Understanding how capping protein cooperates with aPKC to maintain epithelial integrity in Drosophila imaginal disc

Tese de mestrado, Biologia (Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2010Epithelial integrity generally depends on the balance between the stability and remodelling of adherens junctions (AJs). Growing evidence indicates that endocytosis has a central role in maintaining AJs in a state of dynamic equilibrium. However, it is not currently understood how AJs remodelling is achieved without losing epithelial integrity. In this work, I found that Capping Protein (CP), which prevents extension of the barbed ends of actin filaments, interacts genetically with atypical protein kinase C (aPKC), a major effector of the Par-aPKC complex, to maintain epithelial integrity in Drosophila wing imaginal disc. This genetic interaction appears to have differential requirements along the wing disc, since decreasing CP and aPKC levels induce extrusion and death of wing blade cells, whereas cells in the distal hinge region seem to overproliferate. Interestingly, loss of CP results in a significant reduction of aPKC from the apical membrane, suggesting that CP may restrict apical localization of aPKC, which in turn, is required to control AJs dynamics. In addition, similar to apkc mutant tissues, loss of CP leads to decreased apical levels of the AJs components, E-Cadherin (E-Cad) and Armadillo (Arm), suggesting that both CP and aPKC promote AJs stability by regulating early endocytic events. Therefore, by promoting the formation of a highly branched actin network, CP could have a putative role in AJs stability and remodelling by restricting aPKC to the apical membrane and by promoting early endocytic events. Taken together, the presented data highlight the crucial synergy between polarity complexes and actin cytoskeleton in regulating AJs dynamics, which is intimately linked to the maintenance of epithelial integrity.Os tecidos epiteliais possuem duas propriedades contraditórias: têm uma arquitectura robusta, necessária para a sua estabilidade, porém exibem uma extensa plasticidade de modo a permitir eventos celulares tais como divisão e morte celular [1, 2]. Quando ocorre uma perda na regulação deste balanço entre estabilidade e plasticidade, as células epiteliais perdem a adesão entre elas e adquirem a capacidade de sobreproliferar. De facto, a maioria dos tumores malignos surge apartir de epitélios com defeitos no controlo da adesão e proliferação [3, 4]. A adesão entre células epiteliais é em parte devida à acção coesiva das junções aderentes (AJs), cuja principal função é ligar o citoesqueleto de actina entre células vizinhas. As AJs circundam a região apical das células e são principalmente compostas pela proteína transmembranar E-Caderina (E-Cad). Através do seu domínio citoplasmático, E-Cad associa-se a β-catenina (em Drosophila codificada por armadillo, arm) e α-catenina, que por sua vez, promove a ligação ao citoesqueleto de actina [5]. Apesar de terem um papel crucial na manutenção da integridade epitelial, recentes estudos têm revelado que as AJs são constantemente remodeladas através de endocitose [6-8], processo celular pelo qual moléculas extracelulares ou associadas à membrana são internalizadas para o interior das células [9, 10]. No entanto, ainda não é compreendido como é que a remodelação das AJs é estabelecida sem que a integridade do epitélio seja perdida. Na região apical às AJs existem dois complexos proteicos que interactuam entre si de modo a promover a polaridade dos tecidos epiteliais: o complexo composto por Crumbs (Crb), Stardust and Discs lost, denominado por complexo Crb, e o complexo constituído por Bazooka/Par3, proteína cinase C atípica (aPKC) e Par6, designado por complexo Par-aPKC [11]. O complexo Par-aPKC é activado através da associação entre Par6 e a Rho-like GTPase Cdc42. Após esta activação, aPKC fosforila Crb, que por sua vez, promove a estabilização das Ajs [12, 13]. Curiosamente, foi demonstrado que a remoção de cdc42 ou apkc em tecidos epiteliais de Drosophila, resulta na acumulação de proteínas apicais associadas à membrana, tais como Crb, em vesículas endocíticas e à redução dos níveis apicais de E-Cad e Arm. Análises genéticas adicionais sugerem que aPKC actua como efector de Cdc42, regulando a endocitose de proteínas apicais, que por sua vez, tem um efeito estabilizador nas AJs durante processos dinâmicos de reorganização celular [14, 15]. Nos tecidos epiteliais, a região apical das células contém uma banda de filamentos de actina, essencial para o suporte das Ajs [2]. O citoesqueleto de actina desempenha um papel fundamental em numerosos processos celulares, tais como regulação da morfologia celular e manutenção