The genetic basis of morphological change in convergent evolution of natural populations: identifying candidate genes behind convergent evolution in blind cavefish astyanax mexicanus

Dissertation presented to obtain the Ph.D. degree in Biology at the Instituto de Tecnologia Química e Biológica, Universidade Nova de Lisboa.

The cellular basis of a congenital heart defect Drosophila

RESUMO: Mutações em genes envolvidos na formação do coração e anomalias em qualquer etapa deste processo causam frequentemente malformações cardíacas, que representam o tipo mais comum de defeitos em neonatais, afetando cerca de 1% dos nascimentos por ano. Assim, estima-se que 20 milhões de pessoas sejam portadoras de um defeito cardíaco congénito. O coração da Drosophila melanogaster (mosca-da-fruta), denominado vaso dorsal, é um órgão relativamente simples que actua como uma bomba muscular, contraindo automaticamente para permitir a circulação da hemolinfa através do corpo. A formação do vaso dorsal na mosca é muito semelhante ao desenvolvimento do coração em vertebrados, representando por isso, um poderoso modelo para estudar a rede de genes e os padrões regulatórios relacionados com o desenvolvimento deste órgão. Anteriormente, nós identificámos um gene em Drosophila, darhgef10, fortemente expresso no coração em desenvolvimento e cuja deleção induz anormalidades cardíacas subtis mas prevalentes. Os mutantes para darhgef10 são viáveis e férteis no ambiente controlado de laboratório. Este trabalho teve como objectivos caracterizar fenotipicamente os mutantes nulos para darhgef10, determinar a localização subcelular da proteína dArhgef10 e investigar a base celular subjacente ao defeito no alinhamento dos cardioblastos observado nos mutantes. Os nossos resultados revelaram que a deleção de darhgef10 provoca uma severa redução da viabilidade, sem no entanto comprometer o tempo de desenvolvimento e a longevidade. Por outro lado, o aumento da expressão de darhgef10 em músculos, glândulas salivares e no disco imaginal do olho afeta drasticamente a integridade destes tecidos. A expressão ectópica de darhgef10 in vitro e in vivo revelou que a proteína está localiza no citoplasma com enriquecimento junto à membrana celular, com associação à actina F. Live imaging de embriões mutantes para darhgef10 revelou que os defeitos observados no coração podem estar associados a um defeito na adesão dos músculos alary e/ou das células pericardiais ao vaso dorsal. O homólogo humano de darhgef10, ARHGEF10, também é expresso no coração e está associação a uma maior susceptibilidade para a ocorrência de acidentes vasculares cerebrais aterotrombóticos, sugerindo que o que aprendemos sobre darhgef10 em Drosophila pode ter implicações do ponto de vista clínico para a saúde humana. ----------------------------- ABSTRACT: Mutations in genes controlling heart development and abnormalities in any of its steps frequently cause cardiac malformations, the most common type of birth defects in humans, affecting nearly 1% of births per year. Hence around 20 million adults are expected to live with a congenital heart defect. The Drosophila melanogaster heart, called dorsal vessel, is a relatively simple organ that acts as a muscular pump contracting automatically to allow the circulation of hemolymph. Drosophila heart formation shares many similarities with heart development in vertebrates providing a powerful system to study gene networks and regulatory pathways involved in heart development. We have previously identified a Drosophila gene, darhgef10, which is strongly expressed in the developing heart and when deleted, leads to flies with highly prevalent yet subtle heart abnormalities, compatible with unchallenged life in the laboratory. Our aims were to phenotypically characterize homozygous null darhgef10 mutants, characterize the subcellular localization of dArhgef10 and to study the cellular basis of the misaligned cardioblasts defect. We found that about half of darhgef10 mutants die during development. However, the survivors surprisingly have a nearly normal developmental time, adult locomotor behavior and total lifespan. Detection of transgene-derived dArhgef10 protein in vitro and in vivo using custom antibodies revealed a cytosolic protein slightly enriched in the cellular membranes and associated with F-actin. Tissue-specific darhgef10 expression disrupts the normal morphology of developing muscles, salivary glands and the eye. Live imaging of darhgef10 mutant embryos revealed that heart defect could be caused by a reduced capacity of attachment of pericardial cells and/or alary muscle to dorsal vessel. The human homolog of darhgef10 is also expressed in the heart and is a susceptibility gene for atherothrombotic stroke, suggesting that what we learn about the function of this gene and its phenotypes in Drosophila could have implications to human health.

Zinc-substituted desulfovibrio gigas desulforedoxins

Protein Science (2002), 11:2464–2470

SmART: an application reconfiguration framework

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática.

