Metal ions and protein folding: conformational and functional interplay

Dissertation presented to obtain a PhD degree in Biochemistry at Instituto de Tecnologia Química e Biológica, Universidade Nova de Lisboa

Ankylosing spondylitis: genomic and functional characterization of candidate genes and their repercussion in clinical practice

RESUMO: Introdução: A espondilite anquilosante (EA) é uma doença inflamatória crónica caracterizada pela inflamação das articulações sacroilíacas e da coluna. A anquilose progressiva motiva uma deterioração gradual da função física e da qualidade de vida. O diagnóstico e o tratamento precoces podem contribuir para um melhor prognóstico. Neste contexto, a identificação de biomarcadores, assume-se como sendo muito útil para a prática clínica e representa hoje um grande desafio para a comunidade científica. Objetivos: Este estudo teve como objetivos: 1 - caracterizar a EA em Portugal; 2 - investigar possíveis associações entre genes, MHC e não-MHC, com a suscetibilidade e as características fenotípicas da EA; 3 - identificar genes candidatos associados a EA através da tecnologia de microarray. Material e Métodos: Foram recrutados doentes com EA, de acordo com os critérios modificados de Nova Iorque, nas consultas de Reumatologia dos diferentes hospitais participantes. Colecionaram-se dados demográficos, clínicos e radiológicos e colhidas amostras de sangue periférico. Selecionaram-se de forma aleatória, doentes HLA-B27 positivos, os quais foram tipados em termos de HLA classe I e II por PCR-rSSOP. Os haplótipos HLA estendidos foram estimados pelo algoritmo Expectation Maximization com recurso ao software Arlequin v3.11. As variantes alélicas dos genes IL23R, ERAP1 e ANKH foram estudadas através de ensaios de discriminação alélica TaqMan. A análise de associação foi realizada utilizando testes da Cochrane-Armitage e de regressão linear, tal como implementado pelo PLINK, para variáveis qualitativas e quantitativas, respetivamente. O estudo de expressão génica foi realizado por Illumina HT-12 Whole-Genome Expression BeadChips. Os genes candidatos foram validados usando qPCR-based TaqMan Low Density Arrays (TLDAs). Resultados: Foram incluídos 369 doentes (62,3% do sexo masculino, com idade média de 45,4 ± 13,2 anos, duração média da doença de 11,4 ± 10,5 anos). No momento da avaliação, 49,9% tinham doença axial, 2,4% periférica, 40,9% mista e 7,1% entesopática. A uveíte anterior aguda (33,6%) foi a manifestação extra-articular mais comum. Foram positivos para o HLA-B27, 80,3% dos doentes. Os haplótipo A*02/B*27/Cw*02/DRB1*01/DQB1*05 parece conferir suscetibilidade para a EA, e o A*02/B*27/Cw*01/DRB1*08/DQB1*04 parece conferir proteção em termos de atividade, repercussão funcional e radiológica da doença. Três variantes (2 para IL23R e 1 para ERAP1) mostraram significativa associação com a doença, confirmando a associação destes genes com a EA na população Portuguesa. O mesmo não se verificou com as variantes estudadas do ANKH. Não se verificou associação entre as variantes génicas não-MHC e as manifestações clínicas da EA. Foi identificado um perfil de expressão génica para a EA, tendo sido validados catorze genes - alguns têm um papel bem documentado em termos de inflamação, outros no metabolismo da cartilagem e do osso. Conclusões: Foi estabelecido um perfil demográfico e clínico dos doentes com EA em Portugal. A identificação de variantes génicas e de um perfil de expressão contribuem para uma melhor compreensão da sua fisiopatologia e podem ser úteis para estabelecer modelos com relevância em termos de diagnóstico, prognóstico e orientação terapêutica dos doentes. -----------ABSTRACT: Background: Ankylosing Spondylitis (AS) is a chronic inflammatory disorder characterized by inflammation in the spine and sacroiliac joints leading to progressive joint ankylosis and in progressive deterioration of physical function and quality of life. An early diagnosis and early therapy may contribute to a better prognosis. The identification of biomarkers would be helpful and represents a great challenge for the scientific community. Objectives: The present study had the following aims: 1- to characterize the pattern of AS in Portuguese patients; 2- to investigate MHC and non-MHC gene associations with susceptibility and phenotypic features of AS and; 3- to identify candidate genes associated with AS by means of whole-genome microarray. Material and Methods: AS was defined in accordance to the modified New York criteria and AS cases were recruited from hospital outcares patient clinics. Demographic and clinical data were recorded and blood samples collected. A random group of HLA-B27 positive patients and controls were selected and typed for HLA class I and II by PCR-rSSOP. The extended HLA haplotypes were estimated by Expectation Maximization Algorithm using Arlequin v3.11 software. Genotyping of IL23R, ERAP1 and ANKH allelic variants was carried out with TaqMan allelic discrimination assays. Association analysis was performed using the Cochrane-Armitage and linear regression tests as implemented in PLINK, for dichotomous and quantitative variables, respectively. Gene expression profile was carried out using Illumina HT-12 Whole-Genome Expression BeadChips and candidate genes were validated using qPCR-based TaqMan Low Density Arrays (TLDAs). Results: A total of 369 patients (62.3% male; mean age 45.4±13.2 years; mean disease duration 11.4±10.5 years), were included. Regarding clinical disease pattern, at the time of assessment, 49.9% had axial disease, 2.4% peripheral disease, 40.9% mixed disease and 7.1% isolated enthesopathic disease. Acute anterior uveitis (33.6%) was the most common extra-articular manifestation. 80.3% of AS patients were HLA-B27 positive. The haplotype A*02/B*27/Cw*02/DRB1*01/DQB1*05 seems to confer susceptibility to AS, whereas A*02/B*27/Cw*01/DRB1*08/DQB1*04 seems to provide protection in terms of disease activity, functional and radiological repercussion. Three markers (two for IL23R and one for ERAP1) showed significant single-locus disease associations. Association of these genes with AS in the Portuguese population was confirmed, whereas ANKH markers studied did not show an association with AS. No association was seen between non-MHC genes and clinical manifestations of AS. A gene expression signature for AS was established; among the fourteen validated genes, a number of them have a well-documented inflammatory role or in modulation of cartilage and bone metabolism. Conclusions: A demographic and clinical profile of patients with AS in Portugal was established. Identification of genetic variants of target genes as well as gene expression signatures could provide a better understanding of AS pathophysiology and could be useful to establish models with relevance in terms of susceptibility, prognosis, and potential therapeutic guidance.

