de formation. Il nous manque des catalogues, des dépouillages systématiques, des études approfondies qui permettent aux héraldistes de faire leurs recherches. C’est dans ce contexte qui est née ce partenariat entre deux médiévalistes très intéressés à la sigillographie et un spécialiste d’héraldique, qui ensemble ont décidé d’entamer l’étude des origines des représentations héraldiques dans les sceaux portugais, en commençant par les sceaux du clergé séculier, qui constitue le sujet par excellence de la recherche des deux historiens. Dans ce vaste univers sigillaire, qui concerne des personnes d’une grande variété d’origines sociales, y compris la noblesse et la riche bourgeoisie urbaine, les éléments héraldiques semblent avoir émergé seulement à partir de la fin du XIIIe siècle, et d’une façon timide. Le XIVe siècle assiste à sa diffusion dans les sceaux d’évêques, dignités et chanoines, mais ce n’est qu’au XVe siècle que l’héraldique s’impose, gagnant même une place primordiale dans quelques représentations sigillographiques. Le but de cette communication sera donc l’analyse du processus d’héraldisation des sceaux du clergé séculier portugais, entre les dernières décennies du XIIIe et le XVe siècle, pour évaluer comme s’est procédé, dans le cas portugais, le phénomène d’«acculturation héraldique» de l’emblématique épiscopale et cléricale.

Young audiences and fans of celebrities in Portugal

While young people are not the exclusive audience of celebrity culture, they certainly take up a special place within this commercial media culture and are often evoked as a justification for media producers pursuing more commercial strategies, some of which involve the use of celebrity material. However, that is precisely what often drives young people away from the media (Buckingham 2000). We propose to analyse the relationship between young people and celebrity culture in Portugal to throw into the spotlight the interaction between global and local cultures while simultaneously, through reaching out beyond the most visible fans, we seek to assess the complex, ambiguous and varying attitudes young audiences display towards celebrity.

Improving downstream processing for viral vectors and viral vaccines

Viral vectors are playing an increasingly important role in the vaccine and gene therapy elds. The broad spectrum of potential applications, together with expanding medical markets, drives the e orts to improve the production processes for viral vaccines and viral vectors. Developing countries, in particular, are becoming the main vaccine market. It is thus critical to decrease the cost per dose, which is only achievable by improving the production process. In particular advances in the upstream processing have substantially increased bioreactor yields, shifting the bioprocess bottlenecks towards the downstream processing. The work presented in this thesis aimed to develop new processes for adenoviruses puri cation. The use of state-of-the-art technology combined with innovative continuous processes contributed to build robust and cost-e ective strategies for puri cation of complex biopharmaceuticals.(...)

Empirical evidences on voluntary delisting phenomenon

The paper studies what drives firms to voluntary delist from capital markets and what differs in firms’ behavior and fundamentals between public-to-private transactions and M&A deals with listed corporations. Moreover, I study the relationship between ownership percentage in controlling shareholders’ hands and cumulative returns around the delisting public announcement. I perform my tests both for the Italian and the US markets and I compare the findings to better understand how the phenomenon works in these different institutional environments. Consistent with my expectations, I find that the likelihood of delisting is mainly related to size, underperformance and undervaluation, while shareholders are more rewarded when their companies are involved in PTP transactions than in M&As with public firms.

The Portuguese contemporary art as an investment

In this paper we investigate what drives the prices of Portuguese contemporary art at auction and explore the potential of art as an asset. Based on a hedonic prices model we construct an Art Price Index as a proxy for the Portuguese contemporary art market over the period of 1994 to 2014. A performance analysis suggests that art underperforms the S&P500 but overperforms the Portuguese stock market and American Government bonds. However, It does it at the cost of higher risk. Results also show that art as low correlation with financial markets, evidencing some potential in risk mitigation when added to traditional equity portfolios.

Modeling and forecasting value-at-risk for the Portuguese stock market

The aim of this work project is to find a model that is able to accurately forecast the daily Value-at-Risk for PSI-20 Index, independently of the market conditions, in order to expand empirical literature for the Portuguese stock market. Hence, two subsamples, representing more and less volatile periods, were modeled through unconditional and conditional volatility models (because it is what drives returns). All models were evaluated through Kupiec’s and Christoffersen’s tests, by comparing forecasts with actual results. Using an out-of-sample of 204 observations, it was found that a GARCH(1,1) is an accurate model for our purposes.

Money never sleeps – overnight returns in equity markets

The present research analyses overnight returns’ outperformance in relation to daytime returns. In a first stage, it will be assessed whether these returns are robust throughout time, markets and across different scopes of analysis (e.g. weekdays, months, states of the economy). In a second stage, several hypothesis will be empirically tested, in an attempt to understand what drives non-trading period returns (e.g. liquidity, market volatility). Even though several authors have analysed overnight returns and suggested several explanatory factors, there seems to be no consensus in the literature regarding its drivers.

Asking why

The growth of a solid, knowledge-intensive firm, OutSystems—an IT company recognized in 2003 by Fortune magazine as one of the most promising start-ups in the world—is accompanied by efforts to create a strong culture that preserves the traits that have driven OutSystems’ success and that drives innovation, adaptability, high performance, and accountability. The lessons OutSystems learned from previous international experiences are presented along with its latest growth model of branded local partners. The case study is intended to introduce concepts related to organizational culture, traits of cultures that drive innovation, national versus organizational culture, and the challenges of globalization. It is designed to be used in Organizational Behavior classes and is appropriate for MBA- and Master’s-level courses in the area of management. It is suggested as a guideline for 60- to 90-minute classes. Participants are invited to discuss the importance of organizational cultures and their fit with the company strategy. Participants are also encouraged to brainstorm about the best approach to face OutSystems’ new stage of growth, specifically the advantages and consequences of growing as a metanational company. Finally, in the conclusion, the most relevant findings taken from the discussions proposed are revisited: The importance of an organizational culture adapted to the market needs and the potential of innovation behind metanational companies. Other considerations are made about: how the case illustrates the importance of leadership, group age, and group size in the process of building a culture; and how OutSystems’ culture solves the apparent contradiction behind adaptable culture.

Finding the hidden influencers

This thesis is a first step in the search for the characteristics of funders, and the underlying motivation that drives them to participate in crowdfunding. The purpose of the study is to identify demographics and psychographics that influence a funder’s willingness to financially support a crowdfunding project (WFS). Crowdfunding, crowdsourcing and donation literature are combined to create a conceptual model in which age, gender, altruism and income, together with several control variables, are expected to have an influence on a funder’s WFS. Primary data collection was conducted using a survey, and a dataset of 175 potential crowdfunders was created. The data is analysed using a multiple regression and provided several interesting results. First of all, age and gender have a significant effect on WFS, males and young adults until the age of 30 have a higher intention to give money to crowdfunding projects. Second, altruism is significantly positively related to WFS, meaning that the funders do not just care about the potential rewards they could receive, but also about the benefits that they create for the entrepreneur and the people affected by the crowdfunding project. Third, the moderation effect of income was found to be insignificant in this model. It shows that income does not affect the strength of the relationship between the age, gender and altruism, and WFS. This study provides important theoretical contributions by, to the best of my knowledge, being the first study to quantitatively investigate the characteristics of funders and using the funder as the unit of analysis. Moreover, the study provides important insights for entrepreneurs who wish to target the crowd better in order to attract and retain more funders, thereby increasing the chance of success of their project.