Identificação de marcadores moleculares ligados a um gene mutado de resistência ao oídio (Erysiphe pisi Syd.) em ervilha (Pisum sativum L.)

Tese dout., Ciências Agrárias, Universidade do Algarve, 2006

Differential requirements of aPKC activity within different epithelial tissues

Epithelial tissues are essential during morphogenesis and organogenesis. During development, epithelial tissues undergo several different remodeling processes, from cell intercalation to cell change shape. An epithelial cell has a highly polarized structure, which is important to maintain tissue integrity. The mechanisms that regulate and maintain apicobasal polarity and epithelial integrity are mostly conserved among all species and in different tissues within the same organism. aPKC-PAR complex localizes in the apical domain of polarized cells, and its function is essential for apicobasal polarization and epithelial integrity. In this work we characterized two novel alleles of aPKC: a temperature sensitive allele (aPKCTS), which has a point mutation on a kinase domain, and another allele with a point mutation on a highly conserved amino acid within the PB1 domain of aPKC (aPKCPB1). Analysis of the aPKCTS mutant phenotypes, lead us to propose that during development different epithelial tissues have differential requirements of aPKC activity. More specifically, our work suggests de novo formation of adherens junctions (AJs) is particularly sensitive to sub-optimal levels of apkc activity. Analysis of the aPKCPB1 allele, suggests that aPKC is likely to have an apical structural function mostly independent of its kinase activity. Altogether our work suggests that although loss of aPKC function is associated to similar epithelial phenotypes (e.g., loss of apicobasal polarization and epithelial integrity), the requirements of aPKC activity within these tissues are nevertheless likely to vary.

Development of a Piggybac based direct reprogramming system for derivation of integration free induced pluripotent stem cells

Induced pluripotent stem cells (iPSc) have great potential for applications in regenerative medicine, disease modeling and basic research. Several methods have been developed for their derivation. The original method of Takahashi and Yamanaka involved the use of retroviral vectors which result in insertional mutagenesis, presence in the genome of potential oncogenes and effects of residual transgene expression on differentiation bias of each particular iPSc line. Other methods have been developed, using different viral vectors (adenovirus and Sendai virus), transient plasmid transfection, mRNA transduction, protein transduction and use of small molecules. However, these methods suffer from low efficiencies; can be extremely labor intensive, or both. An additional method makes use of the piggybac transposon, which has the advantage of inserting its payload into the host genome and being perfectly excised upon re-expression of the transposon transposase. Briefly, a policistronic cassette expressing Oct4, Sox2, Klf4 and C-Myc flanked by piggybac terminal repeats is delivered to the cells along with a plasmid transiently expressing piggybac transposase. Once reprogramming occurs, the cells are re-transfected with transposase and subclones free of tranposon integrations screened for. The procedure is therefore very labor intensive, requiring multiple manipulations and successive rounds of cloning and screening. The original method for reprogramming with the the PiggyBac transposon was created by Woltjen et al in 2009 (schematized here) and describes a process with which it is possible to obtain insert-free iPSc. Insert-free iPSc enables the establishment of better cellular models of iPS and adds a new level of security to the use of these cells in regenerative medicine. Due to the fact that it was based on several low efficiency steps, the overall efficiency of the method is very low (<1%). Moreover, the stochastic transfection, integration, excision and the inexistence of an active way of selection leaves this method in need of extensive characterization and screening of the final clones. In this work we aime to develop a non-integrative iPSc derivation system in which integration and excision of the transgenes can be controlled by simple media manipulations, avoiding labor intensive and potentially mutagenic procedures. To reach our goal we developed a two vector system which is simultaneously delivered to original population of fibroblasts. The first vector, Remo I, carries the reprogramming cassette and GFP under the regulation of a constitutive promoter (CAG). The second vector, Eneas, carries the piggybac transposase associated with an estrogen receptor fragment (ERT2), regulated in a TET-OFF fashion, and its equivalent reverse trans-activator associated with a positive-negative selection cassette under a constitutive promoter. We tested its functionality in HEK 293T cells. The protocol is divided in two the following steps: 1) Obtaining acceptable transfection efficiency into human fibroblasts. 2) Testing the functionality of the construct 3) Determining the ideal concentration of DOX for repressing mPB-ERT2 expression 4) Determining the ideal concentration of TM for transposition into the genome 5) Determining the ideal Windows of no DOX/TM pulse for transposition into the genome 6) 3, 4 and 5) for transposition out of the genome 7) Determination of the ideal concentration of GCV for negative selection We successfully demonstrated that ENEAS behaved as expected in terms of DOX regulation of the expression of mPB-ERT2. We also demonstrated that by delivering the plasmid into 293T HEK cells and manipulating the levels of DOX and TM in the medium, we could obtain puromycin resistant lines. The number of puromycin resistant colonies obtained was significantly higher when DOX as absent, suggesting that the colonies resulted from transposition events. Presence of TM added an extra layer of regulation, albeit weaker. Our PCR analysis, while not a clean as would be desired, suggested that transposition was indeed occurring, although a background level of random integration could not be ruled out. Finally, our attempt to determine whether we could use GVC to select clones that had successfully mobilized PB out of the genome was unsuccessful. Unexpectedly, 293T HEK cells that had been transfected with ENEAS and selected for puromycin resistance were insensitive to GCV.