da polaridade celular [16]. Dada a sua dinâmica, é necessária uma regulação eficaz, que é desempenhada por proteínas que se ligam à actina (ABPs) [17, 18]. Uma dessas proteínas é o heterodímero Capping Protein (CP), composto pelas subunidades α (Cpa) e β (Cpb), que se ligam à região terminal dos filamentos de actina, prevenindo a perda ou adição de monómeros de actina e, desta forma, a sua polimerização excessiva [19]. A remoção de CP no disco imaginal da asa de Drosophila leva a diferentes fenótipos celulares que são dependentes da região do disco. Enquanto clones de células mutantes para CP mantêm a polaridade e sobrevivem nas regiões do hinge e notum, células mutantes na wing blade sofrem extrusão basal e morrem por apoptose [20]. Semelhante ao fenótipo observado em epitélios mutantes para apkc, diminuição dos níveis proteicos de CP usando a técnica ARN de interferência (RNAi), resulta na acumulação de Crb em estruturas vesiculares [21]. Isto sugere que, tal como aPKC, CP parece regular a endocitose de proteínas apicais. Curiosamente, foi postulado que CP interactua geneticamente com aPKC no disco imaginal da asa [21]. No entado, a ferramenta genética usada para diminuir a activade de aPKC pode ter efeitos inespecíficos [22] e portanto, a possível interacção genética entre CP e aPKC foi novamente analisada. Desta forma, o presente trabalho tinha como objectivo compreender o mecanismo pelo qual CP pode cooperar com aPKC na manutenção da integridade epitelial do disco imaginal da asa de Drosophila. De modo atingir este objectivo, a técnica RNAi sob o controlo do sistema UAS-Gal4, foi usada para diminuir os níveis proteicos de CP em regiões específicas do tecido (García Fernández, B. and Janody, F. et al., unpublished data), e um alelo mutante termosensível para aPKC (apkcts) foi usado para modular a actividade cinásica de aPKC consoante a temperatura (Martinho, R. et al., unpublished data). Quando comparado com o fenótipo anteriormente descrito para células com níveis reduzidos de CP, ao diminuir ambos os níveis de CP e aPKC no disco de asa, uma maior quantidade de células sofreram extrusão basal e morreram por apoptose. Pelo contrário, células mutantes para apkcts encontraram-se mantidas no epitélio, sem nenhum indício de morte celular. Estes resultados confirmam que CP interactua geneticamente com aPKC na manutenção da integridade epitelial do disco da asa. Esta interacção genética parece ter diferentes requerimentos ao longo do disco da asa. Enquanto que a diminuição dos níveis de CP e aPKC levou à morte das células da wing blade, as células na região distal do hinge pareceram proliferar. Isto sugere que CP e aPKC mantêm a integridade epitelial e previnem a morte celular na wing blade, ao passo que na região do hinge, CP e aPKC parecem restringir o crescimento, possivelmente através da regulação da sinalização Hippo [23]. Curiosamente, a diminuição dos níveis de CP resultou numa redução significativa dos níveis apicais de aPKC, sugerindo que, através da sua função como regulador da dinâmica do citoesqueleto de actina, CP restringe a localização de aPKC na membrana apical das células epiteliais. Além disso, semelhante ao fenótipo observado em epitélios mutantes para apkc, diminuição dos níveis de CP levou a um decréscimo acentuado dos níveis apicais de E-Cad e Arm. Isto sugere que CP tem um papel putativo na dinâmica das AJs. Por último, o efeito nos níveis apicais de E-Cad após diminuição dos níveis de CP foi semelhante ao observado após sobreexpressão de Src64B, um importante regulador da estabilidade das AJs. Uma vez que a actividade de Src parece ser regulada por CP (García Fernández, B. and Janody, F. et al., unpublished data), este resultado sugere que o efeito de CP nas AJs pode ser dependente da actividade de Src. Baseando nestas observações, são apresentadas no presente trabalho diferentes hipóteses que pretendem explicar o papel de CP na manutenção da estabilidade das AJs, e de como esta função putativa de CP pode estar interligada com a função conhecida de aPKC na regulação da dinâmica das AJs. VII É importante referir que as diferentes hipóteses não são mutuamente exclusivas e por isso, de um modo geral, através da sua principal função, prevenir a polimerização dos filamentos de actina, CP parece ter um papel putativo na manutenção da estabilidade das AJs por: (a) restringir a localização de aPKC na membrana apical; (b) regular eventos iniciais de endocitose; e (c) regular a actividade de Src. No conjunto, os dados apresentados neste trabalho apontam para uma crucial sinergia entre complexos de polaridade e o citoesqueleto de actina na regulação da dinâmica das AJs, o qual está intimamente ligado à manutenção da integridade dos tecidos epiteliais

