The role of dopamine for behavior regulation in cooperatively breeding fish

Tese de mestrado em Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016Este estudo tem como objectivo compreender o papel de um neurotransmissor, a dopamina, na regulação de comportamentos sociais e cooperativos. Para uma melhor compreensão de cooperação, é necessário compreender primeiramente o que é sociabilidade. Sociabilidade pode ser definida pela vivência de dois ou mais indivíduos como parte do mesmo grupo. Para a sociabilidade ocorrer, é ainda necessário, existir interacção entre os membros do grupo, tendo sempre em conta o contexto social em que a interacção ocorre, assim como o comportamento do indivíduo com o qual a interacção está a ocorrer. Após a percepção destes dois componentes cada membro do grupo terá que modelar o seu próprio comportamento para que a que a sua acção se enquadre ao que lhe é exigido pelo contexto social em que se encontra. O contexto social em que um animal se encontra é definido pelo conjunto de factores ambientais (eg. taxa de predação, recurso de alimento e a forma como os seus pares se estão a comportar). Apenas após a consideração dos aspectos referidos acima, é que os comportamentos cooperativos podem emergir. Cooperação pode ser definida como uma acção que é realizada por um indivíduo A, que por sua vez beneficia um individuo B. Dentro de comportamentos cooperativos podemos definir vários tipos de interacções dependendo do receptor do benefício resultante dessa interacção. Esta troca de benefícios é designada de reciprocidade. A reciprocidade pode ser directa, quando dois indivíduos se entreajudam, ou indirecta quando numa interacção cooperativa o indivíduo beneficiado ajuda um terceiro indivíduo. A investigação em cooperação e sociabilidade que tem sido desenvolvida têm-se focado maioritariamente na ecologia mas também nos aspectos evolutivos de como cooperação e sociabilidade poderá ter surgido e mantida ao longo do tempo. Contudo, pouco se conhece sobre os seus mecanismos regulatórios. O presente estudo pretende desvendar o papel de um neurotransmissor na regulação de comportamentos cooperativos e sociais, a dopamina. Dopamina é uma catecolamina que está envolvida em várias funções centrais de um organismo, tal como na locomoção, na cognição, na aprendizagem e no sistema mesolímbico de recompensa. Em 2011 foi descrita a “Social decision-making network” que consiste num conjunto de núcleos cerebrais que estão envolvidos na regulação de sociabilidade, tal como o núcleo accumbens e a área pré-óptica, juntamente com o sistema mesolímbico de recompensa também está incluído na “Social decison-making network”. Admite-se desta forma, que um comportamento social para ser repetido, é porque despoletou alguma recompensa num “helper” (ajudante). Tendo isto em conta o presente estudo tem como principal objectivo tentar uma melhor compreensão do papel da dopamina na regulação comportamentos sociais e cooperativos. Compreender de que forma a dopamina regula comportamentos cooperativos e sociais de ”helpers”. Foi usado como objecto de estudo, o ciclídeo Neolamprolugus pulcher, sendo que esta espécie vive em famílias com uma estrutura social robusta. Estas famílias são constituídas por um casal dominante e um conjunto de “helpers” que varia de um a trinta, em que apenas o par dominante se reproduz. Os ajudantes podem ser indivíduos sexualmente maturos ou não, o seu papel na família consiste em defesa do território contra predadores e intrusos, manutenção do território e a ajudar a criar a ninhada dos dominantes. Os predadores podem ser predadores de ovos ou de adultos. Para este efeito foram realizadas injecções intramusculares em indivíduos ajudantes, com agonistas e antagonistas específicos para receptores D1 e D2. Após a manipulação da actividade de cada um destes receptores realizou-se observações de forma a serem detectadas diferenças comportamentais (eg. número de comportamentos agressivos, submissos e de afilação).Para melhor compreensão da função dos receptores dopaminérgicos na regulação de comportamentos cooperativos e sociais em ajudantes, foram formadas 8 famílias com um casal dominante e dois ajudantes, um grande e um pequeno. Começou-se por realizar um estudo de calibração para as dosagens das drogas em estudo, agonista de D1-like (SKF-38393), antagonista de D1-like (SCH-23390), agonista de D2-like (Quinpirole) e antagonista de D2-like (Metoclopramida). Para a execução do estudo de calibração foram escolhidas 3 doses para cada uma das drogas, um dose alta, uma dose média e uma dose baixa, estas doses foram escolhidas tendo em conta estudos anteriores realizados noutros organismos. Como controlo foi injectada uma solução salina. Para este estudo foram criados dois grupos com 4 famílias cada, em que cada grupo apenas foi injectado com drogas para uma das classes de receptores, 4 famílias estiveram sujeitas ao tratamento para os receptores D1-like (8 ajudantes no total) e 4 famílias estiveram sujeitas ao tratamento para os receptores D2-like (8 ajudantes no total). O desenho experimental consistiu em realizar várias sessões de observações de 15 minutos em diferentes tempos, uma observação antes da injecção, uma sessão de observação 15 minutos após a injecção, outra observação 30 minutos após a injecção e outra observação 60 minutos após a injecção. Com este estudo foi possível concluir que os receptores D1-like e D2-like estão de facto a modular a agressividade, submissão e comportamento aflitivo dos ajudantes. Após o estudo de calibração testou-se o papel dos receptores dopaminérgicos na regulação comportamental dos ajudantes, quando estes são sujeitos a diferentes contextos sociais. Para tal, foram usadas 10 famílias constituídas por um casal dominante e 2 ajudantes (um grande e um pequeno ajudante), a duas tarefas distintas mais uma