How different host genotypes alter the virulence-transmission trade-off in Drosophila melanogaster-Pseudomonas antomophila complex?

Tese de mestrado em Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016Parasitismo é uma interação que envolve dois organismos, um parasita, que retira vantagens da interação às custas do hospedeiro. Mais precisamente, o parasita utiliza os recursos do hospedeiro para seu proveito, sobretudo para se reproduzir e ser transmitido. Nesta interação o parasita devido à exploração dos recursos causa dano ao hospedeiro, ao que habitualmente se chama virulência. A virulência de um hospedeiro pode ser considerada uma característica que comprometa a interação e, assim, desvantajosa para o parasita. Seria, então, de esperar que houvesse uma seleção de parasitas que não causassem dano no seu hospedeiro. No entanto, se esta característica desvantajosa estiver correlacionada com uma característica vantajosa para o parasita, melhor se explicaria a existência de virulência em relações parasíticas. É a partir desta hipótese que surge a teoria do trade-off. A teoria do trade-off entre virulência e transmissão foi desenvolvido por Anderson e May, que no seu estudo correlacionam pela primeira vez o efeito do parasita no tempo de recuperação do hospedeiro. Esta hipótese defende a existência de uma relação de constrangimento entre as características de virulência e transmissão. Mais precisamente, que a virulência não pode aumentar indefinidamente sem comprometer a transmissão. O início da curva de trade-off é caracterizada por uma correlação positiva entre as duas características, em que o custo de aumentar a exploração dos recursos do hospedeiro, logo, a virulência, é acompanhado pelo aumento de transmissão. No entanto, esta curva satura, atingindo o valor ótimo, em que a transmissão é maximizada. A partir deste ponto o aumento da exploração de recursos leva a um aumento de virulência e a uma redução da transmissão, devido ao excesso de dano no hospedeiro pelo parasita, levando a que os hospedeiros morram antes do parasita ter oportunidade de se transmitir. Apesar da simplicidade da hipótese de trade-off, estudos que demonstrem esta correlação são escassos. O primeiro caso de estudo foi desenvolvido nas décadas de 50 e 60 por Fenner e colegas. Os resultados destes estudos sobre o vírus de mixomatose em populações naturais de coelhos europeus (Oryctolagus cuniculus), foram utilizados para fundamentar a hipótese do trade-off. Atualmente, novos estudos têm caracterizado a correlação entre virulência e transmissão em diversos sistemas, estudando a influência de diferentes estirpes de vírus e da interação com organismos vetores na infeção de hospedeiros. No presente trabalho, de modo a testar a teoria do trade-off entre transmissão e virulência, caracterizámos esta correlação numa população geneticamente variável de Drosophila melanogaster. Como patogénico, recorremos a uma estirpe de bactéria que infecta populações naturais do nosso organismo, Pseudomonas entomophila. Os principais objetivos da tese são: i. Desenvolver um novo protocolo que permita a medição de virulência e transmissão de um patogénio numa população outbred (com variabilidade genética) de D. melanogaster. E deste modo, caracterizar a relação entre as duas características no nosso complexo modelo. ii. Estudar o efeito de diferentes backgrounds genéticos do hospedeiro nas medições de virulência e transmissão. iii. Investigar as bases genéticas subjacentes aos fenótipos observados. Para o novo protocolo, adaptámos um protocolo estabelecido e anteriormente utilizado do laboratório, que apenas nos permitia medir virulência, de modo a medir as duas características na mesma população e geração. De modo a distinguir entre indivíduos utilizados para medir virulência e indivíduos para medir transmissão, recorremos a uma segunda população com um fenótipo facilmente distinguível da primeira. Estudámos a quantidade de bactéria presente em indivíduos infetados e caracterizámos a dinâmica da bactéria nas primeiras 72 horas após infeção. Observámos um decaimento constante da quantidade na população e o declínio do número de indivíduos infetados. Estes resultados vão de encontro a resultados anteriores que afirmam que a rápida eliminação da bactéria do sistema digestivo do hospedeiro contribui para a diminuição da mortalidade na população. Apesar da tendência de redução em toda a população, observamos a persistência de valores intermédios da quantidade de bactéria numa porção da população infetada (10%) nas últimas horas analisadas. Estes resultados parecem indicar a existência de tolerância no nosso sistema, visto que neste período a taxa de mortalidade é bastante reduzida. Devido a constrangimentos temporais, ao medir virulência e transmissão na população outbred, apenas medimos valores de virulência na parte inicial do espectro (Virulência: 0.5-38%; Transmissão: 3.125-66.67%). Observamos no nosso sistema uma correlação positiva entre as duas características, o que vai de encontro ao que é proposto na hipótese de trade-off, referente à parte inicial da curva, e a resultados de estudos anteriores. No entanto, os nossos resultados não demonstram uma saturação da curva, igualmente teorizado. Isto deve-se, provavelmente, á falta de mais informação, nomeadamente níveis de virulência mais elevados que, teoricamente, comecem a comprometer a transmissão. Uma outra hipótese é que a correlação entre virulência e transmissão no nosso sistema não revele um trade-off. De modo a testar o efeito de diferentes backgrounds genéticos do hospedeiro nas características de uma infeção, recorremos às linhas DGRP (Drosophila Genetic Reference Panel). A população DGRP consiste em mais de 200 linhas inbred (com reduzida diversidade genética) derivadas de uma população natural (Raleigh, USA). Este painel permite o estudo do background genético para determinado fenótipo. Devido a todas as linhas estarem sequenciadas, este painel consiste numa livraria viva de polimorfismos, o que permite a realização de Genome Wide Association Studies (GWAS), de modo a identificar as bases genéticas de fenótipos observados. Utilizando as populações DGRP como dadores de bactéria para uma segunda população, medimos virulência em 92 linhas do painel. Obtivemos percentagens de mortalidade ao longo de todo o espectro (2,1-98%). Confirmámos, que há influência da genética do hospedeiro na suscetibilidade a infeção. Para o fenótipo de transmissão, devido a constrangimentos temporais, apenas 7 linhas foram medidas em. Obtivemos medições de virulência e transmissão ao longo de ambos os espectros (2,1-87% e 3-87,5%). Apesar do reduzido número de pontos, observa-se uma correlação positiva entre as duas características. No entanto, este resultado tem de ser visto com cuidado devido ao reduzido número de pontos obtidos para caracterizar a correlação entre as características. Utilizando os dados fenotípicos, realizámos o GWAS para o fenótipo de virulência. Obtiveram-se cerca de 26 SNPs significativos. No entanto, a maioria dos resultados centra-se em genes com função desconhecida e os restantes, não aparentam qualquer relação com imunologia ou alterações no sistema digestivo. A única exceção é o gene hs6t que está relacionado com o desenvolvimento da traqueia. Os principais resultados deste estudo têm de ser vistos com cuidado devido ao reduzido número de pontos utilizados para construir as duas correlações entre características. No que refere às curvas de correlação entre características, observa-se uma correlação positiva em ambas populações testadas. A falta de mais dados, quer de maior virulência, na população outbred, quer de um maior número de linhas testadas, no estudo usando DGRPs, pode ser apontada como a principal causa de ausência de curva de saturação. Uma outra causa para a ausência de uma curva no nosso sistema, pode dever-se a que o nosso sistema parasita-hospedeiro, seja caracterizado por um outro modelo que não uma curva trade-off. No que se refere aos estudos de bases genéticas, não se observaram resultados expectáveis. A ausência de resultados concludentes pode dever-se ao novo protocolo ou ao reduzido número de linhas testado. No entanto, este projeto permitiu o estabelecimento de um novo protocolo que permite a medição de transmissão utilizando o organismo modelo D. melanogaster, embora ainda precise de ser otimizado, constituindo uma ótima ferramenta para ajudar a compreender melhor a relação complexa que se estabelece entre hospedeiro e parasita num sistema controlado.Parasitism is seemingly the most common biological interaction that can be established between two organisms. Its importance and interest are not limited to the biological sciences field, but also to agriculture, livestock and human and veterinary medicine. Hence, the study of the interactions between parasites and host is necessary to comprehend and better fight infectious diseases. In these relations, a parasite takes advantage of the host by consuming its resources for its own benefit, such as reproduction and transmission to other hosts. By exploring host resources the parasite causes damage, which is usually called virulence. The trade-off theory states that virulence is an unavoidable consequence of parasite transmission. Hence, a parasite cannot increase its transmission indefinitely because it causes increases damage to the host, which increases the probability of killing the host that compromises transmission. Studies that show this apparently simple constraint are scarce and few have explored the influence of the host genetic background in this model. In this study, we make use of the pathosystem composed by Drosophila melanogaster and its natural pathogen Pseudomonas entomophila, through the natural oral route of infection, to test for a trade-off between these traits during infection. Moreover, we aimed to study how different host genetic backgrounds influence each trait and identify its putatively causative genes. First, we established a protocol to accurately measure virulence and transmission in this system using an D. melanogaster outbred population. We verify a positive correlation between virulence and transmission. Second, we apply this protocol to different host genetic background. As in the outbred population, we find a positive correlation between traits. Moreover, we see that the host genetic background greatly influences the infection traits. However, our data do not fully corroborate the occurrence of a trade-off. Additionally, we study the genetic bases that underlie the different susceptibilities to infection. Surprisingly, our results do not evidence any candidate gene related with immunity or gut development. Our results are still inconclusive and a complete dataset is required to fully address the questions we started off with. However, with this work, we have established an experimental system for the study of the correlation between virulence and transmission between D. melanogaster and P. entomophila. Moreover, our preliminary data showed that even in laboratory established systems there is still much to discover. Expectantly, future studies will address and answer questions that are in the basis of this project and that emerged from obtained results.Drosophila melanogaste