Nutritional plasticity and evolutionary divergence in the Drosophila ovary

The environment can modify developmental trajectories and generate a range of distinct phenotypes without altering an organism’s genome, a widespread phenomenon called developmental plasticity. The past decades have seen a resurgent interest in understanding how developmental plasticity contributes to evolutionary processes, as it can produce phenotypic variation among individuals and facilitate diversification among populations that inhabit distinct ecological niches. To better understand the importance of plastic responses for evolutionary change, we need to explore how the environment alters development to produce phenotypic variation and then compare this to how genetic variation influences these same developmental processes.(...

Pervasive gaps in Amazonian ecological research

Biodiversity loss is one of the main challenges of our time,1,2 and attempts to address it require a clear un derstanding of how ecological communities respond to environmental change across time and space.3,4 While the increasing availability of global databases on ecological communities has advanced our knowledge of biodiversity sensitivity to environmental changes,5–7 vast areas of the tropics remain understudied.8–11 In the American tropics, Amazonia stands out as the world’s most diverse rainforest and the primary source of Neotropical biodiversity,12 but it remains among the least known forests in America and is often underrepre sented in biodiversity databases.13–15 To worsen this situation, human-induced modifications16,17 may elim inate pieces of the Amazon’s biodiversity puzzle before we can use them to understand how ecological com munities are responding. To increase generalization and applicability of biodiversity knowledge,18,19 it is thus crucial to reduce biases in ecological research, particularly in regions projected to face the most pronounced environmental changes. We integrate ecological community metadata of 7,694 sampling sites for multiple or ganism groups in a machine learning model framework to map the research probability across the Brazilian Amazonia, while identifying the region’s vulnerability to environmental change. 15%–18% of the most ne glected areas in ecological research are expected to experience severe climate or land use changes by 2050. This means that unless we take immediate action, we will not be able to establish their current status, much less monitor how it is changing and what is being lostinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Pervasive gaps in Amazonian ecological research

Biodiversity loss is one of the main challenges of our time,1,2 and attempts to address it require a clear understanding of how ecological communities respond to environmental change across time and space.3,4 While the increasing availability of global databases on ecological communities has advanced our knowledge of biodiversity sensitivity to environmental changes,5,6,7 vast areas of the tropics remain understudied.8,9,10,11 In the American tropics, Amazonia stands out as the world's most diverse rainforest and the primary source of Neotropical biodiversity,12 but it remains among the least known forests in America and is often underrepresented in biodiversity databases.13,14,15 To worsen this situation, human-induced modifications16,17 may eliminate pieces of the Amazon's biodiversity puzzle before we can use them to understand how ecological communities are responding. To increase generalization and applicability of biodiversity knowledge,18,19 it is thus crucial to reduce biases in ecological research, particularly in regions projected to face the most pronounced environmental changes. We integrate ecological community metadata of 7,694 sampling sites for multiple organism groups in a machine learning model framework to map the research probability across the Brazilian Amazonia, while identifying the region's vulnerability to environmental change. 15%–18% of the most neglected areas in ecological research are expected to experience severe climate or land use changes by 2050. This means that unless we take immediate action, we will not be able to establish their current status, much less monitor how it is changing and what is being lost

