Identification of a novel protein kinase mediating Akt survival signaling to the ATM protein

We identified a novel human AMP-activated protein kinase (AMPK) family member, designated ARK5, encoding 661 amino acids with an estimated molecular mass of 74 kDa. The putative amino acid sequence reveals 47, 45.8, 42.4, and 55% homology to AMPK-alpha1, AMPK-alpha2, MELK and SNARE respectively, suggesting that it is a new member of the AMPK family. It has a putative Akt phosphorylation motif at amino acids 595600, and Ser(600) was found to be phosphorylated by active Akt resulting in the activation of kinase activity toward the SAMS peptide, a consensus AMPK substrate. During nutrient starvation, ARK5 supported the survival of cells in an Akt-dependent manner. In addition, we also demonstrated that ARK5, when activated by Akt, phosphorylated the ATM protein that is mutated in the human genetic disorder ataxia-telangiectasia and also induced the phosphorylation of p53. On the basis of our current findings, we propose that a novel AMPK family member, ARK5, is the tumor cell survival factor activated by Akt and acts as an ATM kinase under the conditions of nutrient starvation.

Is maximizing resilience compatible with established ecological goal functions?

Cropp and Gabric [Ecosystem adaptation: do ecosystems maximise resilience? Ecology. In press] used a simple phytoplanktonzooplankton-nutrient model and a genetic algorithm to determine the parameter values that would maximize the value of certain goal functions. These goal functions were to maximize biomass, maximize flux, maximize flux to biomass ratio, and maximize resilience. It was found that maximizing goal functions maximized resilience. The objective of this study was to investigate whether the Cropp and Gabric [Ecosystem adaptation: do ecosystems maximise resilience? Ecology. In press] result was indicative of a general ecosystem principle, or peculiar to the model and parameter ranges used. This study successfully replicated the Cropp and Gabric [Ecosystem adaptation: do ecosystems maximise resilience? Ecology. In press] experiment for a number of different model types, however, a different interpretation of the results is made. A new metric, concordance, was devised to describe the agreement between goal functions. It was found that resilience has the highest concordance of all goal functions trialled. for most model types. This implies that resilience offers a compromise between the established ecological goal functions. The parameter value range used is found to affect the parameter versus goal function relationships. Local maxima and minima affected the relationship between parameters and goal functions, and between goal functions. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Genetic characterization of pilin glycosylation and phase variation in Neisseria meningitidis

Pili of Neisseria meningitidis are a key virulence factor, being the major adhesin of this capsulate organism and contributing to specificity for the human host. Pili are post-translationally modified by addition of either an O-linked trisaccharide, Gal (beta1-4) Gal (alpha1-3) 2,4-diacetamido-2,4,6-trideoxyhexose or an O-linked disaccharide Gal (alpha1,3) GlcNAc. The role of these structures in meningococcal pathogenesis has not been resolved. In previous studies we identified two separate genetic loci, pglA and pglBCD, involved in pilin glycosylation. Putative functions have been allocated to these genes; however, there are not enough genes to account for the complete biosynthesis of the described structures, suggesting additional genes remain to be identified. In addition, it is not known why some strains express the trisaccharide structure and some the disaccharide structure. In order to find additional genes involved in the biosynthesis. of these structures, we used the recently published group A strain Z2491 and group B strain MC58 Neisseria meningitidis genomes and the unfinished Neisseria meningitidis group C strain FAM18 and Neisseria gonorrhoeae strain FA1090 genomes to identify novel genes involved in pilin glycosylation, based on homology to known oligosaccharide biosynthetic genes. We identified a new gene involved in pilin glycosylation designated pglE and examined four additional genes pgIB/B2, pglF, pglG and pglH. A strain survey revealed that pglE and pglF were present in each strain examined. The pglG, pglH and pgIB2 polymorphisms were not found in strain C311#3 but were present in a large number of clinical isolates. Insertional mutations were constructed in pglE and pglF in N. meningitidis strain C311#3, a strain with well-defined lipopolysaccharide (LPS) and pilin-linked glycan structures. Increased gel migration of the pilin subunit molecules of pglE and pglF mutants was observed by Western analysis, indicating truncation of the trisaccharide structure. Antisera specific for the C311#3 trisaccharide failed to react with pilin from these pglE and pglF mutants. GC-MS analysis of the sugar composition of the pglE mutant showed a reduction in galactose compared with C311#3 wild type. Analysis of amino acid sequence homologies has suggested specific roles for pglE and pglF in the biosynthesis of the trisaccharide structure. Further, we present evidence that pglE, which contains heptanucleotide repeats, is responsible for the phase variation between trisaccharide and disaccharide structures in strain C311#3 and other strains. We also present evidence that pglG, pglH and pgIB2 are potentially phase variable.