tarefa de controlo. Estas tarefas consistiram em estimular certos comportamentos por parte dos ajudantes, tal como comportamentos de manutenção do território tal como escavar e limpar o abrigo e comportamentos de defesa contra intrusos. Para induzirmos comportamentos de ajuda na manutenção do território preenchemos o abrigo do casal com areia para induzir o comportamento de escavar por parte dos ajudantes para que estes desobstruíssem o abrigo. Para a indução de comportamentos de defesa do território foi apresentada à família um predador de ovos num tubo de apresentação, para induzir comportamentos agressivos contra o intruso por parte da família mas em especial por parte dos ajudantes. Como controlo para as tarefas foi elaborada uma observação sem manipulação do ambiente antes e depois da injecção. Semelhante ao que foi feito na primeira experiência foram realizados períodos de observação de 15min para cada tarefa, antes e depois da injecção. Neste caso cada ajudante foi injectado intramuscular com uma dose de cada uma das drogas, agonista do D1-like (SKF-38393), antagonista de D1-like (SCH-23390), agonista de D2-like (Quinpirole), antagonista de D2-like (Metoclopramida), e controle (solução de 0.9% NaCl). Esta experiência permitiu demonstrar que os receptores D2-like estão de facto a regular a agressividade, submissão e afilação em ajudantes de N.pulcher, no entanto foi observado que esta depende do contexto social a que o ajudante está sujeito. Isto porque não foi constatado um aumento no número de comportamentos agressivos em todas as tarefas apresentadas, apenas nas tarefas em que tal comportamento era contextualmente exigido (eg. Na presença de um intruso). É assim evidenciado que apesar da dopamina regular a sociabilidade de N.pulcher, especialmente os receptores D2-like, estes parecem estar a ter em conta o contexto social a que os ajudantes estão sujeitos. Após a manipulação farmacológica dos receptores dopaminérgicos no cérebro dos ajudantes averiguou-se também de que forma a actividade dopaminérgica estava distribuída no cérebro de um ajudante. Para isso foram executadas microdissecções das macro-areas de cérebros de indivíduos ajudantes (que pertencem a uma família), e a indivíduos que não eram ajudantes (que se encontravam em tanques de agregação). Indivíduos de tanques de agregação também se encontravam dentro de uma estrutura hierárquica forte, mas no entanto esta não era uma família. Dissecou-se as seguintes macro-areas: “forebrain”, tecto óptico, cerebelo, diencéfalo e tronco cerebral. Após as dissecções foram medidas as concentrações de dopamina e dos seus metabolitos (HVA e DOPAC), nas várias macro-areas em estudo. Ao analisar a contracção total de dopamina e dos seus metabolitos no cérebro de ajudantes versus não-ajudantes, constatou-se a não existência de diferenças significativas entre estes. No entanto, quando analisadas as diferentes macro-areas separadamente, foi evidenciado que os ajudantes têm significativamente mais dopamina e HVA no “forebrain” comparativamente com os não-ajudantes. Considerando a concentração de DOPAC, observou-se ainda que os ajudantes têm significativamente mais DOPAC no diencéfalo e no tronco cerebral. Estes resultados vão de encontro com estudos anteriores, que demonstram que áreas como o hipotálamo anterior estão envolvidas na regulação de comportamentos sociais, e que a elevada concentração de dopamina no “forebrain” está correlacionada com a percepção de uma recompensa. Os resultados deste estudo sugerem que os ajudantes de N.pulcher sentem uma recompensa por pertenceram a uma família. Sugerindo que, ao contrário do que se pensava anteriormente, ser um ajudante de uma família de N.pulcher é um caso de reciprocidade directa e não de um comportamento altruísta.Cooperation is an evolutionary enigma that has intrigued biologists ever since Darwin. Much has been researched on the functional mechanisms of cooperation however; the physiological framework has only recently become a focus. Here we report on three experiments focussing the role of dopamine in social behaviour of a notorious cooperatively breeding teleost fish species. Dopamine is involved in the modulation of animals’ reward system and social decision network, suggesting that it might be involved in sociability. We studied Neolamprologus pulcher, a cooperative cichlid fish from Lake Tanganyika, East Africa. These fish live in families with a dominant pair and a variable number of subordinates helping the dominant breeders in territory maintenance and defence, showing altruistic behaviour by engaging in alloparental care. We aimed at dopaminergic receptors D1 and D2, blocking or stimulating their activity with injections of agonists or antagonists (SKF-3893, SCH-23390, Quinpirole and Metoclopramide). Our data suggest that the two dopaminergic receptors have different regulatory roles for the social behaviour of these fish. The major focus seems to be on D2 receptor, which is influencing the aggressive, submissive and affiliative behaviour. Specifically, the D2 receptor is stimulated there was an increase of aggression, while when blocked it increases submission and affiliative behaviour. Interestingly, social context is the switch in which D2 influence is observe, helpers have into account the social context and they will not behave in discordance with the environment. Finally, when analysing the concentration of dopamine and its metabolites we found that helpers have a higher dopaminergic activity in the diencephalon and a higher concentration of dopamine the forebrain (e.g. Telecephalon). Higher levels of dopamine in helpers’ telencephalon points out towards the direct existence of reward from living in a stabilized family. These data provide the first insight into the role of dopamine for the social behaviour of a cooperative fish species

