Mining and characterization of the candidate genes for distorted segregation in chromosome 4 of tomato

Dissertação de mestrado em Biologia Molecular, Biotecnologia e Bioempreendedorismo em PlantasSolanum lycopersicum L. genetic variability was drastically diminished by successive genetic bottlenecks induced by the domestication process. The wild species of tomato, S. pimpinellifolium, is a small red-fruited plant native to Peru and is assumed as an ancestor species of the domesticated S. lycopersicum. One of the strategies to induce genetic variability to cultivated tomato is the development of introgression lines (ILs) containing a single segment of a donor wild genome in the genetic background of an elite tomato cultivar. In 2014, a genomic library of ILs that incorporates variability from the S. pimpinellifolium accession TO-937 in the genetic background of S. lycopersicum cultivar “Moneymaker” was developed. During the development of the IL collection, a region on the distal portion of chromosome 4 showed a segregation distortion (SD) favouring TO-937 alleles in detriment of “Moneymaker” alleles. Recently, the SD region was mapped to a 39Kb region of chromosome 4 containing seven gene annotations. The preliminary studies to assert gametic, post gametic and/or zygotic indicated that the SD was most probably caused by post-gametic or zygotic selection and it was a sex-independent phenomenon. The present study aims to characterize the genes included in the SD region and to propose a possible mechanism for the SD. Expression profile analysis by qRT-PCR and sequencing of genomic and transcriptomic sequences indicated a strong expression in the reproductive tissues of the two Heat-Shock Protein (HSP) genes contained in the SD region. Haplotyping of reciprocal and self-pollinating crosses between the SD haplotypes and “Moneymaker” gave new insights about the gametic and zygotic character of the SD. The analysis of natural sequence variations of the SD region revealed this region diverged in wild tomato accessions. Additionally, a reverse genetic approach was initated to assess if the HSPs are the cause of the SD using the GoldenBraid 3.0 standard assembly to create Agrobacterium-mediated transformation vectors, two CRISPR/Cas9 expression cassettes for the silencing of the HSP genes, and 3 expression cassettes.A variabilidade genética de Solanum lycopersicum L. foi drasticamente diminuída por sucessivos efeitos de gargalo genéticos induzidos pelo processo de domesticação. A espécie de tomate selvagem, S. pimpinellifolium, é uma pequena planta de frutos vermelhos nativas do Peru e é assumida como um ancestral do S. lycopersicum domesticado. Uma das estratégias para induzir variabilidade genética ao tomate cultivado é o desenvolvimento de linhas de introgressão (ILs - introgression lines) que contêm um único segmento do genoma selvagem no genoma de um cultivar de elite. Em 2014, foi desenvolvida uma biblioteca genómica de ILs que incorpora variabilidade da acessão TO-937 de S. pimpinellifolium no genoma do cultivar "Moneymaker" de S. lycopersicum. Durante o desenvolvimento da IL, uma região na porção distal do cromossoma 4 revelou uma segregação distorcida (SD) favorecendo os alelos TO-937 em detrimento dos alelos "Moneymaker". Recentemente, a região SD foi mapeada para uma região de 39Kb do cromossoma 4 contendo sete genes. Os estudos preliminares para afirmar o caracter gamético, pós-gamético e/ou zigótico indicaram que a SD provavelmente é causada pela seleção pósgamética ou zigótica e é um fenómeno independente do sexo. O presente estudo tem como objetivo a caracterização dos genes incluídos na região SD e um possível mecanismo de SD. A análise de perfil de expressão por qRT-PCR e sequenciação do genoma e transcriptoma indicou uma elevada expressão em tecidos reprodutores de dois genes contidos na região genómica da SD que codificam Heat-Shock Proteins (HSP). Haplotipagem de cruzamentos recíprocos e autocruzamentos entre os haplótipos de SD e "Moneymaker" revelou novas pistas acerca do caráter gamético e zigótico da SD. A análise da variação natural da região SD revelou uma significativa diversidade em acessões de tomate selvagem. Além disso, usando o sistema de clonagem GoldenBraid 3.0 para criar vetores de transformação mediada por Agrobacterium, duas cassetes de expressão CRISPR / Cas9 para o silenciamento dos genes HSP e 3 cassetes de expressão para foram desenvolvidas para futura aplicação

Matrizes energética e de emissões de gases com efeito de estufa no Concelho de Torres Vedras: agir localmente num problema global