Caracterização molecular de três espécies de Trachycephalus (Anura: Hylidae) : investigando potenciais híbridos interespecíficos

Animais híbridos representam um desafio à taxonomia e sistemática, pois correspondem a unidades evolutivas geralmente sem clara delimitação morfológica, comportamental e genética. Híbridos podem ser morfologicamente intermediários aos parentais ou, devido à introgressão e retrocruzamentos, suas características podem se misturar tornando difícil sua identificação. Uma das formas de identificação de híbridos é por meio de ferramentas de biologia molecular, que ao utilizarem marcadores de DNA mitocondrial (herança exclusiva materna) e DNA nuclear (herança materna e paterna), permitem a comparação entre informações genéticas. Além da hibridização existem outras fontes de conflito entre dados moleculares provenientes do DNA mitocondrial e DNA nuclear, como por exemplo a retenção de polimorfismos ancentrais. Em localidades do Espírito Santo, Brasil, foram coletados indivíduos de morfologia distinta de Trachycephalus mesophaeus e T. nigromaculatus, que são as únicas espécies do gênero conhecidas nesse estado. Porém, estudos piloto usando o gene mitocondrial Citocromo Oxidase subunidade I (COI) agruparam esses espécimes com amostras de T. typhonius. Devido a estas incongruências, foram sequenciados fragmentos de dois genes mitocondriais - COI e Nicotinamida Desidrogenase subunidade 2 (ND2) e um exon nuclear (tirosinase) de 173 indivíduos de Trachycephalus, de forma a esclarecer as identificações taxonômicas e investigar a correspondência entre caracteres morfológicos e genéticos nesta linhagem, na sua área de ocorrência As filogenias moleculares, divergências genéticas, redes de haplótipos e polimorfismos de nucleotídeos únicos (SNPs) confirmaram as três espécies acima mencionadas como linhagens evolutivas distintas e revelaram mais sete indivíduos potencialmente híbridos, mas morfologicamente assinalados a T. mesophaeus, T. nigromaculatus ou T. typhonius.. Devido à taxa de evolução lenta da tirosinase, as espécies mais recentes T. typhonius e T. nigromaculatus parecem não terem sido sorteadas completamente nesse gene. Já T. mesophaeus, que é a espécie mais antiga das três, foi recuperada inequivocamente em todas as análises. De forma inédita, as análises moleculares evidenciaram a ocorrência de introgressão bidirecional entre T. nigromaculatus e T. typhonius e entre T. nigromaculatus e T. mesophaeus, sendo que há indícios de indivíduos F1 (cruzamentos entre espécies parentais puras gerando híbridos). A utilização do gene ND2 mostrou-se mais eficiente do que o gene COI nas filogenias e, apesar da tirosinase ser um gene nuclear de evolução lenta, contribuiu para a identificação de incongruências citonucleares. Nossos resultados mostram que a história filogenética de Trachycephalus é complexa e que o uso de marcadores nucleares de evolução mais rápida e ampliação dessas análises para outras espécies do gênero podem revelar mais eventos de hibridização.

“Somos ensinados a pensar em sexo”: Representações Sociais de Masculinidades e de Amor em Travestis Homens Gays e Homens Heterossexuais