The Follow-up and Monitoring Component in Strategic Environmental Assessment Processes: the Portuguese Case

The Strategic Environmental Assessment (SEA), as an instrument to support decision-making process and to promote Sustainable Development, has gained an increasing interest, including in particular the monitoring and follow-up issues. However, significant gaps and challenges continue to be pointed out in the practice of this post-decision stage. Some of those gaps are the lack of frameworks and guidance, the lack of resources and financing, the lack of institutional commitment and the lack of practice to apply the SEA follow-up. Thus, this study aims to explore how the follow-up phase has been approached in Portuguese SEA processes. In this way, four types of SEA relevant documents were analysed including, Environmental Reports, Environmental Statements, Non-Technical Summaries, and Assessment and Control Reports. The SEA of the Portuguese national and regional plans and programmes were the instruments considered for the analysis. The methodology was based on quantitative and qualitative content analysis. The mixed-methods approach was selected due to the exploratory nature of the research, as well as to provide a more comprehensive understanding, compared to the use of only one of the approaches. From a quantitative perspective, eight keywords were counted in the chapters intended for Follow-up: “monitoring”, “evaluation”, “management”, “communication”, “indicator”, “governance”, “public participation”, and “follow-up”. In qualitative terms, the structure and content of the monitoring and follow-up related chapters were observed, often referred as “Monitoring and Follow-up”, “Follow-up Plan/Programme”, “Follow-up Guidelines” and “Monitoring and Governance Guidelines”. From the quantitative approach, the main findings showed that “monitoring”, followed by “follow-up” and “evaluation” were the most frequent keywords in the Environmental Reports. In addition, “monitoring” was mentioned in all the Environmental Statements, as well as, in almost all the Non-Technical Summaries. ”Management”, “evaluation”, “indicator” and “follow-up” were also frequent in three analysed types of documents. On the other hand, “communication” and “public participation” were the less frequent keyword, which could illustrate a lack of stakeholder engagement in this stage. The keywords Governance” and “Indicator” was, essentially, founded in the “Governance Framework for action” and in the “Monitoring Indicators Framework”, respectively. The qualitative analysis mapped three common frameworks in use, which are the core components of the follow-up chapters, including: i) “The monitoring indicators frameworks” which were identified in 75% of the Environmental Reports, mainly divided by key themes (critical decision factors), ii) The “Planning and Management Guidelines” that present a set of recommendations and measures for the follow-up process, and iii) “The Governance Framework for action” which identifies the main actors and respective institutional responsibilities, leaving aside the cooperation between the entities and the stakeholder involvement. Overall, it can be concluded that there are still weaknesses in the transition from SEA monitoring and follow-up theory and the real practice. The selection of the most appropriate indicators (including the different indicator types to fit different purposes and planning contexts) and the understanding of the governance framework are some of the biggest challenges to the implementation of the follow-up phase. The lack of evaluation and control reports shows the need to invest in the development of guides and regulations that support the transition to this fundamental and longest SEA phase.A Avaliação Ambiental Estratégica (AAE), considerada como um instrumento de apoio à tomada de decisão que visa a promoção do Desenvolvimento Sustentável, tem vido a verificar um crescente interesse, nomeadamente nas componentes de Seguimento e Monitorização. Todavia, lacunas e desafios significativos continuam a ser apontados na prática deste processo. Alguns desses desafios são a falta de frameworks e guias, a falta de recursos e financiamento, a falta de compromisso institucional e a falta de prática em aplicar o seguimento da AAE. Assim, a presente dissertação tem como principal objetivo compreender de que maneira a fase de follow-up, tem sido abordada em Portugal, nos processos de Avaliação Ambiental Estratégica. Dessa forma, foram analisados quatro tipos de documentos relevantes em AAE: os Relatórios Ambientais, as Declarações Ambientais, os Resumos Não-Técnicos e os Relatórios de Avaliação e Controlo. Os instrumentos considerados para análise prendem-se com os planos e programas de âmbito nacional e regional, providenciados pela Agência Portuguesa do Ambiente. Para responder aos objetivos traçados, as metodologias de análise adotadas basearam-se numa análise de conteúdos quantitativa e qualitativa. A escolha de uma abordagem de métodos mistos deveu-se à natureza exploratória desta dissertação, bem como à compreensão mais abrangente que estes métodos providenciam, em comparação ao uso de apenas uma das componentes. Numa perspetiva quantitativa, foram contabilizadas 8 palavras chave, apenas nos capítulos destinados a seguimento: monitorização, avaliação, gestão, comunicação, indicador, governança, participação pública e seguimento/acompanhamento. Em termos qualitativos, foi observado a estruturada e conteúdo dos capítulos relacionados com seguimento, frequentemente referidos como “Monitorização e Seguimento”, “Plano/Programa de Seguimento”, “Diretrizes de Seguimento” e “Diretrizes de Monitorização e Governança”. Nos resultados quantitativos, “monitorização”, seguido de “seguimento” e “avaliação” foram as palavra-chave mais frequente nos Relatórios Ambientais. Mais se acrescenta que “monitorização” foi mencionada em todas as Declarações Ambientais, bem como, na grande maioria dos Resumos Não-Técnicos. “Gestão”, “avaliação” e “indicador” e “seguimento” foram, também, frequentes nos documentos analisados. Por outro lado, “comunicação” e “participação pública” foram as palavras-chave menos utilizadas, podendo ilustrar as lacunas no envolvimento de todos os stakeholders. As palavras-chave “governança” e “indicador” foram, essencialmente, encontradas no “Quadro de Governança para a Ação” e no “Quadro de Indicadores de Monitorização”, respetivamente. Na análise qualitativa, foram mapeados três quadros comum, formando as componentes base de um capítulo de seguimento, incluindo: i) “Quadro de Indicadores de Monitorização”, identificados em 75% dos Relatórios Ambientais, divididos, principalmente, em temas-chave (Fatores Críticos de Decisão), ii) “Diretrizes de Planeamento e Gestão”, que apresentam um conjunto de recomendações e medidas para fase de seguimento, e iii) “Quadro de Governança para a Ação”, que identifica os principais atores e a respetiva responsabilidade institucional, não considerando a cooperação entre entidades e o envolvimento de todos os stakeholders. De modo geral, é possível concluir que ainda existem fraquezas na transição da teoria para a prática, nos processos de seguimento e monitorização em AAE. A escolha dos indicadores mais adequados (incluindo os diferentes tipos de indicadores a considerar para diferentes finalidades e contextos de planeamento), e a compreensão do quadro de governança apresentam-se como alguns dos maiores desafios a uma correta implementação da fase de seguimento. A falta de Relatórios de Avaliação e Controlo comprova a necessidade de se apostar na criação de guias e regulamentos que suportem a passagem para esta nova fase

