Visualization of clusters in geo-referenced data using three-dimensional self-organizing maps

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Estatística e Gestão de Informação

Incidência do cancro do estômago e do pulmão : um estudo espacio-temporal na região sul de Portugal Continental entre 2000-2008

RESUMO - Enquadramento/Objectivos: As doenças oncológicas constituem a segunda causa de morte em Portugal, e têm um profundo impacto psicossocial, não só pela sua elevada incidência e mortalidade mas também pelos enormes custos envolvidos na sua prevenção, tratamento e reabilitação. De acordo com estudos anteriores, existem disparidades geográficas na incidência da doença oncológica. É por isso indispensável caracterizar e analisar as diferentes distribuições espaciais no tempo e no espaço, para controlar a doença e promover a saúde, contribuindo ao mesmo tempo para uma melhor compreensão da etiologia da doença. Este projecto compreende 3 objectivos principais que são: a caracterização de distribuição espacio-temporal do cancro do pulmão e do cancro do estômago, separadamente e em conjunto, na região sul de Portugal Continental (abrangida pelo ROR-Sul) no espaço temporal de 2000 a 2008, procurando identificar potenciais áreas de risco no desenvolvimento destes tumores. Metodologia: Numa primeira fase realizou-se um estudo descritivo das taxas de incidência dos tumores aqui retratados por idades, por sexo, por ano e por distritos. Posteriormente com o objectivo de identificar a presença de áreas de elevada incidência, procedeu-se à análise de clustering espacio-temporal das taxas de incidência ao nível dos concelhos na região do estudo, em 2000-2008. Resultados: Os resultados da análise descritiva revelaram que ambos os tumores são mais incidentes nos homens do que nas mulheres e que estes são igualmente mais incidentes em pessoas com mais de 75 anos. A análise de clustering espacio temporal permitiu verificar a existência um padrão geográfico heterogéneo da incidência de ambos os tumores, da qual resultaram 3 clusters para o cancro do estômago e 2 clusters para o cancro do pulmão (p <0,001). Os clusters do estômago pertencem maioritariamente à região do Alentejo e os clusters do cancro do pulmão à região da grande Lisboa. Conclusões: Os resultados da análise de clustering demonstraram um padrão heterogéneo da distribuição da incidência dos dois cancros na região e período temporal do estudo. As zonas identificadas de elevado risco são diferentes para ambos o tumores. A região que apresenta maior risco para o desenvolvimento do cancro do estômago é o Alentejo e do pulmão é o distrito de Lisboa.

Behavioral and synaptic circuit analysis in models of neuropsychiatric disorders: Dissecting the in vivo role of the postsynaptic density proteins nArgBP2 and Shank3 using genetic engineered mice

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology

Genetic and functional analysis of the bacillus subtilis BSP1 gam cluster

Mannans (linear mannan, glucomannan, galactomannan and galactoglucomannan) are the major constituents of the hemicellulose fraction in softwoods and show great importance as a renewable resource for fuel or feedstock applications. As complex polysaccharides, mannans can only be degraded through a synergistic action of different mannan-degrading enzymes, mannanases. Microbial mannanases are mainly extracellular enzymes that can act in wide range of pH and temperature, contributing to pulp and paper, pharmaceutical, food and feed, oil and textile successful industrial applications. Knowing and controlling these microbial mannan-degrading enzymes are essential to take advantage of their great biotechnological potential. The genome of the laboratory 168 strain of Bacillus subtilis carries genes gmuA-G dedicated to the degradation and utilization of glucomannan, including an extracellular -mannanase. Recently, the genome sequence of an undomesticated strain of B. subtilis, BSP1, was determined. In BSP1, the gmuA-G operon is maintained, interestingly, however, a second cluster of genes was found (gam cluster), which comprise a second putative extracellular β-mannanase, and most likely specify a system for the degradation and utilization of a different mannan polymer, galactoglucomannan. The genetic organization and function of the gam cluster, and whether its presence in BSP1 strain results in new hemicellulolytic capabilities, compared to those of the laboratory strain, was address in this work. In silico and in vivo mRNA analyses performed in this study revealed that the gam cluster, comprising nine genes, is organized and expressed in at least six different transcriptional units. Furthermore, cloning, expression, and production of Bbsp2923 in Escherichia coli was achieved and preliminary characterization shows that the enzyme is indeed a β-mannanase. Finally, the high hemicellulolytic capacity of the undomesticated B. subtilis BSP1, demonstrated in this work by qualitative analyses, suggests potential to be used in the food and feed industries.

Pair trading: Clustering based on principal component analysis

This study focuses on the implementation of several pair trading strategies across three emerging markets, with the objective of comparing the results obtained from the different strategies and assessing if pair trading benefits from a more volatile environment. The results show that, indeed, there are higher potential profits arising from emerging markets. However, the higher excess return will be partially offset by higher transaction costs, which will be a determinant factor to the profitability of pair trading strategies. Also, a new clustering approach based on the Principal Component Analysis was tested as an alternative to the more standard clustering by Industry Groups. The new clustering approach delivers promising results, consistently reducing volatility to a greater extent than the Industry Group approach, with no significant harm to the excess returns.