Estudos realizados no campo das masculinidades mostraram que a adesão e identificação de determinados grupos a um conjunto de regras e comportamentos que definem o ser homem implicava em adoecimento e submissão a um regime que supostamente lhes oferece vantagens e poder. Compreender como diferentes grupos constituem-se em relação à divisão social sexual torna-se relevante principalmente se considerarmos sujeitos que fogem ao padrão que define modos de ser homem e ser mulher. Esta tese objetivou investigar as representações sociais de masculinidades e de amor de sujeitos com identidades de gênero e orientações sexuais diversas, especificamente: identificar e analisar representações sociais de masculinidade e amor de travestis, homens gays e homens heterossexuais; apreender experiências de preconceito e discriminação vividas em função da identidade de gênero e orientações sexuais. A pesquisa foi realizada em duas etapas: entrevistas semiestruturadas com 21 travestis; aplicação de questionários com questões abertas e fechadas em 52 homens gays, 40 homens heterossexuais e 39 travestis. Os dados coletados na primeira etapa foram submetidos aos procedimentos da análise de conteúdo categorial temática. O tratamento dos dados coletados na segunda etapa foi realizado através do software ALCESTE. Os homens heterossexuais representam a masculinidade a partir de uma perspectiva evolutiva, ancorada no discurso biológico e científico que descarta as influências da cultura na constituição dos sexos e identidades de gênero. Nos homens gays encontramos aproximações das representações dos sujeitos ao modelo da masculinidade hegemônica fortemente identificada à imagem do homem heterossexual, bem como elementos que ora apresentam aproximações, ora distanciamentos desse padrão. As travestis também utilizam elementos da ideia de masculinidade hegemônica para construção desta representação, objetivando-a na construção do modelo do homem forte e viril, sobre o qual não se identificam mas direcionam seu desejo. Os três grupos representam o amor como elemento estranho à masculinidade, posto que este é objeto que pertence à feminilidade. O amor distancia-se da construção da representação social de masculinidade de homens heterossexuais, é elemento estranho e conflituoso às representações dos homens gays e valor que corresponde a uma ética para o grupo de travestis. Nesse contexto, as experiências de preconceito e discriminação pouco modificam a elaboração das representações de heterossexuais; influenciam fortemente a construção da imagem de homem e mulher por onde homens gays e travestis alimentam suas identificações. Concluímos apostando na defesa da emergência de práticas e identidades sexo-diversas como artifícios potentes à desestabilização do padrão da dominação masculina para determinação de sexos e identidades.

Estudo da resistência não drenada de solo de baixa consistência por meio de ensaios de campo e laboratório

A variabilidade natural dos solos torna complexo o conhecimento de suas propriedades na elaboração de projetos geotécnicos, sendo a determinação da resistência ao cisalhamento não drenada um parâmetro importante nas análises de estabilidade de solos moles. Os ensaios de laboratório de cone e palheta, não convencionais, os ensaios de campo de palheta e piezocone e os ensaios de compressão simples e triaxial não adensado e não drenado foram utilizados para mensurar a resistência não drenada de uma camada de argila marinha mole localizada na planície costeira central brasileira. Os ensaios de laboratório foram realizados em amostras indeformadas coletadas com amostradores de pistão estacionário em vertical próxima à realização dos ensaios de campo. O sítio foi investigado preliminarmente por sondagens de simples reconhecimento, sendo apresentado o perfil estratigráfico por meio de modelagem computacional. Foram também realizados ensaios para caracterização física (análise granulométrica, teor de umidade, limites de liquidez e plasticidade, densidade real dos grãos) e mineralógica (difração de raios X), e ensaios de adensamento para obtenção do histórico de tensões e classificação de qualidade das amostras indeformadas. Os valores de resistência não drenada obtidos pelos ensaios de laboratório foram comparados ao perfil contínuo de resistência determinado empiricamente pelo ensaio de piezocone, com fator de cone Nkt calibrado pelo ensaio de palheta de campo, apresentando boa concordância, com a variabilidade natural do solo influenciando de forma preponderante a qualidade das amostras na variação entre os resultados. Os valores de resistência obtidos pelos ensaios de laboratório de cone e palheta foram comparados entre si, apresentando boa compatibilidade. Ambos, quando comparados ao ensaio de palheta de campo, não apresentaram boa concordância. Os resultados de resistência obtidos pelos ensaios de compressão simples e triaxial apresentaram boa compatibilidade com os resultados do ensaio de laboratório de cone, o que não ocorreu com os resultados do ensaio de laboratório de palheta. Na comparação entre a resistência normalizada pela tensão de sobreadensamento obtida pelos diversos métodos e algumas correlações empíricas da literatura internacional, foi observado para as amostras de solo com índice de plasticidade superior a 60% boa concordância com as correlações de Mesri (1975) e Jamiolkowski et al (1985). Os ensaios não convencionais apresentaram boa confiabilidade, que aliado a simplicidade e agilidade de execução, justificam a difusão destes na prática da investigação geotécnica brasileira como método alternativo para complementar e dar suporte às estimativas de resistência não drenada de solos moles.

