In silico analysis of miRNA promoters

Tese de mestrado. Biologia (Bioinformática e Biologia Computacional). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2011Os microRNAs (miRNAs) contribuem de uma forma abundante para a fracção de RNAs não-codificantes eucariotas. Estes estão envolvidos na regulação negativa póstranscricional da expressão genética através da ligação com a região 3'-UTR dos transcritos de mRNA nascente, conjuntamente com várias outras proteínas ajudantes. Em mamíferos, manifesta-se principalmente através da inibição da síntese proteica. Actualmente, sabe-se que estas moléculas de RNA são reguladores moleculares mestre envolvidos em processos celulares que englobam a diferenciação, transdução de sinal, divisão celular e cancro. A expressão dos microRNAs parece ter uma assinatura específica para cada um dos tecidos. Ainda não está claro quais são os principais factores que controlam esta especificidade, porém vários autores têm postulado a existência de circuitos de regulação entre os factores de transcrição que controlam a expressão de miRNA e a regulação exercida pelo miRNA sobre a expressão do factor de transcrição. Recentemente, as sequências de DNA de todos os promotores de miRNA humanos foram caracterizados por imunoprecipitação da cromatina por Marson et al [1]. Começamos com estes dados e a primeira coisa que se fez foi recolher todas estas sequências, usando a versão do UCSC Genome Browser indicada no estudo anterior e tendo em conta as posições nele indicadas para cada um dos 550 promotores. Para este efeito, foi necessário escrever um pequeno programa. O presente trabalho tem como objectivo principal realizar uma caracterização in silico de todos estes promotores, estudando os factores de transcrição que possivelmente controlam a expressão de miRNAs. Procurou-se factores de transcrição que regulassem a expressão de cada um destes miRNAs e que, simultaneamente, fossem proteínas codificadoras alvo desses mesmos miRNAs. O primeiro passo na análise dos circuitos de regulação entre os microRNA e os factores de transcrição foi a predição dos locais de ligação (TFBS) destes últimos para todas as sequências de promotores de miRNA obtidas. Ou seja, dadas as sequências de promotores de cada um dos miRNAs, era necessário saber quais os factores de transcrição que a elas se poderiam ligar e regular sua transcrição dos respectivos miRNAs. Actualmente, existem vários programas disponíveis. No entanto, apesar de todos os esforços, esses algoritmos às vezes produzem muitos falsos positivos ou falsos negativos. Assim, um dos maiores problemas ainda existentes é como encontrar o software apropriado. Consequentemente, os investigadores costumam usar vários dos programas existentes. Nós usamos o TFSEARCH 1.3, MAPPER 2, Match 1,0, Patch 1.0, P-Match 1.0, PROMO 3.0.2 e o TFBind. A primeira diferença entre todos estes programas é a maneira como as sequências dos promotores lhes podem ser enviadas. O MAPPER 2, foi o único que foi capaz de processar um arquivo FASTA contendo todas as sequências de promotores. Para o TFSEARCH 1.3 foi possível descarregar o EZRetrieve. Esta é uma ferramenta gratuita que se baseia no TFSEARCH e também processou o arquivo FASTA completo. Para o TFBind concebemos uma ferramenta similar ao EZRetrieve. Este programa lê um arquivo FASTA e envia cada sequência à ferramenta TFBind que está disponível online. Em seguida, guarda os ficheiros HTML que podem ser obtidos quando se realizam as pesquisas online. Para todas as outras ferramentas, era necessário um registo prévio nos locais onde elas se encontram disponíveis e, como tal, é necessário fazer o login antes de começar a usar essas ferramentas. Por este motivo, não foi possível conceber qualquer ferramenta para realizar esta pesquisa automaticamente. A única solução foi dividir nosso arquivo FASTA em vários arquivos pequenos e submeter cada um deles a cada uma dessas ferramentas. Tendo esta quantidade enorme de dados proveniente dos sete programas, foi necessário, então, uniformizá-los e prepará-los para serem analisados, tendo sido necessário desenvolver diversos programas para o efeito. As principais questões surgidas durante este processo foram o facto de algumas das aplicações usadas não permitirem restringir os resultados a genes de Homo Sapiens e, para além disso, a identificação dos genes não ser feita de forma uniforma, em virtude de os mesmos terem diversas designações. Para o efeito, descarregamos todos os genes de Homo Sapiens existentes na base de dados GenBank do NCBI. Além dos símbolos oficiais de cada gene, esta base de dados também contém os seus sinónimos. Depois de comparar os nomes dos genes, foi possível identificar a maioria dos genes obtidos nas aplicações de TFBS. No entanto, muitos deles permanecem por classificar ou não são genes de Homo Sapiens. Hoje em dia, é evidente que os processos pós-transcricionais desempenham um papel muito mais importante na regulação da expressão génica do que o anteriormente esperado. Assim, um passo crucial para a análise de funções reguladoras dos miRNAs é a previsão de seus alvos. Actualmente, existem diversos programas e bases de dados disponíveis. Nós usamos