Pervasive gaps in Amazonian ecological research

Biodiversity loss is one of the main challenges of our time,1,2 and attempts to address it require a clear understanding of how ecological communities respond to environmental change across time and space.3,4 While the increasing availability of global databases on ecological communities has advanced our knowledge of biodiversity sensitivity to environmental changes,5,6,7 vast areas of the tropics remain understudied.8,9,10,11 In the American tropics, Amazonia stands out as the world's most diverse rainforest and the primary source of Neotropical biodiversity,12 but it remains among the least known forests in America and is often underrepresented in biodiversity databases.13,14,15 To worsen this situation, human-induced modifications16,17 may eliminate pieces of the Amazon's biodiversity puzzle before we can use them to understand how ecological communities are responding. To increase generalization and applicability of biodiversity knowledge,18,19 it is thus crucial to reduce biases in ecological research, particularly in regions projected to face the most pronounced environmental changes. We integrate ecological community metadata of 7,694 sampling sites for multiple organism groups in a machine learning model framework to map the research probability across the Brazilian Amazonia, while identifying the region's vulnerability to environmental change. 15%–18% of the most neglected areas in ecological research are expected to experience severe climate or land use changes by 2050. This means that unless we take immediate action, we will not be able to establish their current status, much less monitor how it is changing and what is being lost

Educomunicação e suas áreas de intervenção: Novos paradigmas para o diálogo intercultural

oai:omp.abpeducom.org.br:publicationFormat/1O material aqui divulgado representa, em essência, a contribuição do VII Encontro Brasileiro de Educomunicação ao V Global MIL Week, da UNESCO, ocorrido na ECA/USP, entre 3 e 5 de novembro de 2016. Estamos diante de um conjunto de 104 papers executivos, com uma média de entre 7 e 10 páginas, cada um. Com este rico e abundante material, chegamos ao sétimo e-book publicado pela ABPEducom, em seus seis primeiros anos de existência. A especificidade desta obra é a de trazer as “Áreas de Intervenção” do campo da Educomunicação, colocando-as a serviço de uma meta essencial ao agir educomunicativo: o diálogo intercultural, trabalhado na linha do tema geral do evento internacional: Media and Information Literacy: New Paradigms for Intercultural Dialogue

Catálogo Taxonômico da Fauna do Brasil: setting the baseline knowledge on the animal diversity in Brazil

The limited temporal completeness and taxonomic accuracy of species lists, made available in a traditional manner in scientific publications, has always represented a problem. These lists are invariably limited to a few taxonomic groups and do not represent up-to-date knowledge of all species and classifications. In this context, the Brazilian megadiverse fauna is no exception, and the Catálogo Taxonômico da Fauna do Brasil (CTFB) (http://fauna.jbrj.gov.br/), made public in 2015, represents a database on biodiversity anchored on a list of valid and expertly recognized scientific names of animals in Brazil. The CTFB is updated in near real time by a team of more than 800 specialists. By January 1, 2024, the CTFB compiled 133,691 nominal species, with 125,138 that were considered valid. Most of the valid species were arthropods (82.3%, with more than 102,000 species) and chordates (7.69%, with over 11,000 species). These taxa were followed by a cluster composed of Mollusca (3,567 species), Platyhelminthes (2,292 species), Annelida (1,833 species), and Nematoda (1,447 species). All remaining groups had less than 1,000 species reported in Brazil, with Cnidaria (831 species), Porifera (628 species), Rotifera (606 species), and Bryozoa (520 species) representing those with more than 500 species. Analysis of the CTFB database can facilitate and direct efforts towards the discovery of new species in Brazil, but it is also fundamental in providing the best available list of valid nominal species to users, including those in science, health, conservation efforts, and any initiative involving animals. The importance of the CTFB is evidenced by the elevated number of citations in the scientific literature in diverse areas of biology, law, anthropology, education, forensic science, and veterinary science, among others

IMPACTO DA PANDEMIA DE COVID-19 NO AUMENTO DE ENTEROBACTERALES PRODUTORAS DE CARBAPENEMASES EM ISOLADOS CLÍNICOS DE UM HOSPITAL DE ALTA COMPLEXIDADE EM SALVADOR – BA