Adherence to health-related behaviors: effectiveness of implementation intentions and posthypnotic suggestion in college students

Resumo: Com base no conceito de implementação de intenções (Gollwitzer, 1993, 1999) e na teoria do contexto de resposta de Kirsch & Lynn (1997), o presente trabalho testou a eficácia de uma intervenção combinada de implementação de intenções com hipnose e sugestão pós-hipnótica na promoção da adesão a uma tarefa simples (avaliação do humor) e uma tarefa difícil (actividade física). Os participantes são estudantes universitários de uma universidade na Nova Jérsia, (N=124, Estudo 1, EUA) e em Lisboa (N=323, Estudo 2, Portugal). Em ambos os estudos os participantes foram seleccionados a partir de uma amostra mais vasta baseado num escrutínio da sua sugestibilidade hipnótica avaliada por meio da Escala de Grupo de Sugestibilidade Hipnótica de Waterloo-Stanford (WSGC): Forma C. O Estudo 1 usou um desenho factorial do tipo 2x2x3 (tipo de intenção formada x hipnose x nível de sugestionabilidade) e o Estudo 2 usou um desenho factorial do tipo 2 x 2x 2 x 4 (tipo de tarefa x tipo de intenção formada x hipnose x nível de sugestionabilidade). No Estudo 1 foi pedido aos participantes que corressem todos os dias e durante três semanas durante 5 minutos, que medissem a sua pulsação antes e depois da actividade física e que mandassem um e-mail ao experimentador, fornecendo assim uma medida comportamental e uma medida de auto-relato. Aos participantes no grupo de intenções de meta foi apenas pedido que corressem todos os dias. Aos participantes no grupo de implementação de intenções foi pedido que especificasses com exactidão quando e onde iriam correr e enviar o e-mail. Para além disso, cerca de metade dos participantes foram hipnotizados e receberam uma sugestão pós-hipnótica em que lhes foi sugerido que o pensamento de correr todos os dias lhes viria à mente sem esforço no momento apropriado. A outra metade dos participantes não recebeu qualquer sugestão hipnótica. No Estudo 2 foi seguido o mesmo procedimento, mas a cerca de metade dos participantes foi atribuída uma tarefa fácil (enviar um Adherence to health-related behaviors ix SMS com a avaliação diária do seu estado de humor naquele momento) e à outra metade da amostra foi atribuída a tarefa de exercício físico atrás descrita (tarefa difícil). Os resultados do estudo 1 mostraram uma interacção significativa entre o nível de sugestionabilidade dos participantes e a sugestão pós-hipnótica (p<.01) indicando que a administração da sugestão pós-hipnótica aumentou a adesão nos participantes muito sugestionáveis, mas baixou a adesão nos participantes pouco sugestionáveis. Não se encontraram diferenças entre os grupos que formaram intenções de meta e os que formaram implementação de intenções. No Estudo 2 os resultados indicaram que os participantes aderiram significativamente mais à tarefa fácil do que à tarefa difícil (p<.001). Os resultados não revelaram diferenças significativas entre as condições implementações de intenções, hipnose e as duas estratégias combinadas, indicando que a implementação de intenções não foi eficaz no aumento da adesão às duas tarefas propostas e não beneficiou da combinação com as sugestões pós-hipnóticas. A utilização da hipnose com sugestão pós-hipnótica significativamente reduziu a adesão a ambas as tarefas. Dado que não existiam instrumentos em Português destinados a avaliar a sugestionabilidade hipnótica, traduziu-se e adaptou-se para Português Escala de Grupo de sugestibilidade hipnótica de Waterloo-Stanford (WSGC): Forma C. A amostra Portuguesa (N=625) apresentou resultados semelhantes aos encontrados nas amostras de referência em termos do formato da distribuição dos padrões da pontuação e do índice de dificuldade dos itens. Contudo, a proporção de estudantes portugueses encontrada que pontuaram na zona superior de sugestionabilidade foi significativamente inferior à proporção de participantes na mesma zona encontrada nas amostras de referência. No sentido de lançar alguma luz sobre as razões para este resultado, inquiriu-se alguns dos participantes acerca das suas atitudes face à hipnose utilizando uma versão portuguesa da Escala de Valência de Atitudes e Crenças face à Hipnose e comparou-se com a opinião de Adherence to health-related behaviors xAbstract: On the basis of Gollwitzer’s (1993, 1999) implementation intentions’ concept, and Kirsch & Lynn’s (1997) response set theory, this dissertation tested the effectiveness of a combined intervention of implementation intentions with hypnosis with posthypnotic suggestions in enhancing adherence to a simple (mood report) and a difficult (physical activity) health-related task. Participants were enrolled in a university in New Jersey (N=124, Study 1, USA) and in two universities in Lisbon (N=323, Study 2, Portugal). In both studies participants were selected from a broader sample based on their suggestibility scores using the Waterloo-Stanford Group C (WSGC) scale of hypnotic susceptibility and then randomly assigned to the experimental groups. Study 1 used a 2x2x3 factorial design (instruction x hypnosis x level of suggestibility) and Study 2 used a 2 x 2x 2 x 4 factorial design (task x instructions x hypnosis x level of suggestibility). In Study 1 participants were asked to run in place for 5 minutes each day for a three-week period, to take their pulse rate before and after the activity, and to send a daily email report to the experimenter, thus providing both a self-report and a behavioral measure of adherence. Participants in the goal intention condition were simply asked to run in place and send the e-mail once a day. Those in the implementation intention condition were further asked to specify the exact place and time they would perform the physical activity and send the e-mail. In addition, half of the participants were given a post-hypnotic suggestion indicating that the thought of running in place would come to mind without effort at the appropriate moment. The other half did not receive a posthypnotic suggestion. Study 2 followed the same procedure, but additionally half of the participants were instructed to send a mood report by SMS (easy task) and half were assigned to the physical activity task described above (difficult task). Adherence to health-related behaviors vii Study 1 result’s showed a significant interaction between participant’s suggestibility level and posthypnotic suggestion (p<.01) indicating that posthypnotic suggestion enhanced adherence among highly suggestible participants, but lowered it among low suggestible individuals. No differences between the goal intention and the implementation intentions groups were found. In Study 2, participants adhered significantly more (p<.001) to the easy task than to the difficult task. Results did not revealed significant differences between the implementation intentions, hypnosis and the two conditions combined, indicating that implementation intentions was not enhanced by hypnosis with posthypnotic suggestion, neither was effective as single intervention in enhancing adherence to any of the tasks. Hypnosis with posthypnotic suggestion alone significantly reduced adherence to both tasks in comparison with participants that did not receive hypnosis. Since there were no instruments in Portuguese language to asses hypnotic suggestibility, the Waterloo-Stanford Group C (WSGC) scale of hypnotic susceptibility was translated and adapted to Portuguese and was used in the screening of a sample of college students from Lisbon (N=625). Results showed that the Portuguese sample has distribution shapes and difficulty patterns of hypnotic suggestibility scores similar to the reference samples, with the exception of the proportion of Portuguese students scoring in the high range of hypnotic suggestibility, that was found lower than the in reference samples. In order to shed some light on the reasons for this finding participant’s attitudes toward hypnosis were inquired using a Portuguese translation and adaptation of the Escala de Valencia de Actitudes y Creencias Hacia la Hipnosis, Versión Cliente, and compared with participants with no prior hypnosis experience (N=444). Significant differences were found between the two groups with participants without hypnosis experience scoring higher in factors indicating misconceptions and negative attitudes about hypnosis.