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil de Gestão de Sistemas AmbientaisNa expectativa de desenvolvimento sustentável, e na óptica da sustentabilidade energética e ambiental, tem-se tornado cada vez mais urgente dinamizar a opinião pública nestes domínios. É que existe cada vez maior e mais clara evidência de que as actividades humanas estão a interferir nos ciclos climáticos globais, principalmente através da emissão de gases com efeito de estufa (GEE), e as alterações climáticas provocadas por essas actividades ameaçam os actuais paradigmas económicos e sociais. Este ano, a par com a publicação de legislação referente aos Pacotes Energia-Clima e à Eficiência Energética, os municípios da Região Oeste formaram a OesteSustentável – Agência de Energia e Ambiente, que se reveste de especial importãncia para a Região, dado não haver ainda qualquer estudo da componente energética dos Concelhos nem das emissões de GEE. Tenciona esta dissertação iniciar estes estudos no que se refere ao Concelho de Torres Vedras, simultaneamente tentando enquadrar e avaliar as políticas e medidas, nacionais e municipais, do sector da Energia e das Alterações Climáticas. Elaborar-se-ão Matrizes Energéticas e de Emissões de GEE, tentando discriminar os consumos e emissões por sectores de actividade económica; então, propor-se-ão alguns indicadores que poderão auxiliar eventuais Gestores de Energia a monitorizar a evolução dos consumos e emissões do Concelho. Posteriormente tentar-se-á avaliar da eficácia da implementação de medidas e políticas sectoriais no Concelho. Os sectores da Indústria e dos Transportes realçam-se como os sectores socioeconómicos simultaneamente mais consumidores de energia e os maiores emissores de Gases com Efeito de Estufa. Alguns indicadores, como por exemplo a emissão de GEE per capita, sugerem que os valores são também neste Concelho similares ao resto do país. Finalmente, referem-se algumas recomendações com o objectivo de sugerir um Plano de Acção nesta área, com o escopo de se estabelecer uma linha de acção que permita a sua prossecução a longo prazo

Sala de Aula Invertida: uma proposta para o ensino de biologia

A busca da superação do ensino tradicional como prática educativa vem ao encontro com a procura cada vez mais dinamizada de informações pela sociedade. Assim, regularmente surgem novas propostas pedagógicas que visam melhorar o ensino e a aprendizagem aumentando a participação e a colaboração do aluno no processo. A partir deste cenário, o presente artigo buscou investigar as contribuições da sala de Aula Invertida para o ensino de biologia em uma turma do curso Técnico em Edificações integrado ao ensino médio, visando reter maior tempo útil em sala para atividades práticas, questionamentos e resoluções de problemas. Para a metodologia da pesquisa, foram atribuídos aspectos qualitativos e quantitativos no formato de um questionário, o qual foi aplicado posteriormente às aulas ministradas no estágio de Biologia II. Assim, a cada semana foram enviados para os alunos antecipadamente vídeo aulas e materiais para estudo prévio. Como resultados da pesquisa, houve considerável receptividade da metodologia pelos estudantes, que apontaram potencialidades e limitações enxergadas ao longo do processo. Obteve-se ainda ganhos consideráveis quanto ao aumento das interações, diálogos e discussões realizadas em sala. Sugerindo, assim, que tal metodologia aproxima o conteúdo à realidade do estudante, podendo tornar a aprendizagem mais significativa

Estudo das alternativas energéticas baseadas em fontes de geração renováveis para a eletrificação dos sistemas isolados da Amazônia: Study of energy alternatives based on renewable generation sources for the electrification of isolated systems in the Amazon

O setor elétrico da Amazônia necessita de diversificação das fontes de suprimento de combustíveis fósseis, assim como fomenta o uso de fontes renováveis de energia, portanto o projeto realizou um estudo crítico das fontes de geração de energia e sua utilização para garantir o fornecimento de eletricidade de maneira ambientalmente sustentável para a eletrificação dos sistemas isolados na Amazônia. A partir disso foi realizado um estudo da arte sobre as principais fontes de energias renováveis utilizadas do Brasil e na Amazônia, caracterizando os custos atuais de geração de eletricidade nessas comunidades isoladas, com isso ficou evidente que para esses sistemas as fontes de geração de energia renováveis mais viáveis de acordo com a análise de custos realizada neste trabalho são a solar e a biomassa

A nationwide collapse of a priority grassland bird related to livestock conversion and intensification

Grassland birds are among the most threatened and fastest declining terrestrial vertebrate species in Europe, principally due to agricultural intensification and transformation. The little bustard is a priority grassland bird under the European Directive (2009/147/CE) that led to the classification of a network of Special Protected Areas (SPAs) in Portugal. A third national survey carried out in 2022 reveals a worsening of an ongoing population collapse at a national scale. The population declined by 77% and 56% compared to the previous surveys in 2006 and 2016, respectively. We found that the little bustard has greatly disappeared outside SPAs, while the remaining breeding population concentrated within the protected area network is showing a steep decline at a rate of 9% a year. This decline is now twice as fast when compared to the period 2006–2016. Analysis of the variation of the breeding densities between 2006 and 2022 at 49 survey sites revealed that those that initially had higher bustard densities and shifted toward a higher proportion of cattle among the total stocking rate experienced steeper declines. Areas where the density of roads increased also experienced declines over the course of the study period. Agricultural areas converted to or dominated by beef production likely relate to low breeding success and mortality of nesting females in fodder crops. Still, major habitat conversion outside SPAs to permanent crops led to overall habitat destruction, which contributed to the species decline and range contraction. Other threats are likely acting synergistically such as fragmentation, climate change and anthropogenic mortality. The extinction of the little bustard in Portugal is expected in the short term if no conservation actions are put in place

Citrullination regulates pluripotency and histone H1 binding to chromatin.