Molecular structure and functional analysis of runx3 in zebrafish

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas, Universidade do Algarve, Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, 2014

Transglutaminases do mosquito Anopheles gambiae: Caracterização genética, bioquímica e funcional durante a infecção por Plasmodium berghei

A malária constitui um problema de saúde pública, que tem vindo a agravar-se, sendo crescente a necessidade de estratégias renovadas para o seu controlo, como a interrupção do ciclo esporogónico. Deste modo, é essencial compreender as respostas imunológicas de Anopheles anti-Plasmodium. Demonstrou-se anteriormente, que a inibição de transglutaminases, enzimas que participam em vários processos biológicos ao catalisarem a formação de ligações covalentes entre péptidos, agrava a infecção em mosquitos pelo parasita. O presente trabalho tem por objectivo caracterizar as transglutaminases AGAP009098 e AGAP009100 de Anopheles gambiae. Os métodos utilizados para este efeito foram: a sequenciação de regiões dos genes AGAP009098 e AGAP009100; a clonagem molecular de fragmentos da região codificante do gene AGAP009098, usando o vector plasmídico pET–28a(+) e Escherichia coli como sistema de expressão; e PCR em Tempo Real para analisar a expressão relativa dos genes AGAP009098 e AGAP009100 nos diferentes os estádios de desenvolvimento. AGAP009098 é expressa ubiquamente e AGAP009100 a partir do estádio pupa. Estes resultados apontam para a conclusão de que AGAP009098 e AGAP009100 poderão desempenhar funções em processos biológicos relevantes, por exemplo na defesa imunitária, ou no desenvolvimento. Os péptidos recombinantes, obtidos a partir da clonagem com sucesso de fragmentos da região codificante do gene AGAP009098, constituem uma ferramenta importante para averiguar a função destas TGases, no futuro.

mRNA metabolism: nonsense mediated mRNA decay as a tool for gene therapy and the role of human DIS3L2 in transcript degradation

Tese de mestrado em Biologia Humana e Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2015

O uso de nanoanticorpos no design de vacinas

Por volta da década de 90, foram descobertos na família Camelidae anticorpos desprovidos de cadeias leves e em que o seu domínio variável era constituído unicamente por cadeias pesadas (VHH) e dois domínios constantes (CH2 e CH3). Estes fragmentos passaram a ser conhecidos por Nanoanticorpos, não só pelo seu pequeno tamanho e flexibilidade, mas também por se tratar de uma nova geração de anticorpos terapêuticos, os quais apresentam várias vantagens face aos anticorpos convencionais, uma vez que não são imunogénicos e têm uma alta estabilidade térmica e química, entre tantas outras características inerentes. As suas aplicações são diversas: podem ser usados como tratamento e diagnóstico médico, na veiculação de fármacos e no desenvolvimento de vacinas. Uma das tecnologias moleculares mais usadas na clonagem e expressão dos Nanoanticorpos é a tecnologia de «Phage Display» que pode ser categorizada em duas vertentes: o sistema vector de fago e o sistema vector de fagemídeo. Os vectores fágicos mais usados são os bacteriófagos filamentosos, como o M13, capazes de infetar bactérias gram negativas, como a Escherichia coli. Trata-se de uma ferramenta biotecnológica poderosa e promissora, destacando-se na área da medicina.