o Diana micro-T, Miranda, miRWalk, miRTarBase e uma base de dados publicada em 2010 por Saito T e P Sætrom [44]. Por comparação com o processo de análise das bases de dados de TFBS, estas revelaram uma melhoria considerável na forma de identificação dos genes, pois algumas delas usam identificadores únicos, quer sejam do GenBank ou do sistema Ensemble. Dado que os dados dos genes extraídos do GenBank também incluem os identificadores Ensemble, esta questão da identificação dos genes nas bases de dados de targets não obrigou a tanto esforço e permitiu certamente resultados mais fiáveis. A principal questão surgida com a análise das bases de dados de targets foi o volume de dados das mesmas. Estas bases de dados contêm geralmente milhões de registos e, apesar de os formatos das mesmas serem de muito mais fácil tratamento, obrigam a que se desenvolvam ferramentas para a extracção dos dados pretendidos. Refira-se que a maior destas bases de dados por nós usadas contém cerca de 20 milhões de registos. Depois de analisar todos os dados seleccionados, encontramos 38.773 loops, cobrindo 285 diferentes factores de transcrição e 417 miRNAs distintos. Estes loops envolvem factores de transcrição que regulam a expressão de um miRNA e que, simultaneamente, são proteínas codificadoras alvo desse mesmo miRNA. No entanto, cada loop é composto por um único factor de transcrição e um único miRNA. Uma vez que um único miRNA pode regular múltiplos genes e um único gene pode ser regulado por múltiplos miRNAs, é bastante natural pensar que miRNAs e factores de transcrição possam cooperar na regulação dos genes-alvo tanto a nível transcricional como a nível pós-transcricional. Na verdade, factores de transcrição e miRNAs funcionam juntos em redes reguladoras de genes que ainda não estão completamente identificadas nem compreendidas. Consequentemente, todos os loops identificados por este estudo devem ser vistos como componentes de módulos reguladores, em vez de loops isolados. Embora isto seja verdade, também podemos analisar individualmente cada um destes loops. Tendo em mente o facto de que esta é uma análise in silico, devemos estar cientes que a grande maioria de todos os loops detectados têm uma probabilidade muito baixa de serem loops reais. Portanto, futuras investigações devem começar pela definição de critérios de fiabilidade de todos os dados obtidos. Na verdade, todos estes dados exigem futuras investigações e necessitam de validações experimentais. Assim, este trabalho permitiu reunir e catalogar loops de regulação mistos entre factores de transcrição e miRNAs, em humanos, tendo sido todos os dados processados e armazenados numa base de dados relacional. Além disso, foi desenvolvida uma plataforma web de modo a permitir futuras investigações, pois apesar de ainda não compreendermos perfeitamente o significado biológico destes circuitos, eles são provavelmente um importante mecanismo de regulação da expressão génica. Esta base de dados tem 36 tabelas e armazena mais de 2,5 milhões de registos. A interface web permite a procura de loops usando vários critérios de pesquisa e permite a análise de todos os detalhes de cada um dos loops, tais como os TFBS previstos, os targets, as pontuações associadas a cada previsão, etc.MicroRNAs (miRNAs) are an abundant class of eukaryotic non-coding RNAs. They are involved in the negative post-transcriptional regulation of gene expression. Their inhibitory action is exerted by binding to the 3’-UTR region of nascent mRNA transcripts together with several other helper proteins, and in mammals it is observed mainly as an inhibition of protein synthesis. These non-protein coding RNA molecules are master molecular regulators that have been found to be involved in cellular processes ranging from differentiation, cell division, signal transduction and cancer. MicroRNAs expression appears to have a tissue specific signature in which specific miRNAs are expressed preferentially in some tissues or organs. It remains unclear which are the main factors that control this tissue-specificity, however several authors have postulated the existence of a regulatory feedback loop between transcription factors controlling miRNA expression and the regulatory control exerted by miRNA over the transcription factor expression. Recently, the DNA sequences of all the human miRNA promoters have been characterized by chromatin-immunoprecipitation [1]. The present work has the main objective of performing an in silico characterization of all these promoters, studying the possible transcription factors controlling miRNA expression. We were looking for transcription factors regulating miRNA expression and being simultaneously the target protein-coding gene of that same miRNA. Despite the fact that we cannot yet understand the biological significance of these regulation loops, this must be an important mechanism of genes regulation. The purpose of this work was to assemble and characterize a catalogue of such mixed transcription factor/miRNA regulation loops in humans. All data was processed and stored in a relational database. Furthermore, a web platform was developed in order to enable further investigations