Measurement of the top quark pair production cross section in pppp collisions at s=7\sqrt{s}=7 TeV in dilepton final states with ATLAS

A measurement of the production cross section of top quark pairs (ttbar) in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 7 TeV recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider is reported. Candidate events are selected in the dilepton topology with large missing transverse energy and at least two jets. Using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 35 pb^-1, a ttbar production cross section of 171 +/- 20(stat.) +/- 14(syst.) +8-6(lum.) pb is measured for an assumed top quark mass of 172.5 GeV. A second measurement requiring at least one jet identified as coming from a b quark yields a comparable result, demonstrating that the dilepton final states are consistent with being accompanied by b-quark jets. These measurements are in good agreement with Standard Model predictions.Peer Reviewe

Performance of the ATLAS Trigger System in 2010

Proton-proton collisions at sqrt{s} = 7 TeV and heavy ion collisions at sqrt{s_NN} = 2.76 TeV were produced by the LHC and recorded using the ATLAS experiment's trigger system in 2010. The LHC is designed with a maximum bunch crossing rate of 40 MHz and the ATLAS trigger system is designed to record approximately 200 of these per second. The trigger system selects events by rapidly identifying signatures of muon, electron, photon, tau lepton, jet, and B meson candidates, as well as using global event signatures, such as missing transverse energy. An overview of the ATLAS trigger system, the evolution of the system during 2010 and the performance of the trigger system components and selections based on the 2010 collision data are shown. A brief outline of plans for the trigger system in 2011 is presentedPeer Reviewe

Performance of Missing Transverse Momentum Reconstruction in Proton-Proton Collisions at 7 TeV with ATLAS

The measurement of missing transverse momentum in the ATLAS detector, described in this paper, makes use of the full event reconstruction and a calibration based on reconstructed physics objects. The performance of the missing transverse momentum reconstruction is evaluated using data collected in pp collisions at a centre-of-mass energy of 7 TeV in 2010. Minimum bias events and events with jets of hadrons are used from data samples corresponding to an integrated luminosity of about 0.3 inverse nb and 600 inverse nb, together with events containing a Z boson decaying to two leptons (electrons or muons) or a W boson decaying to a lepton (electron or muon) and a neutrino, from a data sample corresponding to an integrated luminosity of about 36 inverse pb. An estimate of the systematic uncertainty on the missing transverse momentum scale is presented.Peer Reviewe