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

Genomic and transcriptomic features of Chlamydia trachomatis. Tracking the basis for the ecological success

Dissertation presented to obtain a Ph.D degree in Biology, speciality in Molecular Genetics, by Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Natural and amyloid self-assembly of S100 proteins: structural basis of functional diversity

The S100 proteins are 10-12 kDa EF-hand proteins that act as central regulators in a multitude of cellular processes including cell survival, proliferation, differentiation and motility. Consequently, many S100 proteins are implicated and display marked changes in their expression levels in many types of cancer, neurodegenerative disorders, inflammatory and autoimmune diseases. The structure and function of S100 proteins are modulated by metal ions via Ca2+ binding through EF-hand motifs and binding of Zn2+ and Cu2+ at additional sites, usually at the homodimer interfaces. Ca2+ binding modulates S100 conformational opening and thus promotes and affects the interaction with p53, the receptor for advanced glycation endproducts and Toll-like receptor 4, among many others. Structural plasticity also occurs at the quaternary level, where several S100 proteins self-assemble into multiple oligomeric states, many being functionally relevant. Recently, we have found that the S100A8/A9 proteins are involved in amyloidogenic processes in corpora amylacea of prostate cancer patients, and undergo metal-mediated amyloid oligomerization and fibrillation in vitro. Here we review the unique chemical and structural properties of S100 proteins that underlie the conformational changes resulting in their oligomerization upon metal ion binding and ultimately in functional control. The possibility that S100 proteins have intrinsic amyloid-forming capacity is also addressed, as well as the hypothesis that amyloid self-assemblies may, under particular physiological conditions, affect the S100 functions within the cellular milieu.

Vibroacoustic disease II: The biological and acoustical basis of low frequency noise induced pathology

Proceedings Institute of Acoustics (UK); vol. 25, nº2, p. 72-78.

Basement membrane alterarions in kernicteric brain microvasculature and pericyte response to bilirubin

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

Measuring the cytochrome c nitrite reductase activity—practical considerations on the enzyme assays

Hindawi Publishing Corporation Bioinorganic Chemistry and Applications Volume 2010, Article ID 634597, 8 pages

Proactive services ecosystem framework

Dissertation presented to obtain the degree of Doctor in Electrical and Computer Engineering, specialization on Collaborative Enterprise Networks

Low-Spin Heme b3 in the Catalytic Center of Nitric Oxide Reductase from Pseudomonas nautica

Biochemistry, 2011, 50 (20), pp 4251–4262 DOI: 10.1021/bi101605p

Biochemical and spectroscopic characterization of the membrane-bound nitrate reductase from Marinobacter hydrocarbonoclasticus 617

J Biol Inorg Chem (2008) 13:1321–1333 DOI 10.1007/s00775-008-0416-1

Periplasmic nitrate reductase revisited: a sulfur atom completes the sixth coordination of the catalytic molybdenum

J Biol Inorg Chem. 2008 Jun;13(5):737-53. doi: 10.1007/s00775-008-0359-6