Desenvolvimento da formação ética no quadro da ação docente dos professores de Biologia

A escola, até alguns anos atrás, era considerada como uma instituição baluarte de ética e de valores, que era necessário preservar e difundir. Mas, a realidade escolar alterou bastante, acompanhando as transformações sociais. Para se adaptarem às mudanças num mundo com dificuldade em situar-se relativamente à ética e aos valores, os professores precisam de adquirir novas competências e conhecimentos. O domínio da ética afigura-se, assim, crucial, para o desenvolvimento pessoal e profissional e para um mais eficaz desempenho da profissão docente. Os professores de Biologia enfrentam, em sala de aula, muitas questões éticas problemáticas, pelos conteúdos programáticos que lecionam e que os suscitam, como por exemplo, a clonagem, o aborto, a reprodução medicamente assistida, a manipulação genética. Tendo em conta esta realidade, e atendendo a que os professores intervenientes neste projeto não tiveram formação na área da ética, este trabalho de projeto tem como objetivo responder à seguinte questão: como se poderá desenvolver a dimensão ética da ação docente dos professores de Biologia através da formação? O projeto será desenvolvido mediante a concretização de um curso de formação que pretende levar à reflexão e ao desenvolvimento de atitudes mais estruturantes e positivas face a situações éticas problemáticas e à valorização da dimensão ética da ação docente destes profissionais. A ação de formação a desenvolver, constará de um conjunto de atividades: brainstorming, análise e reflexão de textos sobre conceções de ética, valores e questões éticas problemáticas, palestras, powerpoint, filme, textos com opiniões de vários cientistas acerca destas temáticas. A ação docente, para além de proporcionar aos alunos conhecimentos, deve ser também direcionada para o desenvolvimento de atitudes ético-morais, essenciais na formação integral dos discentes. Skillen (1997) sublinha que é fundamental que o professor adote uma prática docente que implique os alunos em atividades de cariz moral que visem a prática de valores.

O mutante pso9-1 de Saccharomyces cerevisiae, sensível a psoralenos fotoativados, contém um alelo mutante do gene MEC3 envolvido em checkpoint

Análises de complementação do mutante pso9-1, sensível a psoralenos mono- e bifuncionais fotoativados, UV254nm e nitrosoguanidina, com os mutantes pso1 a pso8, confirmou que este contém uma nova mutação pso. A clonagem molecular a partir de um banco genômico de levedura sugeriu pso9-1 como alelo mutante do gene de checkpoint que responde a danos no DNA MEC3. A não-complementação de vários fenótipos de sensibilidade em diplóides pso9-1/mec3∆ confirmou o alelismo dos dois mutantes. A sensibilidade à calcofluor white e à cafeína não foi aumentada nas linhagens pso9-1 e mec3∆, em relação as suas respectivas selvagens, sugerindo que o mutante pso9-1 não porta uma mutação na região promotora. O fenótipo mutante de mec3∆ foi levemente mais pronunciado para sensibilidade à 8-MOP + UVA e UVC, e para a supressão de mutação para frente induzida por UVC, sugerindo uma função residual para a proteína produzida por este alelo mutante.

Caracterização molecular da mutação pso8-1/rad6 de Saccharomyces cerevisiae, sensível à fotoadição de psoralenos, à radiação UVC e a mutágenos químicos

Um novo mutante isolado da levedura Saccharomyces cerevisiae, sensível à fotoativação de psoralenos mono- e bi-funcionais, à UVC e ao MNNG, complementou o fenótipo de sensibilidade à fotoadição de psoralenos conferido pelas mutações pso1 a pso7 e assim foi chamado pso8-1. O duplo mutante pso8-1 rad4-4 foi altamente sensível à UVC, indicando assim uma interação sinergística dos dois mutantes alelos. A clonagem molecular pela complementação do fenótipo de sensibilidade à radiação UVC do mutante pso8-1 e estudos genéticos revelaram que pso8-1 é alelo ao gene RAD6. O produto do gene RAD6/UBC2 é uma enzima conjugada à ubiquitina envolvida em reparação de DNA, esporulação, recombinação, indução de mutagênese, degradação de proteínas, genes silenciosos, transposição Ty1. Enquanto o mutante pso8-1 apresenta um fenótipo mutador espontâneo e possui baixa mutabilidade induzida a mutágenos, a esporulação de diplóides homoalélicas mostrou eficiência próxima à da linhagem selvagem. A análise da seqüência do mutante alelo mostrou que pso8-1 contém uma nova, e até agora desconhecida, transição T→C no nucleotídeo 191, levando à substituição de uma prolina altamente conservada por uma leucina na posição 64 (Rad6-[P64L]) que pode ter severas conseqüências na estrutura terciária da proteína mutada, e conseqüente ligação a pRad18.

