Targeting and regulatory mechanisms in chromosome-wide gene regulation using Drosophila melanogaster as a model organism

Tese de mestrado. Biologia (Biologia Molecular e Genética). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2010O cromossoma 4 de Drosophila melanogaster é muito heterocromático, sendo rico em DNA satélite e DNA de elementos transposáveis. Apesar das suas propriedades heterocromáticas, o cromossoma 4 tem uma densidade génica e expressão semelhantes às dos principais braços cromossómicos. A expressão da maioria dos genes do cromossoma 4 é regulada por pelo menos duas diferentes proteinas: Painting of Fourth (POF) que estimula o output transcricional e Heterochromatin Protein 1 (HP1) que reprime o output transcricional. POF e HP1 ligam-se interdependentemente ao cromossoma 4 e a ligação e propagação de POF depende da heterocromatina. POF e HP1 colocalizam em exões de genes activos do cromossoma 4 e adicionalmente a HP1 liga-se aos promotores dos genes activos. HP1 é recrutada pela metilação de H3K9 a qual é realizada pelas HKMTs SU(VAR)3-9 e SETDB1. Experiências de imunocitoquímica demonstraram que SU(VAR)3-9 é responsável pela metilação de H3K9 principalmente na região centromérica enquanto que SETDB1 produz H3K9 no cromossoma 4, o que resulta no recrutamento de HP1 para essas regiões. Com o objectivo de perceber o papel destas HKMTs no recrutamento de HP1, realizámos ChIP-on-chip e experiências de imunocitoquímica em mutantes Su(var)3-9, Setdb1 e Pof e analisámos a ligação de HP1. Descobrimos que SETDB1 e POF são essenciais no recrutamento de HP1 para exões de genes activos do cromossoma 4 e que SU(VAR)3-9 é essencial para recrutar HP1 para as regiões centroméricas de todos os cromossomas. Adicionalmente, a ligação de HP1 a promotores em genes do cromossoma 4 assim como dos outros cromossomas é independente de SETDB1 e de SU(VAR)3-9. Propomos que a ligação de HP1 aos promotores ocorre de um modo independente da metilação de H3K9 ou que existe outra HKMT responsável pela produção de H3K9me especificamente nos promotores.The fourth chromosome of Drosophila melanogaster is largely heterochromatic being enriched in satellite repeats and in DNA from transposable elements. Despite its heterochromatic properties it has a gene density and expression similar to the major chromosome arms. The expression of almost all chromosome 4 genes is fine-tuned by at least two different proteins: Painting of Fourth (POF) that stimulates transcription output and Heterochromatin Protein 1 (HP1) that represses transcription output. POF and HP1 bind interdependently to the 4th chromosome and the binding and spreading of POF depends on heterochromatin. POF and HP1 colocalize in exons of active genes on the 4th chromosome. In addition, HP1 binds to promoters of the active genes. HP1 is recruited by H3K9 methylation which is performed by the HKMTs SU(VAR)3-9 and SETDB1. Immunostaining experiments have shown that SU(VAR)3-9 is mainly responsible for H3K9 methylation in the chromocentre whereas SETDB1 produces H3K9 methylation on the 4th chromosome and that this results in HP1 recruitment to these regions. With the aim of understanding the role of these HKMTs in the recruitment of HP1, we have performed ChIP-on-chip and immunostaining experiments in Su(var)3-9, Setdb1 and Pof mutants and analysed the binding of HP1. We have found that SETDB1 and POF are essential for the recruitment of HP1 to the exons of active genes of the 4th and that SU(VAR)3-9 is essential for the recruitment of HP1 to centromeric regions of all chromosomes. Furthermore, HP1 binding at promoters in the genes on the 4th chromosome and in other chromosomes is independent on SETDB1 and on SU(VAR)3-9. We propose that HP1 binding to promoters occurs in a H3K9me independent manner or that there is another HKMT that produces H3K9me specifically at promoters

História da Química na sala de Aula para Ensinar sobre a Natureza da Ciência: O Exemplo da Interdependência entre Ciência e Tecnologia

In the wake of the research that values Chemistry teaching and learning promoter of scientific literacy we developed under the EANCYT Project (Enseñanza y Aprendizaje sobre la Naturaleza de la Ciencia y Tecnología) a didactic sequence in order to improve students’ understanding of the interdependence between Science and Technology through explicit teaching about the nature of science. In the design of the didactic sequence were used materials framed in the sphere of the History of Science, linked to the name of Antoine Laurent Lavoisier, frequently considered as the father of Chemistry. These documents illustrate a remarkable episode in the evolution of this experimental science, in which the design and use of a complex technological device allowed the synthesis of water from hydrogen and oxygen reaching the proportions in which we now know that these gases combine. Are analyzed and presented some results obtained from the answers to some questions of COCTS (Cuestionario de Opiniones sobre Ciencia, Tecnologia y Sociedad), using a research methodology with pre-test/post-test and control group to evaluate both students and the didactic sequence

