Birth of Koalas Phascolarctos cinereus at Lone Pine Koala Sanctuary following artificial insemination

This paper documents the successful development of an artificial insemination (AI) programme for the Koala Phascolurctos cinereus. The protocols for trials involving two methods to induce ovulation and two insemination techniques are described. In Trial 1, interrupted coitus using a 'teaser'♂ successfully induced ovulation in nine Koalas. Five ♀♀ were inseminated while conscious using a modified 'foley catheter' (Cook insemination catheter) resulting in the births of two offspring. The other four ♀♀ were anaesthetized and inseminated using a technique which allowed visualization of the most cranial portion of the urogenital sinus, where semen was deposited using a 3.5 Fr. 'Tom-cat catheter' (urogen-itoscopic insemination). Three of the four ♀♀ inseminated by this technique produced pouch young. Microsatellite analysis of DNA from the pouch young excluded the teaser ♀♀ as possible sires, confirming that all offspring were sired by donor sperm. In Trial 2, eight ♀♀ were induced to ovulate by injecting them with 250 International Units of human chorionic gonadotrophin (hCG). A luteal phase was confirmed in all eight ♀♀ but only one gave birth following urogenitoscopic insemination. The Koala pouch young in this study are the first of any marsupial to be conceived and born following A1 procedures. Details of the A1 procedures used are presented and the significance of A1 to the conservation biology of P. cinereus discussed.

Primary aldosteronism: From genesis to genetics

The fact that a debate concerning the unexpectedly high prevalence of normokalaemic primary aldosteronism (PAL) attracted a large audience at the 2002 Scientific Meeting of the International Society of Hypertension makes it timely to address this issue. The affirmative case argues that PAL is the most common potentially curable and specifically treatable form of hypertension, itself the most common chronic disorder in Western societies, with significant morbidity and mortality, consuming large proportions of health budgets. Recent discoveries about the genetics of aldosterone production and of its unexpectedly broad effects on the cardiovascular system need to be placed in clinical context.

The genetics of glycosylation in Gram-negative bacteria

In recent years there has been a dramatic increase in reports of glycosylation of proteins in various Gram-negative systems including Neisseria meningitidis, Neisseria gonorrhoeae, Campylobacter jejuni, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Caulobacter crescentus, Aeromonas caviae and Helicobacter pylori. Although this growing list contains many important pathogens (reviewed by Benz and Schmidt [Mol. Microbiol. 45 (2002) 267-276]) and the glycosylations are found on proteins important in pathogenesis such as pili, adhesins and flagella the precise role(s) of the glycosylation of these proteins remains to be determined. Furthermore, the details of the glycosylation biosynthetic process have not been determined in any of these systems. The definition of the precise role of glycosylation and the mechanism of biosynthesis will be facilitated by a detailed understanding of the genes involved. (C) 2002 Federation of European Microbiological Societies. Published by Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Ash deposition during the co-firing of bituminous coal with pine sawdust and olive stones in a laboratory furnace

This article describes an experimental study on ash deposition during the co-firing of bituminous coal with pine sawdust and olive stones in a laboratory furnace. The main objective of this study was to relate the ash deposit rates with the type of biomass burned and its thermal percentage in the blend. The thermal percentage of biomass in the blend was varied between 10% and 50% for both sawdust and olive stones. For comparison purposes, tests have also been performed using only coal or only biomass. During the tests, deposits were collected with the aid of an air-cooled deposition probe placed far from the flame region, where the mean gas temperature was around 640 degrees C. A number of deposit samples were subsequently analyzed on a scanning electron microscope equipped with an energy dispersive X-ray detector. Results indicate that blending sawdust with coal decreases the deposition rate as compared with the firing of unblended coal due to both the sawdust low ash content and its low alkalis content. The co-firing of coal and sawdust yields deposits with high levels of silicon and aluminium which indicates the presence of ashes with high fusion temperature and, thus, with less capacity to adhere to the surfaces. In contrast, in the co-firing of coal with olive stones the deposition rate increases as compared with the firing of unblended coal and the deposits produced present high levels of potassium, which tend to increase their stickiness.