Citrullination is the post-translational conversion of an arginine residue within a protein to the non-coded amino acid citrulline. This modification leads to the loss of a positive charge and reduction in hydrogen-bonding ability. It is carried out by a small family of tissue-specific vertebrate enzymes called peptidylarginine deiminases (PADIs) and is associated with the development of diverse pathological states such as autoimmunity, cancer, neurodegenerative disorders, prion diseases and thrombosis. Nevertheless, the physiological functions of citrullination remain ill-defined, although citrullination of core histones has been linked to transcriptional regulation and the DNA damage response. PADI4 (also called PAD4 or PADV), the only PADI with a nuclear localization signal, was previously shown to act in myeloid cells where it mediates profound chromatin decondensation during the innate immune response to infection. Here we show that the expression and enzymatic activity of Padi4 are also induced under conditions of ground-state pluripotency and during reprogramming in mouse. Padi4 is part of the pluripotency transcriptional network, binding to regulatory elements of key stem-cell genes and activating their expression. Its inhibition lowers the percentage of pluripotent cells in the early mouse embryo and significantly reduces reprogramming efficiency. Using an unbiased proteomic approach we identify linker histone H1 variants, which are involved in the generation of compact chromatin, as novel PADI4 substrates. Citrullination of a single arginine residue within the DNA-binding site of H1 results in its displacement from chromatin and global chromatin decondensation. Together, these results uncover a role for citrullination in the regulation of pluripotency and provide new mechanistic insights into how citrullination regulates chromatin compaction.Cancer Research UKThis is the author accepted manuscript. The final version is available from the Nature Publishing Group via http://dx.doi.org/10.1038/nature1294

Causal effect of plasminogen activator inhibitor type 1 on coronary heart disease

Background--Plasminogen activator inhibitor type 1 (PAI-1) plays an essential role in the fibrinolysis system and thrombosis. Population studies have reported that blood PAI-1 levels are associated with increased risk of coronary heart disease (CHD). However, it is unclear whether the association reflects a causal influence of PAI-1 on CHD risk. Methods and Results--To evaluate the association between PAI-1 and CHD, we applied a 3-step strategy. First, we investigated the observational association between PAI-1 and CHD incidence using a systematic review based on a literature search for PAI-1 and CHD studies. Second, we explored the causal association between PAI-1 and CHD using a Mendelian randomization approach using summary statistics from large genome-wide association studies. Finally, we explored the causal effect of PAI-1 on cardiovascular risk factors including metabolic and subclinical atherosclerosis measures. In the systematic meta-analysis, the highest quantile of blood PAI-1 level was associated with higher CHD risk comparing with the lowest quantile (odds ratio=2.17; 95% CI: 1.53, 3.07) in an age- and sex-adjusted model. The effect size was reduced in studies using a multivariable-adjusted model (odds ratio=1.46; 95% CI: 1.13, 1.88). The Mendelian randomization analyses suggested a causal effect of increased PAI-1 level on CHD risk (odds ratio=1.22 per unit increase of log-transformed PAI-1; 95% CI: 1.01, 1.47). In addition, we also detected a causal effect of PAI-1 on elevating blood glucose and high-density lipoprotein cholesterol. Conclusions--Our study indicates a causal effect of elevated PAI-1 level on CHD risk, which may be mediated by glucose dysfunction

Search for dark matter produced in association with bottom or top quarks in √s = 13 TeV pp collisions with the ATLAS detector

A search for weakly interacting massive particle dark matter produced in association with bottom or top quarks is presented. Final states containing third-generation quarks and miss- ing transverse momentum are considered. The analysis uses 36.1 fb−1 of proton–proton collision data recorded by the ATLAS experiment at √s = 13 TeV in 2015 and 2016. No significant excess of events above the estimated backgrounds is observed. The results are in- terpreted in the framework of simplified models of spin-0 dark-matter mediators. For colour- neutral spin-0 mediators produced in association with top quarks and decaying into a pair of dark-matter particles, mediator masses below 50 GeV are excluded assuming a dark-matter candidate mass of 1 GeV and unitary couplings. For scalar and pseudoscalar mediators produced in association with bottom quarks, the search sets limits on the production cross- section of 300 times the predicted rate for mediators with masses between 10 and 50 GeV and assuming a dark-matter mass of 1 GeV and unitary coupling. Constraints on colour- charged scalar simplified models are also presented. Assuming a dark-matter particle mass of 35 GeV, mediator particles with mass below 1.1 TeV are excluded for couplings yielding a dark-matter relic density consistent with measurements