Expressão das iodotironinas desiodases tipos I e II em diferentes tecidos de camundongos normais e com deficiência inata para a desiodase tipo I

Duas enzimas, as iodotironinas desiodases tipos I e II (D1 e D2), catalizam a reação de 5’ desiodação do T4 promovendo a formação do hormônio tireoidiano ativo, T3. A D1, principal fonte de T3 circulante no plasma, esta presente no fígado, rim e tireóide. Até recentemente, acreditava-se que a expressão da D2 estivesse restrita a tecidos nos quais a concentração intracelular de T3 desempenha um papel crítico como na hipófise, sistema nervoso central e tecido adiposo marrom (TAM). Estes conceitos foram estabelecidos com base em estudos de atividade enzimática em homogenados de tecidos de ratos. A recente clonagem dos cDNAs da D1 e D2, de ratos e humanos, forneceu novos meios para a avaliação da distribuição tecidual e dos mecanismos que regulam a expressão dos genes destas enzimas. Estudos anteriores demonstraram que altos níveis de mRNA da D2 são encontrados na tireóide e músculos cardíaco e esquelético em humanos, entretanto este mesmo padrão não foi observado em ratos. Os hormônios tireoidianos tem um efeito direto sobre as desiodases, regulando a ação dessas enzimas de maneira tecido-específica. Estudos prévios demonstraram que elevados níveis de T4 reduzem à metade a atividade da D2 no cérebro e hipófise dos camundongos C3H/HeJ (C3H), linhagem de camundongos que apresenta uma deficiência inata da D1 compensada com o aumento dos níveis séricos de T4 que, nestes animais, são aproximadamente o dobro daqueles observados nos camundongos normais, C57BL/6J (C57). No presente trabalho, utilizamos a técnica da PCR a partir da transcrição reversa (RT-PCR) para determinar o padrão de expressão do mRNA da D1 e D2 em diferentes tecidos de camundongos e avaliar sua regulação pelos hormônios tireoidianos. Investigamos, também, os níveis de mRNA da D2 em diferentes tecidos de camundongos normais e com deficiência inata da D1 para avaliarmos o mecanismo pelo qual o T4 regula a atividade da D2 nos animais deficientes. Nossos resultados demonstraram, como esperado, que altos níveis de mRNA da D1 estão presentes no fígado e rim e em menores quantidades no testículo e hipófise. Detectamos mRNA da D2, predominantemente, no TAM, cérebro, cerebelo, hipófise e testículo. Níveis mais baixos de expressão foram detectados, também, no coração. O tratamento com T3 reduziu, significativamente, a expressão da D2 no TAM e coração, mas não no cérebro e testículo. Por outro lado, os níveis de mRNA da D2 aumentaram, significativamente, no testículo de camundongos hipotireoideos. Transcritos da D2 foram identificados no cérebro, cerebelo, hipófise, TAM, testículo e, em menores quantidades, no coração em ambas as linhagems de camundongos, C57 e C3H. Entretanto, ao contrário da atividade, nenhuma alteração significativa nos níveis basais de expressão do mRNA da D2 foi detectada nos tecidos dos camundongos deficientes. O tratamento com T3 reduziu de forma similar, os níveis de mRNA da D2 no TAM e coração em ambos os grupos de animais. Em conclusão, nossos resultados demonstraram que o mRNA da D2 se expressa de forma ampla em diferentes tecidos de camundongos, apresentando um padrão de expressão similar ao descrito em ratos. A co-expressão da D1 e D2 no testículo sugere um papel importante dessas enzimas no controle homeostático do hormônio tireoidiano neste órgão. Demonstramos, também, que a deficiência da D1 não altera os níveis basais de expressão do mRNA da D2 nos camundongos C3H, confirmando que o T4 atua ao nível pós-transcricional na regulação da atividade da D2 nestes animais. Além disso, o T3 age de forma tecido-específica e tem efeito similar sobre a regulação pré-transcricional do gene da D2 em ambas as linhagens de camundongos.

Repensando o lugar no projeto urbano. Variações na percepção de lugar na virada do milênio (1985-2004)