Salvamento de Bracara Augusta: restauração e remodelação de edifício (Praça Conde Agrolongo, nº 104 / Braga)

O projeto de remodelação do edifício nº 104 na Praça Conde de Agrolongo, união de freguesias de São José de São Lázaro e São João do Souto, Braga [Figura 01, 02 e 03], promovido por Maria Fernanda Braga da Cruz, situa-se numa zona com condicionantes arqueológicas, por se encontrar localizado nas proximidades do traçado da muralha baixo medieval e por se encontrar abrangido pela Zona Especial de Proteção da Igreja e Convento do Pópulo, IIP, Decreto nº129/77, de 29 de Setembro. Essa circunstância justificou a realização de trabalhos arqueológicos para avaliação dos possíveis impactes da obra sobre eventuais vestígios arqueológicos, em conformidade com a legislação em vigor, uma vez que o projeto de intervenção arquitetónica foi aprovado condicionalmente pela DRCN-DSBC (ofício n.º S¬2015/374135 (C.S:1033677), de 17/07/2015). [Anexo 01].info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Salvamento de Bracara Augusta: remodelação e ampliação de edifício (Rua do Alcaide, nº 18/20 - Braga)

O projeto de remodelação do edifício com o nºs 18/20 na Rua do Alcaide, em Braga (Fig.1), requerido por Augusto Lopes Afonso, mereceu parecer favorável condicionado pela DRCN-DSBC (ofício n.º S-2010/242848, C.S:690182), de 08/11/2010, eterminando-se a realização de sondagens arqueológicas de forma a averiguar os impactos no subsolo do novo projeto imobiliário previsto para o local.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Salvamento de Bracara Augusta: quarteirão dos CTT - Avenida da Liberdade (BRA 08-09 CTT): relatório final

O presente Relatório Final reporta-se à totalidade dos trabalhos arqueológicos executados no quarteirão dos antigos CTT, em Braga, no âmbito da obra de construção de um imóvel, promovida pela empresa Javere Imobiliária, do Grupo Regojo, que adjudicou os referidos trabalhos arqueológicos à Unidade de Arqueologia da Universidade do Minho

Enhanced D1 and D2 inhibitions induced by low-frequency trains of conditioning stimuli : differential effects on H- and TReflexes and possible mechanisms

Mechanically evoked reflexes have been postulated to be less sensitive to presynaptic inhibition (PSI) than the H-reflex. This has implications on investigations of spinal cord neurophysiology that are based on the T-reflex. Preceding studies have shown an enhanced effect of PSI on the H-reflex when a train of ~10 conditioning stimuli at 1 Hz was applied to the nerve of the antagonist muscle. The main questions to be addressed in the present study are if indeed T-reflexes are less sensitive to PSI and whether (and to what extent and by what possible mechanisms) the effect of low frequency conditioning, found previously for the H-reflex, can be reproduced on T-reflexes from the soleus muscle. We explored two different conditioning-to-test (C-T) intervals: 15 and 100 ms (corresponding to D1 and D2 inhibitions, respectively). Test stimuli consisted of either electrical pulses applied to the posterior tibial nerve to elicit H-reflexes or mechanical percussion to the Achilles tendon to elicit T-reflexes. The 1 Hz train of conditioning electrical stimuli delivered to the common peroneal nerve induced a stronger effect of PSI as compared to a single conditioning pulse, for both reflexes (T and H), regardless of C-T-intervals. Moreover, the conditioning train of pulses (with respect to a single conditioning pulse) was proportionally more effective for Treflexes as compared to H-reflexes (irrespective of the C-T interval), which might be associated with the differential contingent of Ia afferents activated by mechanical and electrical test stimuli. A conceivable explanation for the enhanced PSI effect in response to a train of stimuli is the occurrence of homosynaptic depression at synapses on inhibitory interneurons interposed within the PSI pathway. The present results add to the discussion of the sensitivity of the stretch reflex pathway to PSI and its functional role

Assessment of surfactant removal capacity and microbial community diversity in a greywater-treating constructed wetland

