Health status and 6 years survival of 552 90+ Italian sib-ships recruited within the EU Project GEHA (GEnetics of Healthy Ageing).

In a scenario of increasing life expectancy worldwide, it is mandatory to identify the characteristics of a healthy aging phenotype, including survival predictors, and to disentangle those related to environment/lifestyle versus those related to familiarity/genetics. To this aim we comprehensively characterised a cohort of 1,160 Italian subjects of 90 years and over (90+, mean age 93 years; age range 90-106 years) followed for 6 years survival, belonging to 552 sib-ships (familiar longevity) recruited (2005-2008) within the EU-funded GEHA project in three Italian geographic areas (Northern, Central and Southern Italy) different for urban/rural and socio-economical characteristics. On the whole, the following factors emerged as significant predictors of survival after 90 years of age: absence of cognitive impairment and physical disability, high hand grip strength scores and body mass index (BMI) values, "excellent/good" self-reported health, high haemoglobin and total cholesterol levels and low creatinine levels. These parameters, excluding BMI values, were also significantly associated within sib-ships, suggesting a strong familial/genetic component. Geographical micro-heterogeneity of survival predictors emerged, such as functional and physical status being more important in Southern than in Central and Northern Italy. In conclusion, we identified modifiable survival predictors related to specific domains, whose role and importance vary according to the geographic area considered and which can help in interpreting the genetic results obtained by the GEHA project, whose major aim is the comprehensive evaluation of phenotypic and genetic data.

Genetics of Diabetic Nephropathy: a Long Road of Discovery

The global prevalence of diabetic nephropathy is rising in parallel with the increasing incidence of diabetes in most countries. Unfortunately, up to 40 % of persons diagnosed with diabetes may develop kidney complications. Diabetic nephropathy is associated with substantially increased risks of cardiovascular disease and premature mortality. An inherited susceptibility to diabetic nephropathy exists, and progress is being made unravelling the genetic basis for nephropathy thanks to international research collaborations, shared biological resources and new analytical approaches. Multiple epidemiological studies have highlighted the clinical heterogeneity of nephropathy and the need for better phenotyping to help define important subgroups for analysis and increase the power of genetic studies. Collaborative genome-wide association studies for nephropathy have reported unique genes, highlighted novel biological pathways and suggested new disease mechanisms, but progress towards clinically relevant risk prediction models for diabetic nephropathy has been slow. This review summarises the current status, recent developments and ongoing challenges elucidating the genetics of diabetic nephropathy.

A spatio-temporal contrast of the predatory impact of an invasive freshwater crustacean

Aim: Impacts of invasive species may vary across invasion gradients, owing to trait-based sorting of individuals through dispersal: those aggregating at invasion fronts may be more aggressive and voracious. We examine, in the field and laboratory, variation in the predatory impacts of an invasive Ponto-Caspian crustacean Hemimysis anomala G.O. Sars, 1907 at two sites along a spatio-temporal gradient of invasion.

Location: Republic of Ireland.

Methods: We used reciprocal transplant field-deployed mesocosms to compare predation rates of invasion front and well-established H. anomala on natural zooplankton assemblages. In the laboratory, we measured the functional response (relationship between predation rate and prey supply) of H. anomala from both sites, for a per capita mechanistic comparison of predation efficiency. We also assessed prey selectivity of H. anomala in the mesocosm experiments to further compare feeding behaviour. Finally, we used a correlative approach to assess the community impact of H. anomala across sites, including a nearby uninvaded site, by comparing zooplankton diversities and densities.

Results: Invasion front H. anomala had higher predation rates than well-established H. anomala at high in situ zooplankton densities. Invasion front H. anomala also had higher functional responses - in particular showing higher 'attack rates' - indicating a heightened ability to locate and capture prey. Prey selectivity was consistent across the spatio-temporal contrast, with positive selection for cladocerans. Zooplankton diversity and density declined with time since H. anomala invasion, both being maximal at the uninvaded site.

Main conclusions: Our study, for the first time, (1) reveals differences in predatory per capita effects and associated behavioural traits between two sites along a spatio-temporal invasion gradient and (2) shows a negative community-level impact of the invasive H. anomala in natural water bodies. Further spatio-temporal comparisons of predatory per capita effects of invaders are needed to assess the generality of these results.