Structural and functional characterization of the gene products responsible for phototrophic iron oxidation by purple bacteria

Dissertação para a obtenção de grau de doutor em Bioquímica pelo Instituto de Tecnologia Química e Biológica. Universidade Nova de Lisboa

Regulation of the rice gene OsRMC under salt stress: identification and functional characterization of novel transcription factors

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology

Cuidados informais : os idosos em situação de dependência em Portugal

RESUMO - Enquadramento: As mudanças demográficas e na estrutura social das famílias precipitaram reformas das políticas dos cuidados de longa duração da população idosa no continente Europeu. Após um período em que as mulheres assumiam o papel de principais cuidadoras dos membros mais idosos, o aumento da sua inclusão no mercado de trabalho, assim como o envelhecimento geral da população introduziu mudanças no enquadramento dos cuidados a idosos. Estas mudanças têm particular impacte nos países da Europa do Sul, visto que tradicionalmente o cuidado a idosos é prestado maioritariamente pelo sector informal. Finalidade/objectivos: O presente estudo tem como finalidade conhecer as características dos cuidadores informais e dos idosos dependentes em Portugal. Definiram-se três objectivos principais. O primeiro é compreender a realidade demográfica, de saúde e dependência funcional dos idosos alvo de cuidados informais em Portugal. Em segundo pretende-se conhecer a situação actual dos prestadores informais de cuidados de longa duração em Portugal. Em terceiro, discutem-se os aspectos que mais influenciam a acessibilidade a cuidados informais entre os idosos dependentes em Portugal. Metodologia: Para concretizar estes objectivos, para além de se proceder a uma sistematização bibliográfica da literatura mais relevante nesta área, recorre-se à análise descritiva e regressão logística binária. Utilizando os dados do inquérito Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe descreve-se a realidade nacional dos idosos dependentes e seus cuidadores informais e estimam-se modelos de acessibilidade aos cuidados informais em Portugal. Resultados/conclusões: Este estudo contribui para o conhecimento de três aspectos fundamentais sobre os cuidados informais em Portugal: o primeiro prende-se com a quantificação da realidade nacional dos idosos dependentes em Portugal; o segundo relaciona-se com a quantificação da situação portuguesa dos cuidadores informais; e, por último, estima-se modelos explicativos sobre a acessibilidade a cuidados informais. Para além da quantificação da realidade nacional, o principal contributo deste trabalho reside na demonstração de que o actual modelo de prestação de cuidados (baseado nos cuidados informais prestados por membros da família) deixa de fora uma parte significativa dos idosos dependentes. Na verdade, este estudo demonstra que uma parte significativa dos idosos não tem acesso a cuidados e que, embora sejam os elementos da família que maioritariamente prestam os cuidados informais, esse facto, por si só, não explica o acesso aos cuidados.

Structural and functional studies of a high activity NiFeSe Hydrogenase

Theawareness that fossil fuels exist in limited quantities has stimulated research into energy production from renewable sources. Future energy sources! should! be! plentiful! with! negligible! impact! on! the! environment.! Hydrogen!has!the!potential!to!satisfy!these!requirements.!Nevertheless,!current! methods! of! H2! production! rely! on! nonOrenewable! resources.! Biological! H2! production! from! sunlight! or! biomass! is! an! appealing! alternative! to! current! production!methods.!!(...)

Mental health and the crisis: Evidence from share

Mental health constitutes a significant share of the global burden of disease. It is shaped to a great extent by socioeconomic factors and is vulnerable to external shocks. The recent financial crisis brought about stressors prone to trigger and aggravate mental illnesses. This project presents a micro analysis of the effect of the economic crisis on mental health in eleven European countries, through the estimation of individual health production functions accounting for socioeconomic controls and macroeconomic indicators. We find that mental health has deteriorated since 2007, even though the development of depression episodes is unchanged. Additionally, his variation can be partially attributed to economic recession and budgetary cuts in health spending.

Mental health and neuroscience. A perspective from the magazine market

Mental health awareness has been rising worldwide, motivated by its social and economic costs. Despite the investment in research in neuroscience in the recent years, little is known about the underlying mechanisms in the brain that are correlated with psychiatric conditions. This project, through two feature articles suitable to be published in magazines, provides perspectives onto mental health research. First it presents an example where psychiatry joins forces with neuroscience and computer science in an interdisciplinary effort to improve the life of those affected by mental disorders. The second article gathers opinions which claim that mental health research priorities should be set by patients themselves, or even that people with lived experience of mental health issues should have an active role in that research. This project was planned and researched while I was an Erasmus student at Nottingham Trent University, in the United Kingdom.