Employing an open-source tool to assess astrocyte tridimensional structure

Astrocytes display important features that allow them to maintain a close dialog with neurons, ultimately impacting brain function. The complex morphological structure of astrocytes is crucial to the role of astrocytes in brain networks. Therefore, assessing morphologic features of astrocytes will help provide insights into their physiological relevance in healthy and pathological conditions. Currently available tools that allow the tridimensional reconstruction of astrocytes present a number of disadvantages, including the need for advanced computational skills and powerful hardware, and are either time-consuming or costly. In this study, we optimized and validated the FIJI-ImageJ, Simple Neurite Tracer (SNT) plugin, an open-source software that aids in the reconstruction of GFAP-stained structure of astrocytes. We describe (1) the loading of confocal microscopy Z-stacks, (2) the selection criteria, (3) the reconstruction process, and (4) the post-reconstruction analysis of morphological features (process length, number, thickness, and arbor complexity). SNT allows the quantification of astrocyte morphometric parameters in a simple, efficient, and semi-automated manner. While SNT is simple to learn, and does not require advanced computational skills, it provides reproducible results, in different brain regions or pathophysiological states.The authors acknowledge funding from national funds through the FCT—Foundation for Science and Technology—project (PTDC/SAU-NSC/118194/2010) to G.T., V.M.S., S.G.G. and J.F.O., and fellowships (SFRH/BD/89714/2012 to V.M.S., SFRH/BPD/97281/2013 to J.F.O., SFRH/BD/101298/2014 to S.G.G., PD/BD/114120/2015 to S.P.N, and PD/BD/127822/2016 to G.T.); Marie Curie Fellowship FP7-PEOPLE-2010-IEF 273936 and BIAL Foundation Grants and 207/14 to J.F.O.; QREN and FEDER funds through Operational program for competitiveness factors—COMPETE, “ON.2 SR&TD Integrated Program—NORTE-07-0124-FEDER-000021”; National and European funds through FCT, and FEDER through COMPETE (PEst-C/SAU/LA0026/2011 and FCOMP-01-0124-FEDER-022724; PEst-C/SAU/LA0026/2013 and FCOMP-01-0124-FEDER-037298, respectively)info:eu-repo/semantics/publishedVersio

MAMMALS IN PORTUGAL : A data set of terrestrial, volant, and marine mammal occurrences in P ortugal

Mammals are threatened worldwide, with 26% of all species being includedin the IUCN threatened categories. This overall pattern is primarily associatedwith habitat loss or degradation, and human persecution for terrestrial mam-mals, and pollution, open net fishing, climate change, and prey depletion formarine mammals. Mammals play a key role in maintaining ecosystems func-tionality and resilience, and therefore information on their distribution is cru-cial to delineate and support conservation actions. MAMMALS INPORTUGAL is a publicly available data set compiling unpublishedgeoreferenced occurrence records of 92 terrestrial, volant, and marine mam-mals in mainland Portugal and archipelagos of the Azores and Madeira thatincludes 105,026 data entries between 1873 and 2021 (72% of the data occur-ring in 2000 and 2021). The methods used to collect the data were: live obser-vations/captures (43%), sign surveys (35%), camera trapping (16%),bioacoustics surveys (4%) and radiotracking, and inquiries that represent lessthan 1% of the records. The data set includes 13 types of records: (1) burrowsjsoil moundsjtunnel, (2) capture, (3) colony, (4) dead animaljhairjskullsjjaws, (5) genetic confirmation, (6) inquiries, (7) observation of live animal (8),observation in shelters, (9) photo trappingjvideo, (10) predators dietjpelletsjpine cones/nuts, (11) scatjtrackjditch, (12) telemetry and (13) vocalizationjecholocation. The spatial uncertainty of most records ranges between 0 and100 m (76%). Rodentia (n=31,573) has the highest number of records followedby Chiroptera (n=18,857), Carnivora (n=18,594), Lagomorpha (n=17,496),Cetartiodactyla (n=11,568) and Eulipotyphla (n=7008). The data setincludes records of species classified by the IUCN as threatened(e.g.,Oryctolagus cuniculus[n=12,159],Monachus monachus[n=1,512],andLynx pardinus[n=197]). We believe that this data set may stimulate thepublication of other European countries data sets that would certainly contrib-ute to ecology and conservation-related research, and therefore assisting onthe development of more accurate and tailored conservation managementstrategies for each species. There are no copyright restrictions; please cite thisdata paper when the data are used in publications.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