Pine processionary moth (Thaumetopoea pityocampa) and great tit (Parus major) in Portugal

In the present work, we studied a common outbreaking Lepidoptera species in Portuguese pine stands – Thaumetopoea pityocampa (Den. & Schiff.) - and one of its potential predators – Parus major (L.). The population dynamics of the immature stages of the Lepidoptera was studied in several types of Pinus pinaster (Aiton) plantations in three different areas: Setúbal Peninsula, Abrantes and National Pine Forest of Leiria. Location and plantation structure was the most important factors determining population density of T. pityocampa. Setubal and Abrantes was highly susceptible to attacks by the Lepidoptera, whereas Leiria had lower densities. Young and homogeneous pine stands was more susceptible to attacks than older and more heterogeneous pines stands. However, a desynchronized population of T. pityocampa, in which the larvae develops during summer instead of during winter, reached high densities also in Leiria. The impact of several mortality factors and climatic conditions on the immature stages of the insect (eggs and larvae), in normal and desynchronized populations are discussed, as well as possible evolutionary implications of the sudden appearance of the new version of T. pityocampa. The break of the pupa diapause and adult emergence times the annual life cycle of this insect. Adults from the desynchronized population emerged earlier than adults from the normal population, which in turn determined the change in the larvae development period. Different factors, potentially affecting the timing of adult emergence in both normal and abnormal populations are also discussed. To study P. Major, nest-boxes were placed in the areas of Setúbal and Leiria and they were monitored during three seasons. The nest-boxes increased the density of breeding and wintering birds in the studied pine plantations, indicating that a lack of natural holes are in fact a limiting factor for this populations. The earliest breeding start for this species was recorded in my study area, indicating that Portuguese coastal pines provide good breeding conditions earlier than in other areas of Europe and North Africa. This leads to an overlap between the end of the larvae stage of T. pityocampa and the beginning of the breeding season of P. major. Key-words: Thaumetopoea pityocampa, Parus major, Pinus pinaster, population dynamics, Portugal.

Studies on the genetics of artemisinin resistance in malaria

A existência de estirpes de Plasmodium falciparum resistentes a multiplos fármacos é um dos problemas mais graves no controlo da malária. Novos fármacos, como a artemisinina (ART) e seus derivados são cada vez mais utilizados no tratamento da malaria e muito embora até ao momento não haja registos de fármaco-resistência estável à ART o seu surgimento seria desastroso devido á falta de alternativas. A investigação apresentada nesta tese descreve a selecção de resistência estável à ART e ao artesunato (ATN) utilizando um modelo roedor de malária, o parasita Plasmodium chabaudi chabaudi (Plasmodium chabaudi). Dois clones de Plasmodium chabaudi diferentes, AS-15CQ e AS-30CQ, foram inoculados em murganhos que por sua vez foram tratados na presença de concentrações sucessivamente crescentes de ATN e ART, sendo que no final do processo de seleção de resistência, os parasitas obtidos apresentavam uma resistência de 6 e 15 vezes superior ao ATN e à ART, respectivamente, em relação aos parasitas iniciais. Os clones obtidos foram nomeados respectivamente AS-ATN (obtido a partir de AS-15CQ por seleção com pressão de ATN) e AS-ART (obtido a partir de AS-30CQ por seleção com pressão de ART). A resistência obtida durante o processo de seleção é estável após clonagem, congelamento/descongelamento, passagem sanguínea na ausência de pressão de fármaco e transmissão natural através do mosquito vector. A sequência nucleotídica e o número de cópias dos genes previamente descritos na literatura como moduladores putativos de resistência à ART e seus derivados: mdr1, cg10, tctp e atp6; foi comparada entre parasitas resistentes e sensíveis, não tendo sido encontradas nenhumas alterações, quer na sequência quer no número de cópias destes genes. Posteriormente, numa tentativa de identificar os genes envolvidos na resistância à ART e ao ATN a técnica de Linkage Group Selection (LGS) foi utilizada. Para tal dois cruzamentos genéticos foram realizados. Estes cruzamentos foram realizados entre os clones fármaco-resistentes; AS-ART e AS-ATN e um clone geneticamente distinto dos anteriores e sensível aos fármacos em estudos, AJ. Após realização do LGS quatro loci genéticos; nos cromossomas de P. chabaudi 1, 2, 6 e 8 foram encontrados associados à resistência. Atendendo a que, a selecção no cromossoma 2 era a mais forte, este locus foi submetido a subsequentes análises genéticas, tendo sido encontradas duas mutações diferentes (V739F e V770F) num gene que codifica para um enzima de desubiquitinação (gene ubp-1).