Identification of 'Ubá' mango tree zygotic and nucellar seedlings using ISSR markers

Polyembryonic seeds are characterized by the development of over one embryo in the same seed, which can be zygotic and nucellar. The objective of this work was to identify the genetic origin, whether zygotic or nucellar, of seedlings of polyembryonic seeds of 'Ubá' mango tree using ISSR markers, and relating them with the vigor of the seedlings. Thus, mangos were harvested in Visconde do Rio Branco (accession 102) and Ubá (accessions 112, 138, 152 and 159), whose seeds were germinated in plastic trays filled with washed sand. Fifty days after sowing, seedlings from five seeds of each one of the accessions 102, 112, 138, 159 and from 10 seeds of the accession 152, were analyzed. These sseedlings were characterized and evaluated for plant height, stem circumference and mass of fresh aerial part and the most vigorous seedling was the one displaying at least two of these traits higher than the other seedlings from seed. Leaves were collected for genomic DNA extraction, which was amplified using seven ISSR primers previously selected based on the amplification profile and considering the number and resolution of fragments. Zygotic seedlings were found in 18 seeds, which were the most vigorous in six seeds. The results evidenced the existence of genetic variability in orchards using seedlings grown from seeds, because the farmer usually uses the most vigorous ones, assuming that this is of nucellar origin. These results also indicate that the most vigorous seedling are not always nucellar, inasmuch as of 20% of the total seeds evaluated, the zygotic seedling was the most vigorous.

Optimal design of piezolaminated structures using B-spline strip finite element models

A package of B-spline finite strip models is developed for the linear analysis of piezolaminated plates and shells. This package is associated to a global optimization technique in order to enhance the performance of these types of structures, subjected to various types of objective functions and/or constraints, with discrete and continuous design variables. The models considered are based on a higher-order displacement field and one can apply them to the static, free vibration and buckling analyses of laminated adaptive structures with arbitrary lay-ups, loading and boundary conditions. Genetic algorithms, with either binary or floating point encoding of design variables, were considered to find optimal locations of piezoelectric actuators as well as to determine the best voltages applied to them in order to obtain a desired structure shape. These models provide an overall economy of computing effort for static and vibration problems.

Identificação de compostos que modulam a patogénese da doença de Machado-Joseph em C.elegans: autofagia como alvo terapêutico: identification of small compounds that modulate pathogenesis of Machado-Joseph disease in a C.elegans model: targeting autophagy

A doença de Machado-Joseph (DMJ) ou ataxia espinocerebelosa do tipo 3 (SCA3), conhecida por ser a mais comum das ataxias hereditárias dominantes em todo o mundo, é uma doença neurodegenerativa autossómica dominante que leva a uma grande incapacidade motora, embora sem alterar o intelecto, culminando com a morte do doente. Atualmente não existe nenhum tratamento eficaz para esta doença. A DMJ é resultado de uma alteração genética causada pela expansão de uma sequência poliglutamínica (poliQ), na região C-terminal do gene que codifica a proteína ataxina-3 (ATXN3). Os mecanismos celulares das doenças de poliglutaminas que provocam toxicidade, bem como a função da ATXN3, não são ainda totalmente conhecidos. Neste trabalho, usamos, pela sua simplicidade e potencial genético, um pequeno animal invertebrado, o nemátode C. elegans, com o objetivo de identificar fármacos eficazes para o combate contra a patogénese da DMJ, analisando simultaneamente o seu efeito na agregação da ATXN3 mutante nas células neuronais in vivo e o seu impacto no comportamento motor dos animais. Este pequeno invertebrado proporciona grandes vantagens no estudo dos efeitos tóxicos de proteínas poliQ nos neurónios, uma vez que a transparência das suas 959 células (das quais 302 são neurónios) facilita a deteção de proteínas fluorescentes in vivo. Para além disso, esta espécie tem um ciclo de vida curto, é económica e de fácil manutenção. Neste trabalho testámos no nosso modelo transgénico da DMJ com 130Qs em C.elegans dois compostos potencialmente moduladores da agregação da ATXN3 mutante e da resultante disfunção neurológica, atuando pela via da autofagia. De modo a validar a possível importância terapêutica da ativação da autofagia os compostos candidatos escolhidos foram o Litío e o análogo da Rapamicina CCI-779, testados independentemente e em combinação. A neuroproteção conferida pelo Litío e pelo CCI-779 independentemente sugere que o uso destes fármacos possa ser considerado uma boa estratégia como terapia para a DMJ, a testar em organismos evolutivamente mais próximos do humano. A manipulação da autofagia, segundo vários autores, parece ser benéfica e pode ser a chave para o desenvolvimento de novos tratamentos para várias doenças relacionadas com a agregação proteica e o envelhecimento.