Introdução/objetivo: A pandemia de COVID-19 acelerou o avanço da resistência bacteriana devido as altas taxas de prescrições de antibióticos, internações prolongadas em UTIs, uso de dispositivos invasivos, além de falhas na aplicação de medidas de prevenção e controle de infecções em ambientes hospitalares. O objetivo desse trabalho foi avaliar o impacto da pandemia de COVID-19 no aumento de Enterobacterales Produtoras de Carbapenemases (EPC), em isolados clínicos de um hospital de alta complexidade de Salvador-BA. Métodos: No período de 2019 a 2022, foram avaliados 566 isolados consecutivos, não duplicados de EPC. A identificação dos isolados foi realizada pelo pelo Maldi-tof (Vitek-MS, bioMérieux) e a detecção de carbapenemases foi realizada com testes imunocromatogáficos O.K.N RESIST-3® ou NG-TEST CARBA-5®. Resultados: Do total de amostras analisadas, a maioria dos isolados foi proveniente de infecções do trato urinário (36%) e corrente sanguínea (26%), sendo K. pneumoniae o microrganismo de maior prevalência (73%). No ano de 2019 foram obtidos 115 isolados, sendo 81 produtores de KPC (70%), 29 NDM (25%), 4 KPC/NDM (3%) e 1 KPC/OXA-48 (1%). Em 2020 foram detectados 156 isolados, sendo 82 KPC (53%), 56 NDM (36%), 16 KPC/NDM (10%) e 2 KPC/OXA-48 (1%), já em 2021, foram 172 isolados, sendo 92 KPC (53%), 65 NDM (38%) e 15 KPC/NDM (9%). Em 2022 foram obtidos 123 isolados, sendo 70 KPC (57%), 49 NDM (40%) e 4 KPC/NDM (3%), se aproximando da detecção observada no período pré-pandêmico (2019). Comparando os períodos pré-pandêmico e pandêmico, foi observado um aumento de 36% na detecção de EPC entre 2019 e 2020 e de 10% entre 2020 e 2021. Já entre os anos de 2021 e 2022 observou-se uma queda de 28% na detecção. A frequência de KPC apresentou uma diminuição em 2022 em relação ao ano de 2019, caindo de 70% para 57%. Em contrapartida, a frequência de NDM aumentou de 25% em 2019 para 40% em 2022. Conclusão: A detecção de EPC aumentou substancialmente no período pandêmico. Com o maior controle da pandemia após a vacinação e adoção de medidas para minimizar as Infecções Relacionadas à Assistência à Saúde (IRAS), foi possível reduzir a detecção de EPC no ano de 2022, se aproximando aos índices observados em 2019. Entretanto, o aumento de NDM em relação as outras carbapenemases representa um alerta de saúde pública, devido às limitações terapêuticas para o tratamento de pacientes acometidos por essas infecções

Frequency and genetic diversity of the MAT1 locus of Histoplasma capsulatum isolates in Mexico and Brazil

The MAT1-1 and MAT1-2 idiomorphs associated with the MAT1 locus of Histoplasma capsulatum were identified by PCR. A total of 28 fungal isolates, 6 isolates from human clinical samples and 22 isolates from environmental (infected bat and contaminated soil) samples, were studied. Among the 14 isolates from Mexico, 71.4% (95% confidence interval [95% CI], 48.3% to 94.5%) were of the MAT1-2 genotype, whereas 100% of the isolates from Brazil were of the MAT1-1 genotype. Each MAT1 idiomorphic region was sequenced and aligned, using the sequences of the G-217B (+mating type) and G-186AR (-mating type) strains as references. BLASTn analyses of the MAT1-1 and MAT1-2 sequences studied correlated with their respective+ and-mating type genotypes. Trees were generated by the maximum likelihood (ML) method to search for similarity among isolates of each MAT1 idiomorph. All MAT1-1 isolates originated from Brazilian bats formed a well-defined group; three isolates from Mexico, the G-217B strain, and a subgroup encompassing all soil-derived isolates and two clinical isolates from Brazil formed a second group; last, one isolate (EH-696P) from a migratory bat captured in Mexico formed a third group of the MAT1-1 genotype. The MAT1-2 idiomorph formed two groups, one of which included two H. capsulatum isolates from infected bats that were closely related to the G-186AR strain. The other group was formed by two human isolates and six isolates from infected bats. Concatenated ML trees, with internal transcribed spacer 1 (ITS1) -5.8S-ITS2 and MAT1-1 or MAT1-2 sequences, support the relatedness of MAT1-1 or MAT1-2 isolates. H. capsulatum mating types were associated with the geographical origin of the isolates, and all isolates from Brazil correlated with their environmental sources. © 2013, American Society for Microbiology. All Rights Reserved