Studies on the genetics of artemisinin resistance in malaria

A existência de estirpes de Plasmodium falciparum resistentes a multiplos fármacos é um dos problemas mais graves no controlo da malária. Novos fármacos, como a artemisinina (ART) e seus derivados são cada vez mais utilizados no tratamento da malaria e muito embora até ao momento não haja registos de fármaco-resistência estável à ART o seu surgimento seria desastroso devido á falta de alternativas. A investigação apresentada nesta tese descreve a selecção de resistência estável à ART e ao artesunato (ATN) utilizando um modelo roedor de malária, o parasita Plasmodium chabaudi chabaudi (Plasmodium chabaudi). Dois clones de Plasmodium chabaudi diferentes, AS-15CQ e AS-30CQ, foram inoculados em murganhos que por sua vez foram tratados na presença de concentrações sucessivamente crescentes de ATN e ART, sendo que no final do processo de seleção de resistência, os parasitas obtidos apresentavam uma resistência de 6 e 15 vezes superior ao ATN e à ART, respectivamente, em relação aos parasitas iniciais. Os clones obtidos foram nomeados respectivamente AS-ATN (obtido a partir de AS-15CQ por seleção com pressão de ATN) e AS-ART (obtido a partir de AS-30CQ por seleção com pressão de ART). A resistência obtida durante o processo de seleção é estável após clonagem, congelamento/descongelamento, passagem sanguínea na ausência de pressão de fármaco e transmissão natural através do mosquito vector. A sequência nucleotídica e o número de cópias dos genes previamente descritos na literatura como moduladores putativos de resistência à ART e seus derivados: mdr1, cg10, tctp e atp6; foi comparada entre parasitas resistentes e sensíveis, não tendo sido encontradas nenhumas alterações, quer na sequência quer no número de cópias destes genes. Posteriormente, numa tentativa de identificar os genes envolvidos na resistância à ART e ao ATN a técnica de Linkage Group Selection (LGS) foi utilizada. Para tal dois cruzamentos genéticos foram realizados. Estes cruzamentos foram realizados entre os clones fármaco-resistentes; AS-ART e AS-ATN e um clone geneticamente distinto dos anteriores e sensível aos fármacos em estudos, AJ. Após realização do LGS quatro loci genéticos; nos cromossomas de P. chabaudi 1, 2, 6 e 8 foram encontrados associados à resistência. Atendendo a que, a selecção no cromossoma 2 era a mais forte, este locus foi submetido a subsequentes análises genéticas, tendo sido encontradas duas mutações diferentes (V739F e V770F) num gene que codifica para um enzima de desubiquitinação (gene ubp-1).

Feasibility of creosote treatment for glued-laminated pine-timber railway sleepers

This article studies the possibility of using market available glued-laminated timber (GLT) based on melamine-urea-formaldehyde (MUF) adhesives as an alternative to traditional solid timber sleepers. The study comprised an examination of the effect of creosote treatment on the short-term and durability after accelerated aging of the glue lines (delamination and shear strength) and the potential for full sapwood penetration by the creosote. Creosote treatment showed a negative effect on shear strength and delamination, more severe in the nonstructural than the structural GLT specimens tested. Full penetration of creosote into the sapwood was not achieved. GLT elements based on MUF adhesives can be considered an alternative to solid wood sleepers if specific grading of lamellas, proper treatment schedule, and highly controlled factory production are implemented.

Genetics of berry colour and anthocyanin content variation in grapevine (Vitis vinifera L.subsp. vinifera)

Dissertation presented in fulfillment of the requirements for the Degree of Doctor of Philosophy in Biology (Molecular Genetics) at the Instituto de Tecnologia Química e Biológica da Universidade Nova de Lisboa

The economic value of Portuguese pine and eucalyptus forests

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

Phylogeography, conservation genetics and parasitology of chimpanzees (Pan troglodytes versus) in Guinea-Bissau, West Africa

Tese de doutoramento em Antropologia, especialidade em Antropologia Biológica e Etnoecologia

Pyruvate kinase and glucose-6-phosphate dehydrogenase deficies and their association with malaria - population genetics and proteomic studies