Application of SNPs for population genetics of nonmodel organisms:new opportunities and challenges

Recent improvements in the speed, cost and accuracy of next generation sequencing are revolutionizing the discovery of single nucleotide polymorphisms (SNPs). SNPs are increasingly being used as an addition to the molecular ecology toolkit in nonmodel organisms, but their efficient use remains challenging. Here, we discuss common issues when employing SNP markers, including the high numbers of markers typically employed, the effects of ascertainment bias and the inclusion of nonneutral loci in a marker panel. We provide a critique of considerations specifically associated with the application and population genetic analysis of SNPs in nonmodel taxa, focusing specifically on some of the most commonly applied methods.

Population genetics of C. Maenas : oceanography and larval dispersal

Decifrar a complexa interacção entre os ciclos de vida de espécies marinhas e a oceanografia revela-se fundamental para a compreensão do fluxo genético e da conectividade no meio marinho. Nas espécies marinhas com desenvolvimento indirecto o fluxo de genes entre populações depende da distância que separa as populações, bem como da interacção entre a duração do desenvolvimento larvar, do comportamento das larvas e dos padrões de circulação oceânica. A conectividade larvar influencia uma variedade de processos como a dinâmica de stocks e de populações, a distribuição e limites geográficos das espécies, a estrutura genética das populações e a dispersão de espécies invasivas e reveste-se consequentemente de uma importância fundamental na identificação das unidades populacionais evolucionariamente relevantes e para a gestão e conservação marinhas. Os marcadores genéticos e os Modelos Individuais Acoplados a Modelos Físico-Biológicos (“ICPBMs”) são actualmente ferramentas fundamentais para o estudo dos padrões de dispersão larvar e para avaliar o nível de conectividade populacional. A presente tese respeita à avaliação das escalas espaciais de conectividade de populações de uma espécie costeira, o caranguejo Carcinus maenas, e utiliza conjuntamente informação de marcadores genéticos, análise de séries temporais de fornecimento de larvas e um modelo numérico de circulação oceânica. O primeiro capítulo introduz a temática da conectividade em espécies marinhas e inclui algumas referências aos métodos moleculares, analíticos e de modelação seguidos ao longo da tese. Através da utilização de múltiplas ferramentas – avaliação da estrutura genética geográfica de C. maenas na sua distribuição nativa com recurso a marcadores de DNA (microssatélites) (Capítulo 2), avaliação da estrutura genética temporal das larvas que formam os eventos de fornecimento larvar à Ria de Aveiro, NW Portugal (Capítulo 3), descrição da variabilidade inter-anual do fornecimento larvar à Ria de Aveiro, NW Portugal (Capítulo 4) e validação de um modelo ICPBM que descreve os padrões observados de fornecimento (Capítulo 5) – esta tese espera poder contribuir para uma melhor compreensão dos mecanismos que regulam o fluxo de genes e a conectividade entre populações de organismos marinhos. No Capítulo 6 são apresentadas as principais conclusões da investigação. A análise genética com recurso a microssatélites indicou que as populações de C. maenas são geneticamente homogéneas ao longo de várias centenas de km, dentro da distribuição nativa da espécie. Paralelamente, não foram encontrados indícios da existência de reprodução por “sweepstakes” em C. maenas de populações da costa oeste da Península Ibérica, visto que não se obtiveram diferenças genéticas significativas entre os eventos larvares. Também não se encontrou qualquer estrutura familiar entre as larvas que formam cada episódio de fornecimento, e não houve nenhuma redução significativa da variabilidade genética das larvas quando comparada com a de caranguejos adultos. A análise de séries temporais de suprimento de larvas na Ria de Aveiro em cinco anos estudados indica que este é um fenómeno episódico e variável, sendo os maiores episódios de fornecimento coincidentes com as marés vivas e acentuados por fortes ventos de sul. O modelo ICPBM foi validado com sucesso e parece fornecer uma estimativa realística das escalas espaciais e temporais de dispersão larvar, de acordo com as observações da estrutura genética e da ausência de reprodução por “sweepstake” em C. maenas da costa oeste da Península Ibérica