Distributed energy resource short-term scheduling using signaled particle swarm optimization

Distributed Energy Resources (DER) scheduling in smart grids presents a new challenge to system operators. The increase of new resources, such as storage systems and demand response programs, results in additional computational efforts for optimization problems. On the other hand, since natural resources, such as wind and sun, can only be precisely forecasted with small anticipation, short-term scheduling is especially relevant requiring a very good performance on large dimension problems. Traditional techniques such as Mixed-Integer Non-Linear Programming (MINLP) do not cope well with large scale problems. This type of problems can be appropriately addressed by metaheuristics approaches. This paper proposes a new methodology called Signaled Particle Swarm Optimization (SiPSO) to address the energy resources management problem in the scope of smart grids, with intensive use of DER. The proposed methodology’s performance is illustrated by a case study with 99 distributed generators, 208 loads, and 27 storage units. The results are compared with those obtained in other methodologies, namely MINLP, Genetic Algorithm, original Particle Swarm Optimization (PSO), Evolutionary PSO, and New PSO. SiPSO performance is superior to the other tested PSO variants, demonstrating its adequacy to solve large dimension problems which require a decision in a short period of time.

Comparison between deterministic and meta-heuristic methods applied to ancillary services dispatch

This paper proposes two meta-heuristics (Genetic Algorithm and Evolutionary Particle Swarm Optimization) for solving a 15 bid-based case of Ancillary Services Dispatch in an Electricity Market. A Linear Programming approach is also included for comparison purposes. A test case based on the dispatch of Regulation Down, Regulation Up, Spinning Reserve and Non-Spinning Reserve services is used to demonstrate that the use of meta-heuristics is suitable for solving this kind of optimization problem. Faster execution times and lower computational resources requirements are the most relevant advantages of the used meta-heuristics when compared with the Linear Programming approach.

Optimização dos parâmetros de um robô hexápode através de algoritmos genéticos

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Mould and yeast identification in archival settings: preliminary results on the use of traditional methods and molecular biology options in Portuguese archives

This project was developed to fully assess the indoor air quality in archives and libraries from a fungal flora point of view. It uses classical methodologies such as traditional culture media – for the viable fungi – and modern molecular biology protocols, especially relevant to assess the non-viable fraction of the biological contaminants. Denaturing high-performance liquid chromatography (DHPLC) has emerged as an alternative to denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and has already been applied to the study of a few bacterial communities. We propose the application of DHPLC to the study of fungal colonization on paper-based archive materials. This technology allows for the identification of each component of a mixture of fungi based on their genetic variation. In a highly complex mixture of microbial DNA this method can be used simply to study the population dynamics, and it also allows for sample fraction collection, which can, in many cases, be immediately sequenced, circumventing the need for cloning. Some examples of the methodological application are shown. Also applied is fragment length analysis for the study of mixed Candida samples. Both of these methods can later be applied in various fields, such as clinical and sand sample analysis. So far, the environmental analyses have been extremely useful to determine potentially pathogenic/toxinogenic fungi such as Stachybotrys sp., Aspergillus niger, Aspergillus fumigatus, and Fusarium sp. This work will hopefully lead to more accurate evaluation of environmental conditions for both human health and the preservation of documents.

Identification of a 0.4 Kb deletion region in 10q26 associated with endometrial carcinoma

We have identified an allelic deletion common region in the q26 region of chromosome 10 in endometrial carcinomas, which has been reported previously as a potential target of genetic alterations related to this neoplasia. An allelotyping analysis of 19 pairs of tumoral and non-tumoral samples was accomplished using seven microsatellite polymorphic markers mapping in the 10q26 chromosomal region. Loss of heterozygosity for one or more loci was detected in 29% of the endometrial carcinoma samples. The observed pattern of loss enabled the identification of a 3.5 Mb common deleted region located between the D10S587 and D10S186 markers. An additional result from an endometrial sample with evidence of a RER phenotype may suggest a more centromeric region of loss within the above-mentioned interval. This 401.84 Kb interval flanked by the D10S587 and D10S216 markers may be a plausible location for a putative suppressor gene involved in early stage endometrial carcinogenesis.

Hyperspectral subspace identification

Signal subspace identification is a crucial first step in many hyperspectral processing algorithms such as target detection, change detection, classification, and unmixing. The identification of this subspace enables a correct dimensionality reduction, yielding gains in algorithm performance and complexity and in data storage. This paper introduces a new minimum mean square error-based approach to infer the signal subspace in hyperspectral imagery. The method, which is termed hyperspectral signal identification by minimum error, is eigen decomposition based, unsupervised, and fully automatic (i.e., it does not depend on any tuning parameters). It first estimates the signal and noise correlation matrices and then selects the subset of eigenvalues that best represents the signal subspace in the least squared error sense. State-of-the-art performance of the proposed method is illustrated by using simulated and real hyperspectral images.