Identification of regulatory pathways acting on the crosstalk between cork development and drought

Tese de mestrado, Biologia Molecular e Genética, 2024, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasCork oak (Quercus suber) is a tree from the western Mediterranean regions, known to produce cork. Cork is a protective layer that is formed by the continuous deposition of phellem cells. Cork oak’s main source of production and exportation is Portugal. The Mediterranean area is largely affected by climate change which influences cork oak’s development and growth This loss of production is attributed to long droughts which hinder this organism’s development. It is increasingly important to understand cork oak’s genetic regulators of drought stress to minimize this effect. Key players in gene regulation are transcription factors (TFs), proteins that induce or repress gene expression. They have unique DNA binding domains and interact with specific sequences. Previously, a gene regulation network focusing on phellem development was built to predict TF-target interactions and select candidate regulators of phellem formation responsive to drought. This project’s objective is to validate in vitro these predicted interactions by using a technique called DAP-Seq which identifies TFs binding sites. Cork oak DNA was incubated with candidate TFs and allowed to bind according to TF DNA binding specificity. The DNA-TF complex was then isolated, and the bound DNA fragments were sequenced and aligned to the reference genome to identify the locations of the protein-bound fragments. Genomic regions with high sequencing coverage were then analyzed, TF DNA-binding motifs searched and mapped to promoter regions of genes. These genes were then compared to predicted interactions from the network. In this work we describe implementation of the DAP-seq workflow to study 7 TFs and describe some problems that arose, which have affected the validation of some TFs. This approach can become a staple in validating TF-target interactions in many organisms and a faster method to increase the knowledge of cork oak’s mechanisms in response to drought

Comparative Systems Biology analyses of Lactococcus lactis subsp. lactis strain LMG 19460

Tese de mestrado, Microbiologia Aplicada, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2020Lactic acid bacteria (LAB) have long had a prominent role in human society, where many of its individuals are used to produce various fermented food products and a few others are clinicallyrelevant pathogens. Since the late twenty-first century, many of these bacteria have also demonstrated their potential as biotechnological organisms, thanks to their proven safety for human health. Lactococcus lactis is one of such LAB, with a long history in the production of dairy products and a recently well established role in biotechnology. There, L. lactis strains have been used as microbial cell factories for the production of recombinant protein, as vectors for mucosal vaccination, and more. L. lactis subsp. lactis LMG 19460 is a strain whose genome was recently sequenced and whose lack of intrinsic plasmids makes it an ideal candidate for biotechnological applications. For the better understanding and use of such biotechnological organisms, genome-scale metabolic models, or genome-scale models (GEMs), can be a great tool. However, developing robust GEMs for organisms which have no available experimental data can be a difficult task, since they cannot be validated through comparison with published phenotypes. As such, strategies different from traditional methodologies are necessary. Here, two GEMs were developed, one for the well characterised, reference strain L. lactis subsp. lactis IL1403 and another for L. lactis LMG 19460. The GEM for L. lactis IL1403 accounts for 575 genes, 921 reactions and 639 metabolites. It was reconstructed through comparative genomic approaches, where metabolic functions in strain IL1403 were inferred from high-quality published GEMs. The assembled model was then refined and validated through comparison with the comprehensive published data available for the organism. The model demonstrates good capabilities in predicting experimentally determined phenotypes of strain IL1403. Using this validated and working model, a GEM was then developed for the lesser-known strain LMG 19460. The metabolic model for L. lactis LMG 19460 accounts for 570 genes, 916 reactions and 638 metabolites. It is a functional model, capable of performing in silico predictions using data available for other L. lactis strains. However, it still requires true validation through comparison with experimentally determined, strainspecific phenotypes. As a first step in the experimental characterisation of L. lactis LMG 19460, a chemically defined medium was here developed and optimised, supporting clear growth and considerable biomass production when compared with published media (final OD600 = 2.02). The GEM for L. lactis LMG 19460 is capable of simulating unconstrained growth in this medium. In future applications, both metabolic reconstructions here assembled should be further refined and validated, in order to fully develop them into high-quality GEMs. Then, these models will be of significant use for further studying the metabolism of their respective strains, where they can be usedto map high-throughput data and drive experimental design. Furthermore, by testing synthetic biology hypothesis and predicting the effects of metabolic engineering, these models will be invaluable tools for the applications of their respective strains in biotechnology.As bacterias do acido lactico (BAL), correspondentes a ordem taxonomica Lactobacillales, sao um grupo de bacterias Gram-positivas com baixo conteudo G+C, caracterizadas por produzirem acido lactico como principal produto do metabolismo. Sao um grupo altamente diversificado, quer nas suas caracteristicas fisionomicas, quer no leque de habitats que ocupam, os quais vao desde numerosos produtos alimentares fermentados, a ambientes vegetais, superficies animais e vias gastrointestinais. Embora alguns membros desta ordem sejam agentes patogenicos, a maioria destas especies e reconhecida como segura para a saude humana. Estes microrganismos estao tradicionalmente associados a industria alimentar, onde servem para a producao de variados produtos fermentados. Mais ainda, desde o final do seculo vinte, tem vindo a adquirir um papel cada vez mais relevante na area da biotecnologia. Uma das especies mais bem caracterizadas no grupo de BAL e Lactococcus lactis. Esta bacteria partilha ja uma longa historia com o ser humano, em grande parte devido ao seu uso na producao de inumeros lacticinios. Recentemente, adquiriu tambem um papel distinto na biotecnologia, onde a sua seguranca para a saude humana lhe confere inumeras vantagens sobre os organismos tradicionalmente utilizados nesta area. Um exemplo destas aplicacoes e a sua utilizacao como fabrica celular microbiana para a producao de inumeros compostos e enzimas de relevancia industrial. Outro exemplo, e a sua aplicacao nas areas da terapeutica e imunologia, onde L. lactis tem sido utilizada para a producao e administracao in vivo de compostos terapeuticos e para a vacinacao atraves de mucosas. A estirpe L. lactis spp. lactis LMG 19460, cujo genoma foi recentemente sequenciado, e uma boa candidata para estas varias aplicacoes biotecnologicas. Isto deve-se, em particular, ao facto de nao ter plasmideos intrinsecos, o que reduz os seus custos metabolicos e permite, em principio, maior rendimento na producao de proteina recombinante. Qualquer aplicacao biotecnologica de um organismo beneficia de um conhecimento integral e abrangente das suas funcoes celulares, nomeadamente do seu metabolismo. Para alcancar essa compreensao holistica, existem na area da biologia de sistemas inumeras ferramentas, dais quais se destacam os modelos metabolicos a escala genomica (MMEG). Estes modelos sao representações matematicas e, consequentemente, computacionais de todas funcoes metabolicas de um dado organismo, permitindo, assim, simular estados fisiologicos e prever fenotipos em variadas condições ambientais. Surgiram no final dos anos 1990, logo apos a sequenciacao dos primeiros genomas, e tem desde entao sido desenvolvidos para cada vez mais organismos, cobrindo agora todos os dominios da vida celular. Quando estes modelos sao gerados de um modo cuidado e compreensivo, resultam em MMEG de alta qualidade, que podem, entao, ser aplicados para inumeros fins. Destes, destacam-se particularmente o mapeamento de dados omicos, permitindo, assim, a melhor interpretacao dos mesmos, e, reciprocamente, a melhoria e o refinamento do modelo. Destacam-se, tambem, as aplicacoes na area da biotecnologia, designadamente na biologia sintetica e engenharia metabolica. Ai, MMEG simulam, entre outras coisas, a insercao de plasmideos e manipulacoes geneticas, permitindo, assim, testar hipoteses antes da sua aplicacao experimental. A construcao de um MMEG e um processo trabalhoso e minucioso que, de modo geral, segue quatro passos essenciais. No primeiro, e gerada uma reconstrucao esboco da rede metabolica do organismo em questao. No segundo passo, o esboco obtido e revisto e refinado, de modo a conceder maior qualidade e realismo a reconstrucao metabolica, mas tambem para lhe dar a estrutura necessária aos passos seguintes. O terceiro passo e a conversao da rede metabolica para um formato matemático e, consequentemente, computacional. A lista das reacoes metabolicas de uma reconstrucao pode ser representada numa matriz, denominada matriz estequiometrica (ou matriz S), onde as colunas correspondem a cada reacao, as linhas a metabolitos e as entradas aos seus respetivos coeficientes estequiometricos. E esta abstracao da rede metabolica numa matriz matematica que permite a computacao de estados fisiologicos e previsao de fenotipos. O ultimo passo para o desenvolvimento de um MMEG e a sua avaliacao e validacao. Em primeiro, sao analisados e corrigidos possiveis erros na rede metabolica, e, de seguida, as capacidades do modelo sao validadas pela comparacao com dados experimentais. Como tal, para desenvolver o modelo de um dado organismo, e essencial que exista boa e variada literatura experimental para o mesmo. Alternativamente, estes dados experimentais podem ser obtidos em paralelo ao desenvolvimento do modelo. Para organismos cuja literatura metabolica e bastante limitada ou inexistente, sao, entao, necessarias estrategias alternativas para a construcao e validacao do seu MMEG. Neste trabalho foram desenvolvidos dois MMEG, um para a estirpe de referencia L. lactis spp. lactis IL1403 e outro para a estirpe L. lactis LMG 19460. O MMEG para a estirpe IL1403 contabiliza 575 genes, 921 reacoes e 639 metabolitos. Para a sua construcao, foram aplicadas abordagens de genomica comparativa que permitiram inferir as funcoes metabolicas de L. lactis IL1403. Nomeadamente, foram detetadas homologias bidirecionais entre a estripe e uma serie de organismosalvo para os quais estao publicados MMEG de alta qualidade. De seguida, foram corrigidos erros na rede metabolica e o modelo foi validado pela comparacao das suas capacidades com dados disponíveis na extensa literatura de L. lactis IL1403. O MMEG resultante demonstra boas capacidades de simular fenotipos determinados experimentalmente, tais como, requisitos nutritivos, capacidade de utilizar diferentes fontes de carbono, crescimento em meios quimicamente definidos e crescimento respeitante de taxas especificas de consumo de nutrientes e producao de metabolitos. Apos a construcao de um MMEG para L. lactis IL1403 validado e funcional, o mesmo foi utilizado como base para inferir as funcoes metabolicas da estirpe LMG 19460, ainda não caracterizada ao nivel do seu metabolismo. O MMEG aqui desenvolvido para L. lactis LMG 19460 contabiliza 570 genes, 916 reacoes e 638 metabolitos. E funcional e capaz de simular crescimento e diferentes fenotipos quando utilizados dados publicados para outras estirpes de L. lactis. De qualquer forma, para a sua correta validacao e melhoria da especificidade, as capacidades deste modelo precisam de ser comparadas com dados experimentais especificos a estirpe, ainda a obter. De modo a iniciar o processo da caracterizacao metabolica de L. lactis LMG 19460, foi aqui desenvolvido um meio quimicamente definido capaz de suster crescimento da estirpe. Este meio e constituido por uma fonte de carbono, todos os aminoacidos e uma serie de vitaminas, minerais e outros micronutrientes. Pela sua otimizacao, nomeadamente no que diz respeito a concentracao da fonte de carbono e tampao, foi possivel obter um meio capaz de suster uma producao consideravel de biomassa de L. lactis LMG 19460 (densidade otica final de 2,02, a 600 nm). De modo a iniciar, tambem, o processo de validacao do MMEG desenvolvido para este organismo, o meio aqui construido foi aplicado como condicoes ambientais in silico. Depois, o modelo foi avaliado quanto a sua capacidade de reproduzir a ocorrencia de crescimento verificada in vitro; teste para o qual foi positivo. De qualquer forma, sao ainda necessarios muitos mais dados experimentais para corretamente validar o modelo para L. lactis LMG 19460. No futuro serao necessarios ainda mais esforcos de refinamento e validacao dos dois modelos aqui construidos, de modo a eventualmente torna-los em MMEG de alta qualidade. Para o modelo de L. lactis IL1403, isto significa continuar o trabalho de revisao de todas as reacoes incluidas, quer pela continuacao da pesquisa de funcoes metabolicas na respetiva literatura publicada, quer pela investigacao mais detalhada das homologias aqui detetadas entre a estirpe e os organismos-alvo utilizados. Mais ainda, o processo de validacao pode ser melhorado e continuado pela obtencao de dados experimentais de maior qualidade e dados ainda nao disponiveis para a estirpe, tais como a determinacao dos seus genes letais. Quanto ao modelo de L. lactis LMG 19460, tudo o que foi referido para o anterior modelo aplica-se tambem a este, com o acrescimo de ser necessaria a obtencao de ainda mais dados experimentais especificos a estirpe. Estes dados serao, tais como, a determinacao das suas auxotrofias e requisitos nutritivos, a sua capacidade de utilizar diferentes fontes de carbono e as suas taxas de consumo de nutrientes e producao de metabolitos. So quando determinados estes fenotipos da estirpe e que sera possivel a devida validacao do MMEG. Para muitos destes fins, pode ser aplicado o meio sintetico aqui desenvolvido. Este deve tambem continuar a ser desenvolvido e otimizado para o crescimento de L. lactis LMG 19460. Quando atingido o ponto da alta qualidade, os MMEG aqui desenvolvidos para as duas estirpes de L. lactis poderao entao ser utilizados para fins mais aplicados, tais como o estudo detalhado dos seus processos metabolicos, a previsao realistica de fenotipos resultantes de manipulações geneticas e a participacao no desenho e otimizacao destas estirpes como fabricas celulares microbianas

Physical activity and affect of the elderly: Contribution to the validation of the Positive and Negative Affect Shedule (PANAS) in the Portuguese population

The concept of affect corresponds to the emotional dimension of subjective well-being (Diener, Emmons, Larsen, & Griffin, 1985). It is represented by two dimensions (negative affect and positive affect), which were the basis of the development of the Positive and Negative Affect Schedule - PANAS (Watson, Clark, & Tellegen, 1988). It was translated and validated for the Portuguese population by Galinha and Pais-Ribeiro (2005b). Nevertheless, because the Portuguese version was not validated in a sample of Portuguese elderly, the goals of this study consisted in the translation of the scale (PANAS) from the original version of 20 items and the validation of its measurement model (including a shortened version) for a sample of Portuguese elderly (n = 311), aged 60 years or older (M = 68.53; DP = 6.69); it was then tested by a confirmatory factorial analysis. The results demonstrated that the measurement model (two factors and 10 items) of the shortened Portuguese version of the PANAS presented acceptable psychometric qualities, which adjusted to the data in a satisfactory way (factorial weights ranging between .57 and .70 in positive affect and between .52 and .68 in negative affect). We also concluded that older adults who practice more physical activity perceive higher levels of positive affect F(2, 297) = 3,78, p < .05; η2 = .025, and lower levels of negative affect F (2, 297) = 6,24, p < .001; η2 = .040).This project was supported by the National Funds through FCT - Portuguese Foundation for Science and Technology (UID/DTP/04045/2019) - and the European Fund for regional development (FEDER) allocated by European Union through the COMPETE 2020 Programme (POCI-01-0145-FEDER-006969).info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Real Interest Rate Parity between Brazil and the United States (2001-2022)

The present Dissertation aims to verify the validity of the Real Interest Rate Parity (RIRP) condition between Brazil and the United States. Real interest rates are at the core of modern macroeconomics and monetary policy analysis. Based on data from the Central Bank of Brazil (Banco Central do Brasil, BCB) and the United States Federal Reserve from 2001 to 2022, we evaluate the Brazilian capital market integration with the rest of the world as the real interest rate equalization is a crucial indicator in order to achieve the said integration. Assuming no restrictions on arbitrage in goods and financial markets and rational expectations, the RIRP condition suggests that real interest rates tend to equalize across countries. Despite the intuitive appeal of the RIRP, empirical evidence is inconclusive, with quite mixed findings and results in the academic literature. Using unit root analysis, we assess the convergence of real interest rates in Brazil to the international benchmark (the United States real interest rate), thus confirming the RIRP hypothesis. More specifically, we conclude that the stationarity of real interest rate differentials must be evaluated under the prism of multiple structural breaks. Furthermore, if real interest rates in Brazil depend on factors beyond the scope of domestic monetary policymakers, monetary policy independence (at least in its conventional form) is limited.A presente Dissertação tem como objetivo verificar a validade da condição de Paridade da Taxa de Juros Real (Real Interest Rate Parity - RIRP) entre Brasil e Estados Unidos. As taxas de juros reais estão no centro da macroeconomia moderna e da análise da política monetária. Com base em dados do Banco Central do Brasil (BCB) e do Federal Reserve dos Estados Unidos de 2001 a 2022, avaliamos a integração do mercado de capitais brasileiro com o resto do mundo, pois a equalização da taxa de juros real é um indicador crucial para conseguir a referida integração. Assumindo ausência de restrições à arbitragem em bens e mercados financeiros e expectativas racionais, a condição RIRP sugere que as taxas de juros reais tendem a se igualar entre os países. Apesar do apelo intuitivo da RIRP, a evidência empírica é inconclusiva, com achados e resultados bastante variados na literatura acadêmica. Utilizando a análise de raiz unitária, avaliamos a convergência das taxas de juros reais no Brasil para o referencial internacional (taxa de juros real dos Estados Unidos), confirmando assim a hipótese da RIRP. Mais especificamente, concluímos que a estacionariedade dos diferenciais das taxas de juros reais deve ser avaliada sob o prisma de múltiplas quebras estruturais. Além disso, se as taxas de juros reais no Brasil dependem de fatores além do escopo dos formuladores de política monetária doméstica, a independência da política monetária (pelo menos em sua forma convencional) é limitada

Goal Content for the practice of physical activity and the impact on subjective well-being in older adults

The main goal of this study consisted in an analysis of the impact that the goal content that leads to the practice of physical activity in the elderly population can play on the variables that constitute subjective well-being, as well as to analyze the differences in these variables’ levels according to the amount of physical activity practiced. A total of 300 individuals participated in this study (n=300), including 238 females and 62 males, aged between 60 and 90 years old (M = 68.59; DP = 6.54), who practice differing levels of physical activity. The results enable us to conclude that the goal content for the practice of physical activity has positive effects on the perception of satisfaction with life and on affect. To the same extent, they verify that health is the motivation that has the greatest weight on the practice of physical activity. We also concluded that elderly people who practice more physical activity perceive higher levels of satisfaction with life and positive affect, and lower levels of negative affectinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Scalable semantic aware context storage

In recent years the Internet has grown by incorporating billions of small devices, collecting real-world information and distributing it though various systems. As the number of such devices grows, it becomes increasingly difficult to manage all these new information sources. Several context representation schemes have tried to standardize this information, however none of them have been widely adopted. Instead of proposing yet another context representation scheme, we discuss an efficient way to deal with this diversity of representation schemes. We define the basic requirements for context storage systems, analyse context organizations models and propose a new context storage solution. Our solution implements an organizational model that improves scalability, semantic extraction and minimizes semantic ambiguity

Reasons for dropout in swimmers, differences between gender and age and intentions to return to competition

BACKGROUND: This study’s main purpose was to analyze reasons for dropout in competitive swimmers and differences between gender and age groups. The influence of dropout on swimmers intentions to return to competition, invariance across gender and validation of Questionnaire of Reasons for Attrition were also analyzed. METHODS: Study 1 – 366 athletes participated (N.=366; mean age 15.96, SD 5.99) and the data gathered was used for the exploratory analysis, and data gathered on 1008 athletes were used for the confirmatory analysis and the structural equations (N.=1008; mean age 16.26, SD 6.12); Study 2: 1008 athletes participated (N.=1008; mean age 16.26, SD 6.12) on the descriptive and inferential analysis of the reasons behind the practice dropout. The Questionnaire of Reasons Attrition was used in both studies to assess the reasons associated with the practice dropout. RESULTS: In study 1, the results showed an acceptable fit of the measurement model and invariance across gender and also predictive validity regarding swimmers intentions to return to competition (e.g., demands/pressure” negatively predict intentions). In study 2, the main results showed that the most significant reason for dropout in both genders and all age groups was “dissatisfaction/other priorities”; the study also showed there to be differences between gender and age groups (e.g., female and younger athletes valued “demands/ pressure “more). CONCLUSIONS: This study offers useful guidelines for the training process and to support decisions on sports politics to be implemented to overcome the dropout rate. However, it is important to broaden the evidence to other sports and implement programs on identified priority areas based on longitudinal perspectives.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

TVPulse: Improvements on detecting TV highlightsin Social Networks using metadata and semanticsimilarity

Sharing live experiences in social networks is agrowing trend. That includes posting comments and sentimentsabout TV programs. Automatic detection of messages withcontents related to TV opens new opportunities for the industryof entertainment information.This paper describes a system that detects TV highlights in oneof the most important social networks - Twitter. Combining Twit-ter's messages and information from an Electronic ProgrammingGuide (EPG) enriched with external metadata we built a modelthat matches tweets with TV programs with an accuracy over80{\%}. Our model required the construction of semantic profilesfor the Portuguese language. These semantic profiles are usedto identify the most representative tweets as highlights of a TVprogram. Measuring semantic similarity with those tweets it ispossible to gather other messages within the same context. Thisstrategy improves the recall of the detection. In addition wedeveloped a method to automatically gather other related webresources, namely Youtube videos. TVPulse: Improvements on detecting TV highlights in Social Networks using metadata and semantic similarity