A Natureza da Ciência nos Programas do Ensino Secundário Português

Neste artigo defende-se a ideia de que educar os alunos acerca das maiores interpretações do mundo material que a ciência oferece e acerca de como esta funciona exige um melhor conhecimento sobre a Natureza da Ciência (NdC). Questiona-se, assim, quais são as orientações nesse sentido, evidenciadas da análise dos programas do ensino secundário português

¿Existe dependencia entre la Ciencia y la Tecnología? ¡Y no había agua!

La interdependencia entre la Ciencia y la Tecnología siempre ha estado presente en los avances que tanto estaban sufriendo a lo largo de los siglos. En esa medida, la Historia de la Ciencia, la traducción de las situaciones reales, se ha previsto como un recurso muy rico y apropiado desde el punto de vista de la enseñanza para la comprensión de esta Interdependencia

Percepções de Alunos do Ensino Superior Português sobre a Influência da Ciência e da Tecnologia na Sociedade - Um estudo integrado no projecto PIEARCTS

Neste trabalho apresenta-se um estudo sobre o modo como os estudantes do Ensino Superior em Portugal percepcionam, durante a sua formação académica de nível superior, a influência que a Ciência e a Tecnologia têm na Sociedade. A amostra total incluiu 347 estudantes que responderam a uma das formas do Questionário de Atitudes sobre Ciência Tecnologia e Sociedade (COCTS). Analisam-se em particular os resultados obtidos nas questões em que se avaliam as opiniões dos estudantes sobre a responsabilidade social da Ciência e da Tecnologia e sobre o seu contributo para a resolução de problemas e promoção do bem-estar económico

Opinões sobre a natureza da ciência e da tecnologia de estudantes portugueses do ensino superior

Apesar de os currículos escolares estarem hoje, em Portugal, orientados para uma educação científica e tecnológica, visando a aquisição de atitudes científicas apropriadas pelos estudantes, persiste ainda alguma dificuldade relacionada com a compreensão adequada, por parte destes, da natureza da Ciência e Tecnologia (NdCeT). No presente capítulo serão apresentados os resultados obtidos numa amostra de estudantes portugueses, analisando as eventuais diferenças existentes no início e no final do curso e as que decorrem das diferenças relativas à sua área de formação. Os resultados apresentados referem-se a uma amostra de estudantes, a frequentar a Universidade de Évora e o Instituto Politécnico de Castelo Branco

¿Ciencia, Tecnología y Sociedad - Qué Interacción? Las Minas de São Domingos

La interacción entre Ciencia, Tecnología y Sociedad está cada vez más presente en el día a día. En esa medida, la explotación de las situaciones reales en las que es posible identificar la importancia de la Ciencia en los avances de la Tecnología, y la Sociedad en esto, se ha previsto como un recurso muy rico y apropiado desde el punto de vista de la enseñanza para la comprensión de esta interdependencia

¿Lo que observamos corresponde a la Naturaleza tal como realmente es? Después de todo, ¿qué vemos?

Con el fin de abandonar la idea tradicional de que la observación es objetivo y que, debido a la objetividad de los hechos empíricos es posible establecer una correspondencia con la realidad, la certeza y la verdad si se busca a través de una situación experimental problemática, inserta en un contexto Historia de la Ciencia, para crear un contexto educativo adecuado para la comprensión de la relación de la observación con la teoría que interpreta

Characterization of mating behaviour of the female fruit fly using machine vision

Courtship behaviour is the means for the animals to select their partner for reproduction. The fruit fly, Drosophila melanogaster, exhibit a complex courtship behaviour. Nearly all studies of D. melanogaster courtship have focused exclusively on the male behaviour. Female pre-copulatory behaviour is often relegated to ‘accepting’ or ‘rejecting’ of mating, and how females interact with males remains largely unknown. The aim of this study is to quantify and describe the mating behaviour of the female D. melanogaster. D. melanogaster is a model system that offers many genetic tools and when coupled with the recent technologies for neuronal manipulation, mapping and behavioural characterization, it has the potential to reveal the neurons involved in a particular behaviour. We analyzed the behaviour of the wild-type (WT) female fly by collecting information of the flies’ position during courtship using a tracking system and by automatically detecting specific behaviours using an automatic classifier. We found that WT flies displayed courtship acts and mating responses differently depending on their geographical origin strains. The automatic classes were developed in a machine learning system, to allow a faster and reliable behavioural analysis. In future work, the automatic classes developed in this research will be key to continue the female behaviour characterization