SARS-CoV-2 introductions and early dynamics of the epidemic in Portugal

Genomic surveillance of SARS-CoV-2 in Portugal was rapidly implemented by the National Institute of Health in the early stages of the COVID-19 epidemic, in collaboration with more than 50 laboratories distributed nationwide. Methods By applying recent phylodynamic models that allow integration of individual-based travel history, we reconstructed and characterized the spatio-temporal dynamics of SARSCoV-2 introductions and early dissemination in Portugal. Results We detected at least 277 independent SARS-CoV-2 introductions, mostly from European countries (namely the United Kingdom, Spain, France, Italy, and Switzerland), which were consistent with the countries with the highest connectivity with Portugal. Although most introductions were estimated to have occurred during early March 2020, it is likely that SARS-CoV-2 was silently circulating in Portugal throughout February, before the first cases were confirmed. Conclusions Here we conclude that the earlier implementation of measures could have minimized the number of introductions and subsequent virus expansion in Portugal. This study lays the foundation for genomic epidemiology of SARS-CoV-2 in Portugal, and highlights the need for systematic and geographically-representative genomic surveillance.We gratefully acknowledge to Sara Hill and Nuno Faria (University of Oxford) and Joshua Quick and Nick Loman (University of Birmingham) for kindly providing us with the initial sets of Artic Network primers for NGS; Rafael Mamede (MRamirez team, IMM, Lisbon) for developing and sharing a bioinformatics script for sequence curation (https://github.com/rfm-targa/BioinfUtils); Philippe Lemey (KU Leuven) for providing guidance on the implementation of the phylodynamic models; Joshua L. Cherry (National Center for Biotechnology Information, National Library of Medicine, National Institutes of Health) for providing guidance with the subsampling strategies; and all authors, originating and submitting laboratories who have contributed genome data on GISAID (https://www.gisaid.org/) on which part of this research is based. The opinions expressed in this article are those of the authors and do not reflect the view of the National Institutes of Health, the Department of Health and Human Services, or the United States government. This study is co-funded by Fundação para a Ciência e Tecnologia and Agência de Investigação Clínica e Inovação Biomédica (234_596874175) on behalf of the Research 4 COVID-19 call. Some infrastructural resources used in this study come from the GenomePT project (POCI-01-0145-FEDER-022184), supported by COMPETE 2020 - Operational Programme for Competitiveness and Internationalisation (POCI), Lisboa Portugal Regional Operational Programme (Lisboa2020), Algarve Portugal Regional Operational Programme (CRESC Algarve2020), under the PORTUGAL 2020 Partnership Agreement, through the European Regional Development Fund (ERDF), and by Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT).info:eu-repo/semantics/publishedVersio

COOPEDU IV — Cooperação e Educação de Qualidade

O quarto Congresso Internacional de Cooperação e Educação-IV COOPEDU, organizado pelo Centro de Estudos Internacionais (CEI) do Instituto Universitário de Lisboa e pela Escola Superior de Educação e Ciências Sociais do Instituto Politécnico de Leiria decorreu nos dias 8 e 9 de novembro de 2018, subordinado à temática Cooperação e Educação de Qualidade. Este congresso insere-se numa linha de continuidade de intervenção por parte das duas instituições organizadoras e dos elementos coordenadores e este ano beneficiou do financiamento do Instituto Camões, obtido através de um procedimento concursal, que nos permitiu contar com a participação presencial de elementos dos Países Africanos de Língua Portuguesa, fortemente implicados nas problemáticas da Educação e da Formação. Contou também com a participação do Instituto Camões e da Fundação Calouste Gulbenkian, entidades que sistematizaram a sua intervenção nos domínios da cooperação na área da educação nos últimos anos. A opção pela temática da qualidade pareceu aos organizadores pertinente e actual. Com efeito os sistemas educativos dos países que constituem a Comunidade de países de língua portuguesa têm implementado várias reformas mas em vários domínios mantem-se a insatisfação de responsáveis políticos, pedagogos, técnicos sociais face aos resultados obtidos. Aliás o caminho de procura da Qualidade é interminável porque vai a par da aposta na exigência e na promoção da cidadania e responsabilidade social. As comunicações que agora se publicam estão organizadas em dois eixos: o das Políticas da Educação e Formação e o das dimensões em que se traduzem essas políticas. Neste último eixo encontramos fios condutores para agregarmos as comunicações apresentadas