O conceito de lugar é tradicionalmente associado às ações projetuais da Arquitetura e Urbanismo, embora o interesse pelo tema tenha experimentado uma diminuição a partir de meados do século XX. Por outro lado, entre o final do século XX e início do XXI, consolidou-se uma nova prática no campo projetual de lugar: o surgimento de lugares criados sob configurações novas - como parques temáticos, shopping malls, áreas históricas refuncionalizadas - reinstaurando o interesse pelo tópico. A Tese os denomina de “lugares da clonagem”, entendendo que são tentativas de replicar as características dos espaços nos quais se reconhece a manifestação do fenômeno da urbanidade - espaços percebidos como “lugares da urbanidade”. Os lugares da clonagem podem derivar de projetos que buscam identificar os estímulos ambientais responsáveis pela atribuição de urbanidade. A Tese defende que os projetos assim elaborados trazem efeitos favoráveis à qualificação das cidades contemporâneas, apoiando-se na hipótese de que os novos espaços tornar-se-ão percebidos como legítimos lugares para a sociedade contemporânea. Para sua demonstração, o trabalho inicialmente enuncia seus próprios termos de referência em relação a lugar, no capítulo intitulado “Apresentação do lugar”. Para poder avançar num tema que diariamente se renova, o capítulo “Conceituação de lugar” efetua uma revisão das bases conceituais de lugar em diferentes disciplinas, de modo a investigar o que podem acrescentar à modernização do conceito. Concentra seu foco seletivamente nas disciplinas mais relacionadas com as áreas projetuais, e em contribuições ainda em debate, ou menos divulgadas na literatura brasileira. O capítulo seguinte, “Investigação e Projetação de lugar”, imerge em antecedentes empíricos de pesquisas e de exemplares construídos, de modo a elaborar novas conjecturas teóricas e teóricopráticas. As variações que podem decorrer das tentativas de clonar a urbanidade são debatidas em “Variação na percepção de lugar”, que especula sobre as qualificações eventualmente atribuídas pelos lugares da clonagem ao ambiente urbanizado. O trabalho prossegue trazendo uma “Ilustração de lugares em cidades gaúchas”, apresentando em seqüência, a Usina do Gasômetro, em Porto Alegre; lugares da Serra Gaúcha, especialmente nas cidades da Região das Hortênsias e em Serafina Corrêa; e regressa a Porto Alegre, para examinar os projetos do DC-Navegantes e do Aeroporto Salgado Filho. Em “A lição dos lugares da clonagem” são emitidas as conclusões das ponderações, voltadas intencionalmente na direção de levantar uma dúvida razoável quanto à qualidade dos lugares inventados e sua pertinência nos contextos urbanos em que vivemos, para assim tentar encurtar a distância que, com apressado maniqueísmo, separa o lugar acreditado como “autêntico”, do lugar desmerecido como “inventado”.

É possível clonar fundos de investimento?

Esse estudo foi motivado pela falta de bons fundos de investimento multimercado abertos para captação no Brasil e tem como objetivo analisar a viabilidade de utilizar a análise de estilo baseada em retorno para clonar retornos e comportamento de determinados fundos de investimento multimercado do mercado brasileiro. Modelos já testados no exterior e no Brasil foram pesquisados e optou-se por adaptar o modelo linear proposto por LIMA e VICENTE (2007). Verificou-se que o modelo de espaço de estados é mais adequado para clonar retornos de determinados fundos de investimento do que o modelo de regressão com parâmetros fixos. Resultados animadores foram obtidos para quatro dos cinco fundos analisados nesse estudo.

O uso do lúdico como inovação pedagógica na aprendizagem de genética: um facilitador no desempenho do aprendiz

A disciplina de Biologia tem encontrado, ao longo de seu percurso, algumas resistências no que se refere ao aprendizado da mesma, particularmente quando se refere aos conteúdos da Genética. Temas complexos relacionados a inúmeras pesquisas genômicas geram polêmicas e levam a discussões, dentro e fora da sala de aula, sobre as sérias implicações de ordem social, ética e moral que advêm desse universo científico. Essa gama de conteúdos relacionados à pesquisa genômica, como organismos transgênicos, clonagem, e especialmente a utilização de células-tronco, leva a discussões sobre os riscos, benefícios e as implicações éticas, sociais e morais provenientes das biotecnologias geradas por essas pesquisas. Para acompanhar essa evolução gerada pelos avanços da ciência, é necessário preparar pessoas com senso crítico e capacidade para participarem dos debates contemporâneos e as implicações que surgem com os avanços científicos e tecnológicos. No entanto, no ensino da Biologia, em especial aquele voltado para a genética, normalmente não existe uma preocupação em familiarizar o aluno com os códigos da ciência, de forma que ele consiga contextualizá-los e relacioná-los com a vida prática e cotidiana, bem como com os aspectos subjetivos com os quais a ciência trata. Este contexto colabora para que o aluno sinta dificuldade em entender e assimilar os conhecimentos dessa pertinência e assim passe a engessar as estatísticas com elevado índice de reprovações na disciplina de Biologia, especialmente nas escolas da rede pública. Portanto, esta pesquisa se desenvolve no sentido de examinar as questões relacionadas à metodologia do ensino tradicional e a prática pedagógica que se utiliza de jogos como instrumentos facilitadores da aprendizagem, buscando, assim, analisar, investigar e verificar as razões das resistências no aprendizado de genética a partir do jogo como instrumento inovador de aprendizagem.