Exploratory geospatial data analysis using self-organizing maps

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ciência e Sistemas de Informação Geográfica

Social network analysis applied to knowledge creation and transfer in the portuguese agricultural R&D field: an exploratory study

Paper presented at the 9th European Conference on Knowledge Management, Southampton Solent University, Southampton, UK, 4-5 Sep. 2008. URL: http://academic-conferences.org/eckm/eckm2008/eckm08-home.htm

Estrogen receptor dependent genetic and epigenetic factors of tamoxifen resistance

Resumo: A decisão da terapêutica hormonal no tratamento do cancro da mama baseiase na determinação do receptor de estrogénio alfa por imunohistoquímica (IHC). Contudo, a presença deste receptor não prediz a resposta em todas as situações, em parte devido a limitações do método IHC. Investigámos se a expressão dos genes ESR1 e ESR2, bem como a metilação dos respectivos promotores, pode estar relacionada com a evolução desfavorável de uma proporção de doentes tratados com tamoxifeno assim como com a perda dos receptores de estrogénio alfa (ERα) e beta (ERß). Amostras de 211 doentes com cancro da mama diagnosticado entre 1988 e 2004, fixadas em formalina e preservadas em parafina, foram utilizadas para a determinação por IHC da presença dos receptores ERα e ERß. O mRNA total do gene ESR1 e os níveis específicos do transcrito derivado do promotor C (ESR1_C), bem como dos transcritos ESR2_ß1, ESR2_ß2/cx, and ESR2_ß5 foram avaliados por Real-time PCR. Os promotores A e C do gene ESR1 e os promotores 0K e 0N do gene ESR2 foram investigados por análise de metilação dos dinucleotidos CpG usando bisulfite-PCR para análise com enzimas de restrição, ou para methylation specific PCR. Atendendo aos resultados promissores relacionados com a metilação do promotor do gene ESR1, complementamos o estudo com um método quantitativo por matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) suportado pelo software Epityper para a medição da metilação nos promotores A e C. Fez-se a avaliação da estabilidade do mRNA nas linhas celulares de cancro da mama MCF-7 e MDA-MB-231 tratadas com actinomicina D. Baixos níveis do transcrito ESR1_C associaram-se a uma melhor sobrevivência global (p = 0.017). Níveis elevados do transcrito ESR1_C associaram-se a uma resposta inferior ao tamoxifeno (HR = 2.48; CI 95% 1.24-4.99), um efeito mais pronunciado em doentes com tumores de fenótipo ERα/PgR duplamente positivo (HR = 3.41; CI 95% 1.45-8.04). A isoforma ESR1_C mostrou ter uma semi-vida prolongada, bem como uma estrutura secundária da região 5’UTR muito mais relaxada em comparação com a isoforma ESR1_A. A análise por Western-blot mostrou que ao nível da 21 proteína, a selectividade de promotores é indistinguivel. Não se detectou qualquer correlação entre os níveis das isoformas do gene ESR2 ou entre a metilação dos promotores do gene ESR2, e a detecção da proteína ERß. A metilação do promotor C do gene ESR1, e não do promotor A, foi responsável pela perda do receptor ERα. Estes resultados sugerem que os níveis do transcrito ESR1_C sejam usados como um novo potencial marcador para o prognóstico e predição de resposta ao tratamento com tamoxifeno em doentes com cancro da mama. Abstract: The decision of endocrine breast cancer treatment relies on ERα IHC-based assessment. However, ER positivity does not predict response in all cases in part due to IHC methodological limitations. We investigated whether ESR1 and ESR2 gene expression and respective promoter methylation may be related to non-favorable outcome of a proportion of tamoxifen treated patients as well as to ERα and ERß loss. Formalin-fixed paraffin-embedded breast cancer samples from 211 patients diagnosed between 1988 and 2004 were submitted to IHC-based ERα and ERß protein determination. ESR1 whole mRNA and promoter C specific transcript levels, as well as ESR2_ß1, ESR2_ß2/cx, and ESR2_ß5 transcripts were assessed by real-time PCR. ESR1 promoters A and C, and ESR2 promoters 0N and 0K were investigated by CpG methylation analysis using bisulfite-PCR for restriction analysis, or methylation specific PCR. Due to the promising results related to ESR1 promoter methylation, we have used a quantification method by matrixassisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDITOF MS) together with Epityper software to measure methylation at promoters A and C. mRNA stability was assessed in actinomycin D treated MCF-7 and MDA-MB-231 cells. ERα protein was quantified using transiently transfected breast cancer cells. Low ESR1_C transcript levels were associated with better overall survival (p = 0.017). High levels of ESR1_C transcript were associated with non-favorable response in tamoxifen treated patients (HR = 2.48; CI 95% 1.24-4.99), an effect that was more pronounced in patients with ERα/PgR double-positive tumors (HR = 3.41; CI 95% 1.45-8.04). The ESR1_C isoform had a prolonged mRNA half-life and a more relaxed 5’UTR structure compared to ESR1_A isoform. Western-blot analysis showed that at protein level, the promoter selectivity is undistinguishable. There was no correlation between levels of ESR2 isoforms or ESR2 promoter methylation and ERß protein staining. ESR1 promoter C CpG methylation and not promoter A was responsible for ERα loss. We propose ESR1_C levels as a putative novel marker for breast cancer prognosis and prediction of tamoxifen response.

Time-domain optimization of amplifiers based on distributed genetic algorithms

Thesis presented in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in the subject of Electrical and Computer Engineering

Algorithms for time series clustering applied to biomedical signals

Thesis submitted in the fulfillment of the requirements for the Degree of Master in Biomedical Engineering

Artificial Intelligence in geospatial analysis: applications of self-organizing maps in the context of geographic information science.

A thesis submitted in partial fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Information Systems.

Algorithms for information extraction and signal annotation on long-term biosignals using clustering techniques

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Genetic characterization of Portuguese Fasciola hepatica isolates

Dissertation presented to obtain the Master Degree in Molecular, Genetics and Biomedicine

Cluster analysis and segmentation of Global M&A transactions

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

Analysis of PAX2 gene alterations in renal cell tumors

Dissertation for applying to a Master’s Degree in Molecular Genetics and Biomedicine submitted to the Sciences and Technology Faculty of New University of Lisbon