Surfactants are among the main chemical contaminants in greywater (GW) and can cause severe health issues in humans and aquatic organisms. We assessed the performance of a multistage constructed wetland system (EvaTAC) for GW treatment and capacity of the microbial community in linear alkyl benzene sulfonate (LAS) biodegradation. Physicochemical analyses were performed over 497 d, and biomass samples were collected for high-throughput DNA sequencing. The system was predominated by anaerobic conditions and received an average chemical oxygen demand (COD) and LAS of 374 and 32 mg·L⁻¹, with removal rates of 66% and 43%, respectively. A positive correlation between COD and LAS suggested COD as a design parameter for LAS removal. We identified microbial genera participating in hydrolysis, fermentation, syntrophy, acetogenesis, methanogenesis, surfactant degradation, and sulphate reduction. Among the 15 surfactant-degrading genera, Pseudomonas was predominant. Community richness and diversity indices were comparable between subsystems, with a slight decrease in diversity observed towards the outlet. Among the LAS degraders, Rhodopseudomonas palustris had the highest relative abundance of operational taxonomic unit (OTU)s in all samples and the highest richness in the anaerobic chamber. The patterns in microbial community composition and environmental conditions suggest that LAS biodegradation occurred throughout the EvaTAC system

Salvamento de Bracara Augusta: projeto de reabilitação do Claustro e da Domus Romana no Seminário Conciliar de S. Pedro e S. Paulo (Seminário Conciliar de S. Pedro e S. Paulo e Museu Pio XII/ Braga)

Os trabalhos arqueológicos realizados no Seminário Conciliar de S. Pedro e S. Paulo e no Museu Pio XII, de Braga, inseriram-se no âmbito do ‘Projeto de Reabilitação do Claustro e da domus romana no Seminário Conciliar de S. Pedro e S. Paulo’. Este projeto visa a revalorização do conjunto de ruínas romanas identificado em 1966 no referido claustro, através de uma nova cobertura e de uma melhor contextualização dos vestígios já conhecidos, tendo em vista torná-los visitáveis e mais compreensíveis para o público, através da criação de um núcleo arqueológico interpretado. O supramencionado projeto pretende ainda criar uma maior articulação entre as ruínas romanas do Seminário e o acervo arqueológico do Museu Pio XII, garantindo-se, por essa via, uma melhor integração dos dois conjuntos patrimoniais.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Salvamento de Bracara Augusta: reconstrução e ampliação de edifício na Rua Eça de Queirós, nº 98, Braga: relatório final

O projeto de remodelação e ampliação do edifício localizado na Rua Eça de Queirós, nº 98, na Freguesia de São João do Souto, promovido por Calheno, Pinto & Gonçalves – Investimentos Turísticos, Lda, localiza-se numa zona da cidade condicionada do ponto de vista arqueológico e patrimonial, pelo que foi abrangida pelas disposições conjugadas da legislação em vigor, designadamente, Lei nº 107/2001, de 8 de Setembro de 2001, Decreto-Lei n.º 555/99, de 16 de dezembro e Carta de Condicionantes do PDM de Braga em vigor - cf. Pareceres DRCN-DSBC (ofício nº S- 2016/402816 (C.S:1113697), de 11/07/2016), nos quais se estabelece a necessidade de acompanhamento arqueológico durante a execução da obra. Efetivamente, a área intervencionada possui sensibilidade arqueológica por se situar dentro do aro da cidade medieval e por se encontrar próxima da área da muralha medieval e do antigo Paço Arquiepiscopal de Braga (Ribeiro, 2008)

Effects of two types of low impact physical training on screen time among overweight adolescents

Introduction: The time that adolescents spend in front of some screen as TV, computer, video games and mobile phones, has been considered a risk factor for obesity and non-communicable chronic diseases.Objective: To analyze the effectiveness of two types of low impact training on the screen time and the BMI of overweight adolescents.Methods: Sixty-seven adolescents were allocated into three groups: control group (CG); hydrogimnastic (HG); and jump (JG). The three groups had a weekly session of nutritional guidance; Additionally, the HG and JG trained 12 weeks with three weekly sessions ranging between 24 and 32 minutes as stage periodization training with hydrogimnastic and jump, respectively. Anthropometric measurements were performed, and screen time through a questionnaire created for this study in order to identify the amount of hours that adolescents passed in front of a screen. The questionnaire was carried out before and after the training period, as well as anthropometric assessments.Results: There was no difference pre and post-intervention in screen time for the three groups, however, there was a decrease in BMI in both exercise groups of the pre-training period for post-training.Conclusion: There was no reduction of the screen time, however the BMI decreased in the exercise groups