Integrated monitoring of mola mola behaviour in space and time

Over the last decade, ocean sunfish movements have been monitored worldwide using various satellite tracking methods. This study reports the near-real time monitoring of finescale (< 10 m) behaviour of sunfish. The study was conducted in southern Portugal in May 2014 and involved satellite tags and underwater and surface robotic vehicles to measure both the movements and the contextual environment of the fish. A total of four individuals were tracked using custom-made GPS satellite tags providing geolocation estimates of fine-scale resolution. These accurate positions further informed sunfish areas of restricted search (ARS), which were directly correlated to steep thermal frontal zones. Simultaneously, and for two different occasions, an Autonomous Underwater Vehicle (AUV) videorecorded the path of the tracked fish and detected buoyant particles in the water column. Importantly, the densities of these particles were also directly correlated to steep thermal gradients. Thus, both sunfish foraging behaviour (ARS) and possibly prey densities, were found to be influenced by analogous environmental conditions. In addition, the dynamic structure of the water transited by the tracked individuals was described by a Lagrangian modelling approach. The model informed the distribution of zooplankton in the region, both horizontally and in the water column, and the resultant simulated densities positively correlated with sunfish ARS behaviour estimator (r(s) = 0.184, p < 0.001). The model also revealed that tracked fish opportunistically displace with respect to subsurface current flow. Thus, we show how physical forcing and current structure provide a rationale for a predator's finescale behaviour observed over a two weeks in May 2014

Mammals in Portugal: a data set of terrestrial, volant, and marine mammal occurrences in Portugal

Mammals are threatened worldwide, with ~26% of all species being included in the IUCN threatened categories. This overall pattern is primarily associated with habitat loss or degradation, and human persecution for terrestrial mammals, and pollution, open net fishing, climate change, and prey depletion for marine mammals. Mammals play a key role in maintaining ecosystems functionality and resilience, and therefore information on their distribution is crucial to delineate and support conservation actions. MAMMALS IN PORTUGAL is a publicly available data set compiling unpublished georeferenced occurrence records of 92 terrestrial, volant, and marine mammals in mainland Portugal and archipelagos of the Azores and Madeira that includes 105,026 data entries between 1873 and 2021 (72% of the data occurring in 2000 and 2021). The methods used to collect the data were: live observations/captures (43%), sign surveys (35%), camera trapping (16%), bioacoustics surveys (4%) and radiotracking, and inquiries that represent less than 1% of the records. The data set includes 13 types of records: (1) burrows | soil mounds | tunnel, (2) capture, (3) colony, (4) dead animal | hair | skulls | jaws, (5) genetic confirmation, (6) inquiries, (7) observation of live animal (8), observation in shelters, (9) photo trapping | video, (10) predators diet | pellets | pine cones/nuts, (11) scat | track | ditch, (12) telemetry and (13) vocalization | echolocation. The spatial uncertainty of most records ranges between 0 and 100 m (76%). Rodentia (n =31,573) has the highest number of records followed by Chiroptera (n = 18,857), Carnivora (n = 18,594), Lagomorpha (n = 17,496), Cetartiodactyla (n = 11,568) and Eulipotyphla (n = 7008). The data set includes records of species classified by the IUCN as threatened (e.g., Oryctolagus cuniculus [n = 12,159], Monachus monachus [n = 1,512], and Lynx pardinus [n = 197]). We believe that this data set may stimulate the publication of other European countries data sets that would certainly contribute to ecology and conservation-related research, and therefore assisting on the development of more accurate and tailored conservation management strategies for each species. There are no copyright restrictions; please cite this data paper when the data are used in publications