A malária é reconhecida como uma das principais forças selectivas a actuar na história recente no genoma humano. Inúmeros polimorfismos genéticos têm sido descritos como protectores contra a gravidade da malária, como o alelo HbS (designado de traço falciforme) e o alelo G6PD A- (associado à deficiência de G6PD). Mais recentemente, também a deficiência de PK foi associada com a protecção contra a malária. Evidências desta associação foram obtidas em estudos com modelos de roedor e estudos in vitro utilizando GV humanos deficientes em PK. Até à data, não foram obtidos dados em populações humanas que revelem esta associação: ainda não foi identificada uma variante de PK com uma prevalência elevada em regiões endémicas de malária e não foram identificadas marcas de selecção na região do gene que codifica para a PK (gene PKLR). Além disso, os mecanismos subjacentes à protecção contra a malária por deficiências enzimáticas dos GV não estão bem esclarecidos. Assim, os objectivos do presente estudo foram: investigar os polimorfismos genéticos humanos com associação com a malária em Cabo Verde; pesquisar marcas de selecção da malária na região do gene PKLR em populações Africanas; determinar a frequência da deficiência em PK e identificar uma eventual variante da enzima que possa estar sob selecção positiva em regiões endémicas de malária; avaliar o efeito das duas deficiências enzimáticas (PK e G6PD) na invasão e maturação do parasita em culturas in vitro de Plasmodium usando GV normais e deficientes; e analisar o perfil proteómico de GV infectados e não infectados, normais e com deficiência (em PK e G6PD), bem como de parasitas isolados de GV tanto deficientes como normais. Em Cabo Verde (área epidémica), não foram identificadas marcas de selecção pela malária, através da análise dos vários polimorfismos. No entanto, quando a análise foi realizada em dois países endémicos (Angola e Moçambique), foram detectadas várias marcas de selecção: a genotipagem de microssatélites (STRs) e polimorfismos de base única (SNPs) localizados na vizinhança do gene PKLR revelou uma diferenciação consideravelmente maior entre as populações Africana e Europeia (Portuguesa), do que a diferenciação determinada aquando da utilização de marcadores genéticos neutros. Além disso, uma região genómica de maior amplitude apresentou um Desequilíbrio de Ligação (LD) significativo no grupo de malária não grave (e não no grupo de malária grave), sugerindo que a malária poderá estar a exercer pressão selectiva sobre a região do genoma humano que envolve o gene PKLR. No estudo que incidiu na determinação da prevalência da deficiência de PK no continente Africano (realizado em Moçambique), esta revelou-se elevada - 4,1% - sendo o valor mais elevado descrito até ao momento a nível mundial para esta enzimopatia. Na pesquisa de mutações que pudessem estar na causa deste fenótipo (baixa actividade de PK), foi identificada uma mutação não sinónima 829G>A (277Glu>Lys), significativamente associada à baixa actividade enzimática. Esta mutação foi também identificada em Angola, São Tomé e Príncipe e Guiné Equatorial, onde a frequência de portadores heterozigóticos foi entre 2,6 e 6,7% (valores que se encontram entre os mais elevados descritos globalmente para mutações associadas à deficiência em PK). Não foi possível concluir acerca da associação entre a deficiência de PK e o grau de severidade da malária e da associação entre o alelo 829A e a mesma, devido ao baixo número de amostras. Os resultados dos ensaios de invasão/maturação do parasita sugeriram que, nos GV com deficiência de PK ou G6PD, a invasão (onde está envolvida a membrana do GV hospedeiro e o complexo apical do parasita) é mais relevante para a eventual protecção contra a malária do que a maturação. Os resultados da análise proteómica revelaram respostas diferentes por parte do parasita nas duas condições de crescimento (GV com deficiência de PK e GV com deficiência de G6PD). Esta resposta parece ser proporcional à gravidade da deficiência enzimática. Nos parasitas que cresceram em GV deficientes em G6PD (provenientes de um indivíduo assintomático), a principal alteração observada (relativamente às condições normais) foi o aumento do número de proteínas de choque térmico e chaperones, mostrando que os parasitas responderam às condições de stress oxidativo, aumentando a expressão de moléculas de protecção. Nos parasitas que cresceram em condições de deficit de PK (GV de indivíduo com crises hemolíticas regulares, dependente de transfusões sanguíneas), houve alteração da expressão de um maior número de proteínas (relativamente ao observado em condições normais), em que a maioria apresentou uma repressão da expressão. Os processos biológicos mais representados nesta resposta do parasita foram a digestão da hemoglobina e a troca de proteínas entre hospedeiro e parasita/remodelação da superfície do GV. Além disso, uma elevada percentagem destas proteínas com expressão alterada está relacionada com as fendas de Maurer, que desempenham um papel importante na patologia da infecção malárica. É colocada a hipótese de que a protecção contra a malária em GV deficientes em PK está relacionada com o processo de remodelação da membrana dos GV pelo parasita, o que pode condicionar a invasão por novos parasitas e a própria virulência da malária. Os resultados da análise do proteoma dos GV contribuirão para confirmar esta hipótese.

Landscape composition and climatic parameters significant in the spread of an invasive species (Pine wood Nematode)

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente