Host-symbiont interactions in the deep-sea vent mussel Bathymodiolus azoricus : a molecular approach

Tese de Doutoramento, Ciências do Mar, especialidade de Biologia Marinha, 19 de Dezembro de 2015, Universidade dos Açores.A dorsal média oceânica é caracterizada por apresentar intensa atividade vulcânica resultando na criação de ambientes invulgares, tais como as fontes hidrotermais, favoráveis ao estabelecimento de uma fauna especializada distribuída mundialmente. Os mexilhões de profundidade do género Bathymodiolus azoricus são as comunidades dominantes das fontes hidrotermais, encontradas entre os 800 e os 2400 metros de profundidade, e localizadas na junção tripla dos Açores da Dorsal Média do Atlântico. Estes desenvolveram estratégias de sobrevivência, tais como a dupla relação endosimbiótica com bactérias metanotróficas (MOX) e sulfuroxidantes (SOX) localizadas dentro de células especializadas - as brânquias, bem como um sistema imunológico adaptativo, manifestado pela sua capacidade em adaptar-se a extremas mudanças ambientais. B. azoricus apresentou uma extraordinária plasticidade fisiológica, nos trabalhos experimentais desenvolvidos nesta tese, sujeito a diferentes condições experimentais, quando aclimatizado em aquário. B. azoricus tem revelado ser um excelente modelo de estudo para compreender o metabolismo do hospedeiro a nível molecular, nomeadamente na descrição dos genes envolvidos no sistema imune inato e na sua relação simbiótica com bactérias. Os objetivos desta tese incidiram na caracterização da adaptação do sistema imune do mexilhão B. azoricus, quando aclimatizado à pressão atmosférica durante um longo período de tempo, e os seus efeitos nas associações simbióticas bem como no estudo da prevalência das bactérias endosimbiontes, de forma a avaliar as capacidades imunológicas funcionais dos tecidos branquiais durante a adaptação fisiológica às alterações ambientais. Para uma completa abordagem do perfil das respostas biológicas do B. azoricus, os níveis de expressão dos genes imunes e bacterianos foram quantificados por PCR em tempo real e por microscopia de fluorescência (Fluorescence In Situ Hybridization) que possibilitou localizar e quantificar os endosimbiontes presentes no tecido brânquial. Com o objetivo de estudar as variabilidades microbianas e funcionais na estrutura do holobioma do B. azoricus, o RNA foi sequenciado. Os resultados aqui apresentados sugerem que os mexilhões das fontes hidrotermais desenvolveram mecanismos específicos de sobrevivência que envolvem a expresão diferencial de genes do sistema imune, evidenciado por um ponto fisiológico de alerta, traduzido pelo aumento da atividade transcricional quando aclimatizado à pressão atmosférica mais do que uma semana. [...].ABSTRACT: The mid-oceanic ridges running around the Earth are the theatre of intense submarine volcanic activity creating oases such as deep sea hydrothermal vents for a specialized fauna where different species are distributed worldwide. Deep-sea mussels of the genus Bathymodiolus azoricus are dominant communities at hydrothermal vent sites between 800 to 2400 m depth in the Azores Triple Junction of the Mid-Atlantic Ridge. They have developed survival strategies including dual endosymbiosis with both methanotrophic (MOX) and sulfide-oxidizing (SOX) bacteria housed inside their specialized gill cells while exhibiting also unusual immune system capabilities, reflecting thus, their ability to adapt remarkably to environment changes. Their extraordinary physiological plasticity has been evidenced throughout this thesis work during different experimental acclimatization to aquarium environments. B. azoricus has been revealed as a suitable model to investigate the metabolism of the host at a molecular level, such as the description of genes involved in the innate immune system and symbiosis establishment in relation with bacteria. The objectives of this work are to further characterize the adaptation of B. azoricus to long term acclimatization in aquaria conditions and its effects on host-symbiotic associations, endosymbiotic prevalence and host immune responses, in view of understanding the functional immunological capabilities of B. azoricus gill tissues. In order to study a comprehensive biological response profile, both immune and bacteria gene expressions were quantified by real-time PCR and by Fluorescence In Situ Hybridization approaches, which provided a direct way to determine the relative location and quantification of endosymbionts. The RNA-seq methodology was considered in order to reveal the specific microbial and functional variabilities in the B. azoricus holobiome structure. The results herein presented, bring evidence supporting that vent mussels developed specific survival mechanisms, under different experimental conditions, which involved a repertoire of differentially expressed immune genes to endure different environmental parameters. The study of differential immune gene expressions brought evidence suggesting a physiological “alert point” translated into higher levels of transcriptional activity when vent mussels were acclimatized for more than one week in aquarium conditions at atmospheric pressure. [...].This dissertation was developed under a PhD grant funding granted by FCT (SFRH/BD/73152/2010) and partially supported by IMUNOVENT project (PTDC/MAR/65991/2006), PEst project (Pest/OE/EEI/LA0009/2011–2014) and LARSyS-Associated Laboratory (OE, FEDER, POCI2001, FSE) funded by the Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT) and by DRCTC – Regional Government of the Azores through a pluri-annual funding scheme

Relações entre características do autismo, variáveis emocionais e o processamento olfativo na população geral

Although altered sensory processing is recognized as a key-feature of Autism Spectrum Disorder (henceforth “autism”), olfactory functioning is still poorly understood in this condition. Considering the role of olfaction in human social communication and well-being, it is crucial to investigate which variables are related to the often-observed inconsistent results concerning olfactory functioning in autism. Study of the expression of autism traits and other autism-related variables in the general population may be useful to understand which specific dimensions are related to the often-observed symptoms, alterations, and heterogeneity in the autism spectrum, including in the olfactory domain. The present work sought to contribute to the multidimensional assessment of anxiety and autism traits in adults of the general population, as well as to the understanding of the multivariate relationships between autism characteristics, olfactory processing, anxiety, and alexithymia. Study 1 and Study 2 aimed to extend the available evidence about the psychometric properties of the State-Trait Inventory for Cognitive and Somatic Anxiety (STICSA) and the Autism Spectrum Quotient (AQ). Results supported the adequacy of both instruments to measure anxiety and autism traits, respectively, in a multidimensional perspective. Consistent with the literature, Study 1 found support for a four-factor, as well as a two-factor structure within the state and traits forms of the STICSA. Moreover, measurement invariance across sex groups, and good nomological validity were also supported for the STICSA. Results also suggested that the cognitive and somatic dimensions of trait anxiety, as measured by the STICSA, are differently related with the subjective and psychophysiological responses in distinct emotional contexts. Results of Study 2 further supported a three-factor structure of the AQ, consistent with previous studies, as well as the role of alexithymia, particularly difficulties in identifying feelings, as a mediator of the relationship between autism traits and trait anxiety. Study 3 analyzed the impact of the social skills and attention to detail dimensions of autism traits, and cognitive/somatic trait anxiety, on the olfactory abilities of the general population. Results emphasized the roles of sex, attention to detail and trait-somatic anxiety as significant predictors of odor discrimination abilities. Finally, Study 4 provided an integrative review about olfactory processing in autism and how advancing research in this area may benefit the knowledge and practice regarding social cognition and behavior in autism. The findings of this research highlight the need to explore the distinct dimensions of autism-related variables to better understand their complex relationships and impact in the functioning of the spectrum, including in olfactory functioning.Embora alterações no processamento sensorial sejam uma característica-chave da Perturbação do Espetro do Autismo (daqui em diante “autismo”), o funcionamento olfativo ainda é pouco compreendido nesta condição. Considerando o papel do olfato na comunicação, interação social e bem-estar, é crucial investigar que variáveis estão relacionadas com os resultados inconsistentes frequentemente observados no âmbito do processamento olfativo no autismo. Estudar a expressão de traços de autismo na população geral, bem como a expressão multidimensional de outras variáveis relacionadas, pode ser útil para compreender que dimensões estão relacionadas com os sintomas, alterações e heterogeneidade frequentemente observados no autismo, incluindo no domínio olfativo. O presente trabalho pretendeu contribuir para a avaliação multidimensional da ansiedade e de traços de autismo em adultos da população geral, bem como para uma melhor compreensão da relação multivariada entre as características do autismo, processamento olfativo, ansiedade e alexitimia. O Estudo 1 e o Estudo 2 tiveram como objetivo estender a evidência disponível sobre as propriedades psicométricas do State-Trait Inventory for Cognitive and Somatic Anxiety (STICSA) e do Autism Spectrum Quotient (AQ). Os resultados suportaram a adequação de ambos os instrumentos para medir ansiedade e traços de autismo, respetivamente, numa perspetiva multidimensional. Em linha com a literatura, o Estudo 1 providenciou suporte para uma estrutura de quatro fatores, bem como para uma estrutura de dois fatores dentro das dimensões de ansiedade traço e estado do STICSA. Observou-se ainda invariância fatorial considerando a variável sexo, assim como boa validade nomológica. Os resultados também sugeriram que as dimensões cognitivas e somáticas da ansiedade traço, medidas pelo STICSA, estão relacionadas de forma distinta com as respostas subjetiva e psicofisiológica em diferentes contextos emocionais. Os resultados do Estudo 2, de modo consistente com estudos anteriores, suportaram uma estrutura de três fatores do AQ, bem como o papel da alexitimia, particularmente das dificuldades em identificar sentimentos e emoções, como mediadora da relação entre traços de autismo e ansiedade traço. O Estudo 3 analisou o impacto das dimensões de traços de autismo relacionadas com as capacidades sociais e atenção para os detalhes, e da ansiedade traço cognitiva/somática, nas capacidades olfativas da população geral. Os resultados evidenciaram o papel das variáveis sexo, atenção para os detalhes e ansiedade traço somática como preditores significativos da capacidade de discriminação olfativa. Por fim, o Estudo 4 apresentou uma revisão integrativa sobre o processamento olfativo no autismo, e como o avanço da investigação nesta área pode beneficiar o conhecimento e a prática no âmbito da cognição e comportamento social. Os resultados desta investigação destacam a importância de explorar as diferentes dimensões das variáveis relacionadas com o autismo para melhor compreender a complexidade das suas relações e impacto no funcionamento do espetro, incluindo no que diz respeito ao funcionamento olfativo.Programa Doutoral em Psicologi

Deteção de expressões emocionais em função da intensidade emocional

Mestrado em Psicologia da Saúde e Reabilitação NeuropsicológicaAs emoções são respostas complexas que desempenham um papel fundamental na interação social e na sobrevivência, uma vez que nos ajudam a ultrapassar os desafios impostos pelo nosso ambiente social. A comunicação emocional através da expressão facial ajuda-nos a responder às necessidades impostas pelo contexto social que nos envolve, pelo que uma rápida deteção de expressões emocionais é essencial, uma vez que permite a interpretação e previsão eficientes do comportamento dos outros. Sendo a raiva uma emoção básica evolutivamente relevante, dado que sinaliza a existência de ameaças diretas, seria adaptativo detetá-la rapidamente, mesmo em níveis subtis da intensidade da emoção, de forma a evitar conflitos. Vários investigadores desenvolveram investigações no sentido de estudar a eficiência na deteção de expressões emocionais, encontrando resultados inconsistentes ao observar quer um efeito de superioridade na deteção da raiva, quer um efeito de superioridade na deteção da alegria. O objetivo deste estudo é analisar a eficiência na deteção de expressões emocionais de raiva e de alegria, em função do nível de intensidade emocional (baixo, médio e alto). Quarenta e quatro estudantes universitários de ambos os sexos constituíram a amostra deste estudo ao completar uma tarefa de pesquisa visual, que consistiu na apresentação de várias matrizes com fotografias de atores a exibir uma ou várias expressões emocionais. Cada uma das expressões emocionais de raiva e de alegria foi manipulada de modo a obter três níveis de intensidade emocional de cada expressão. Os participantes tinham de identificar se, em cada matriz apresentada, as fotografias eram todas iguais ou se existia uma fotografia diferente das outras. Os resultados evidenciaram um efeito de superioridade da alegria, ao verificar-se que os participantes cometeram menos erros e demoraram menos tempo a detetar a emoção de alegria. No entanto, quando era utilizada uma matriz com alvo neutro e distratores emocionais, os participantes cometeram mais erros e demoraram mais tempo a responder quando as faces eram de raiva, evidenciando uma dificuldade em desprender a atenção deste tipo de estímulos. Os resultados são congruentes com estudos que observam um efeito de superioridade da alegria, contudo, também estão de acordo com as teorias evolutivas que postulam que os estímulos aversivos, evolutivamente relevantes, capturam mais a nossa atenção e por isso é mais difícil desprende-la. Mais estudos são necessários para explorar os vários fatores, quer percetivos, quer emocionais, que contribuem para as diferenças na deteção de expressões emocionais em paradigmas de pesquisa visual.Emotions are complex responses with a crucial role in our social interaction and survival, since they guide us in order to overcome the challenges posed by our social environment. Emotional communication through facial expression helps us to face the social environment’s needs, so a fast detection of emotional expressions is essential, allowing the efficient interpretation and prediction of the other’s behavior. As anger is an evolutionarily relevant emotion, because it signals the existence of direct threat, it would be adaptive to detect it quickly, even in subtle intensities, in order to avoid conflicts. Several authors have studied the efficiency in the detection of emotional expressions, finding inconsistent results as some of them found an anger superiority effect, and others a happy superiority effect. The aim of this study was to analyze the efficiency of detection of emotional expressions of anger and happiness, depending on the level of intensity (low, medium and high). Forty-four university students of both sexes completed a visual search task which consists on the presentation of multiple arrays with photos of actors playing one or more emotional expressions. Each one of the emotional expressions was manipulated in order to obtain three levels of emotional intensity of each emotion. The participants had to identify, in each given matrix, if the photographs were all equal or if there was a different one. The results showed a happiness superiority effect, once the participants made fewer errors and took less time to detect the happy faces. However, when the matrix had a neutral target and emotional distractors, the participants take more time and made more mistakes when there were angry faces, which means that they had difficulties at disengage attention of this kind of stimulus. The results are congruent with investigations that found a happiness superiority effect, however, they are in line too with the evolutionary theories, once they postulate that the aversive stimuli, evolutionarily-relevant, capture more of our attention and that’s why it’s more difficult to disengage the attention of these stimuli. More studies are needed to explore the various factors, perceptive and emotional, that contribute to the differences in the detection of emotional expressions in visual search paradigms

Initial Condition Estimation in Flux Tube Simulations using Machine Learning

Space weather has become an essential field of study as solar flares, coronal mass ejections, and other phenomena can severely impact Earth's life as we know it. The solar wind is threaded by magnetic flux tubes that extend from the solar atmosphere to distances beyond the solar system boundary. As those flux tubes cross the Earth's orbit, it is essential to understand and predict solar phenomena' effects at 1 AU, but the physical parameters linked to the solar wind formation and acceleration processes are not directly observable. Some existing models, such as MULTI-VP, try to fill this gap by predicting the background solar wind's dynamical and thermal properties from chosen magnetograms and using a coronal field reconstruction method. However, these models take a long time, and their performance increases with good initial guesses regarding the simulation's initial conditions. To address this problem, we propose using varied machine learning techniques to obtain good initial guesses that can accelerate MULTI-VP's computational time

Reorganização do Controlo Postural do Tronco Ipsilesional em Indivíduos com Acidente Vascular Encefálico

Introdução: O controlo postural (CP) tem sido apontado como indicador de prognóstico funcional e constitui um dos requisitos para a execução de tarefas funcionais. Tem sido demonstrado que após um acidente vascular encefálico (AVE) este esteja severamente alterado. Os mecanismos de neuroplasticidade evidenciam capacidade de mudança no CP através de uma intervenção em Fisioterapia. Objetivos: Descrever as modificações em participantes com AVE face à intervenção em fisioterapia no: 1) componente flexor/extensor do tronco superior/inferior; 2) alinhamento das escápulas; 3) variação do Centro de Pressão (Cop) nos seus componentes medio-lateral e antero-posterior. Pretendeu-se também perceber as mudanças na de distribuição da carga entre membros através do comportamento da força vertical (Fz). Métodos: Estudo de série de casos de participantes com alterações neuromotoras decorrentes de AVE. A avaliação privilegiou a análise do potencial do participante com um objetivo de funcionalidade, tendo ocorrido em 2 momentos: M0 (inicial) e M1 (após 3 meses). Foi avaliado o alinhamento do tronco e da escápula, através do Software de Avaliação Postural (SAPO). Foi também avaliado o deslocamento antero-posterior e medio-lateral do CoP e comportamento da força vertical do solo em Plataforma de Forças. Resultados: Nos participantes A, B, C e D ocorreram modificações nas variáveis cinemáticas, observando-se uma diminuição do componente flexor do tronco e uma tendência para simetria entre as escápulas. O participante E contrariou esta tendência. Nas variáveis em Plataforma de Forças, não é possível encontrar uma tendência homogénea a todos os participantes. Conclusão: Conseguiu-se demonstrar que é possível influenciar positivamente o componente flexor/extensor do tronco superior/inferior, assim como o alinhamento das escápulas. As modificações nas variáveis enunciadas parecem indicar um melhor controlo postural do tronco

The Potential of Hormonal Contraception to Influence Female Sexuality

Te association between female sexual function and hormonal contraception is controversial. Recognition and management of sexual side efects in women using hormonal contraceptives are challenging. An unsatisfactory number of studies report the infuence of the available contraceptives on female sexuality. Tis article provides an updated narrative review regarding the efect and the magnitude of the impact that hormonal contraceptives play in female sexual function.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Uso dos fóruns e a promoção da aprendizagem colaborativa : estudo de caso das interações entre estudantes do 2.º ciclo

Inscrita numa pedagogia de matriz sócio-construtivista, a aprendizagem colaborativa encontra eco no modelo pedagógico da Universidade Aberta, com particular incidência no 2.º ciclo de estudos de Bolonha A este nível, e através do uso dos fóruns, o trabalho colaborativo é um pilar essencial da construção do conhecimento por parte dos estudantes. Tal abordagem requer, da parte do professor, cuidados ao nível pedagógico, incluindo, mas não se limitando, à planificação cuidada da estrutura das tarefas, objectivos e recompensas. O estudo de caso, cujos resultados preliminares apresentamos, baseia-se na análise dos fóruns de uma Unidade Curricular do 2.º ciclo, atendendo às estratégias de organização do trabalho colaborativo dos estudantes. Propomos uma grelha de análise destas comunicações cujo uso não se limita a este caso. Esta análise visa dar contributos para a promoção de formas de articulação entre estudantes mais eficazes com vista a uma aprendizagem colaborativa efectivaInscribed within a pedagogy of constructivist matrix, collaborative learning is echoed in the pedagogical model of Universidade Aberta (Portugal), particularly concerning the 2nd cycle of studies (master degree). At this level, an through the use of forums, collaborative work is a lynchpin to the construction of knowledge by students. Such an approach requires pedagogical care from the teacher, including but not limited to the careful planning of the structure of activities, objectives, and rewards. The case study we are reporting is based on the analysis of forums of a Curricular Unit of the 2nd Cycle, attending to the students strategies for the organization of collaborative work. We propose a matrix for the analysis of such interactions, whose use is not limited to this case. This analysis intends to yield contributions for the promotion of more effective ways of articulation among students, in order for an effective collaborative learning

Morphological and molecular adaptation of Aspergillus niger to simulated spaceflight and Mars-like conditions

The International Space Station (ISS) is an indoor-closed environment in Low Earth Orbit (LEO). Outside of the ISS, radiation is the most challenging factor outside. In turn, inside the ISS, spaceflight microgravity is the one factor that cannot be evaded. Aspergillus niger and Penicillium rubens are two common isolates of the ISS microbiota. As filamentous fungi, they form highly resistant airborne spores that can easily spread and colonize the spacecraft habitat. Fungi surface-associated growth (or biofilm formation), can biodegrade surfaces and clog life-support systems, and their spores can potentially infect the humans on board. In contrast, on Earth filamentous fungi play an important role in biotechnology, producing a widerange of compounds of interest, from food to antibiotics. Because of this, envisioned long-term spaceflight missions going far beyond low Earth orbit, to the Moon or Mars, will require an intensification of the fungal research, not only in relation to astronaut health and spacecraft safety, but also establishing opportunities for fungal-based biotechnology in space. Thus, this thesis aims to answer three main questions: i) can A. niger spores resist space radiation, and if yes, could they endure interplanetary space travel? ii) if brought to the surface of Mars, could A. niger spores survive the martian environment? and iii) how does simulated microgravity affect A. niger colony growth and biofilm formation? In total, four strains of A. niger were analyzed in this thesis: the industrial and highly pigmented wild-type strain (N402), a strain defective in pigmentation (ΔfwnA), a strain defective in DNA repair (ΔkusA), and a strain defective in polar growth (ΔracA). To assess the level of resistance and survival limits of fungal spores in a long-term interplanetary mission scenario, A. niger spores were exposed to high radiation doses of X-rays and cosmic radiation (helium- and iron-ions) and of UV-C radiation. Results show that wild-type spores of A. niger were able to withstand high doses of the all tested types of space radiation. This suggests that A. niger spores might endure space travel, when considering the radiation factor alone. To evaluate the survival of A. niger to Mars surface conditions, dried spores were launched in a stratospheric balloon mission called MARSBOx. Throughout the mission, A. niger spores were exposed to desiccation, simulated martian atmosphere and pressure, as well as to full UV-VIS radiation. Results revealed that the highly pigmented wild-type spores would survive in a Mars-like middle stratosphere environment with radiation exposure, even as a spore monolayer (106 spores/ml), i.e. with no self-shielding. Spore survival to space radiation and martian conditions suggest that current planetary protection guidelines should be revisited integrating the high resistance of fungal spores. Furthermore, A. niger colony growth and biofilm formation under simulated microgravity was investigated. Scanning Electron Microscopy (SEM) pictures reveal never-before seen ultrastructure of A. niger colonies and biofilms (i.e. vegetative mycelium embedded in extracellular matrix). Results reveal changes in biofilm thickness, spore production and dry biomass, suggesting an increased potential for A. niger to colonize spaceflight habitats. Lastly, P. rubens was proven as a model organism for a spaceflight biofilm experiment aboard the International Space Station. Overall, this thesis highlights the extraordinary resistance of fungal spores to extraterrestrial conditions and reveals their ability to cope with spaceflight microgravity. This advocates for future research that will enable better monitoring and controlling of fungal contaminations in space habitats, and that will help establish filamentous fungi as valuable companions of human space exploration.2021-10-2