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

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    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

    A relevância da metáfora visual para a memorização de um logótipo

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    ABSTRACT : We investigate visual metaphor (visual symbolism) in logotypes, its perception and its effect on memory. Henceforth, a visual standard experiment was developed for that effect. This model can be adapted to other logotypes (fig.4 and fig.6). Our research aims to evaluate the value of the perception of visual metaphor within a logo and its mnemonic consequence on the observer. In general metaphor, or symbolism, is an action, person, place, word or object that represents another to give a different meaning. On our study we evaluate visual metaphors, therefore metaphors that are perceived through visual representation, such as is the case in logos, symbols, logo marks, marks and all derivative paraphernalia of nomenclatures associated to any kind of Visual Identity; be it Visual Corporate Identity or Visual non-Corporate Identity such as services, products and persons. Many designers incorporate universality to symbols in the conception of “logos”. For example: Linden Leader (1994) for FedEx incorporates an arrow, symbolizing to move switily and directly. It is the designer’s exertion and experience that will complement symbolism into a new graphic form, until then unknown. We evaluate the condition of adding a universal graphic form to a graphic creation and its communicative reach.A nossa investigação centra-se na metáfora visual que um logótipo pode conter, e a consequência do encontro dessa metáfora visual na memorização de um logótipo. Um teste modelo foi desenvolvido para esse efeito. Este modelo pode ser adaptado a outros logótipos (fig.4 e fig.6) Em termos gerais uma metáfora, ou símbolo, é uma ação, pessoa, lugar, palavra ou objeto que representa outro para lhe atribuir um significado diferente. No nosso estudo, analisamos metáforas visuais, portanto metáforas codificadas através da representação visual, nomeadamente em logótipos, símbolos, logo-marcas, marcas e/ou toda a parafernália de nomenclatura associada a qualquer tipo de identidade visual; seja identidade visual corporativa ou identidade visual não corporativa, como por exemplo em serviços, produtos e pessoas. Muitos designers incorporam símbolos universais na concepção de logótipos. Linden Leader em 1994 para o logótipo da FedEx incorporou uma seta, que simboliza o movimento rápido e direto. É o esforço e a experiência do designer que complementarão este simbolismo numa nova marca gráfica, até então desconhecida. Avaliaremos a condição de adicionar uma metáfora visual a um logótipo e o resultado do seu alcance comunicativo na memorização do mesmo.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

    Exploring new biological frontiers in hypertrophic cardiomyopathy

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    Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Biologia Celular e Molecular), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2018Hypertrophic Cardiomyopathy (HCM) is the most common hereditary disease of the heart (1:500 individuals), and a cause of sudden cardiac death in young adults and athletes. The disease is inherited as an autosomal dominant trait caused by mutations in genes of the cardiac sarcomere. It is a disease with a widely variable genotype and phenotype. At present there is no effective treatment for this genetic disorder. The goal of my work was to explore applications of recent molecular genetics tools to improve patient diagnosis and develop potential new treatment strategies. Inspired by recent reports demonstrating the feasibility of performing “molecular RNA surgery” by using a double trans-splicing approach that results in the specific substitution of a given mutated exon, I investigated whether transsplicing could efficiently correct the expression of a mutant TNNT2 gene in cardiac cells. The TNNT2 gene codes for cardiac troponin T, one of the first sarcomeric proteins to be linked to HCM with more than 30 mutations identified to date. Because there is a significant mutational clustering on TNNT2 exon 9 associated with poor prognosis, I designed a strategy to specifically correct this exon. As a model system I used murine HL-1 cardiomyocytes. Given architectural differences between the human TNNT2 and mouse Tnnt2 genes, human exon 9 corresponds to mouse exon 8. The human TNNT2 exon 9 was used to replace the homologous mouse exon 8, which encodes the same amino acid sequence but differs in nucleotide composition, thus creating unique restriction sites and also a unique binding site for a primer that only hybridizes to the human TNNT2 exon 9. These unique restriction sites or the specific primer were further used to check the efficiency of trans-splicing events. Briefly, double trans-splicing molecules were constructed containing the replacing exon flanked by artificial intronic sequences with strong splice sites and splicing enhancers connected by a spacer linker to antisense sequences designed to anneal the two introns flanking exon 8 in the target murine Tnnt2 pre-mRNA. Cells were transfected with the exon exchange constructions cloned under the control of different promoters. The efficiency of trans-splicing was determined by RT-PCR followed by restriction analysis or, alternatively, by RT-PCR using the primer that only hybridizes to the human TNNT2 exon 9 and thus only amplifying trans-spliced transcripts. An RT-PCR assay using a radioactive γ-32P labelled primer indicated the presence of only residual amounts of the trans-splicing product. In order to improve efficiency, I designed an alternative strategy that involves a single 3' trans-splicing reaction. In brief, the goal was to replace mouse exon 8 and all exons downstream (exons 8 to 15) with a human cDNA containing the nucleotide sequence corresponding to exons 9 to 16. I constructed a 3' trans-splicing vector containing the human cDNA and upstream an artificial intronic sequence with a strong splice site and splicing enhancers connected by a spacer linker to an antisense sequence designed to anneal to intron 7 upstream of the mouse Tnnt2 exon 8 in the target pre-mRNA. After transfection, no trans-splicing product was detected. All together, these results argue that trans-splicing does not ensure efficient correction of expression of a TNNT2 gene in cardiac cells. This could be due to inefficiency of trans-splicing reactions in general, or a particular resistance to trans-splicing of the targeted region in the Tnnt2 pre-mRNA. High throughput sequencing technologies have revolutionized the identification of mutations responsible for HCM. Detection of pathogenic mutations has important implications for the medical management of patients and their families. However, approximately 50% of individuals with a clinical diagnosis of HCM have no causal mutation identified. In my host lab, we hypothesized that this may be due to the presence of pathogenic mutations located deep within the introns, which are not detected by conventional sequencing analysis restricted to exons and exonintron boundaries. The aim of my study was to develop a whole-gene sequencing strategy to prioritize deep intronic variants that may play a role in HCM pathogenesis. In collaboration with other members of the host lab, the full genomic DNA sequence of 26 genes previously associated with HCM was analysed in 16 unrelated patients. We identified likely pathogenic deep intronic variants in VCL, PRKAG2 and TTN genes. These variants, which are predicted to act through disruption of either splicing or transcription factor binding sites, were 3-fold more frequent in our cohort of probands than in normal European populations. Moreover, we found a patient that is compound heterozygous for a splice site mutation in MYBPC3 and the deep intronic VCL variant. Analysis of family members revealed that carriers of the MYBPC3 mutation alone do not manifest the disease, while family members that are compound heterozygous are clinically affected. In conclusion, we developed a framework for scrutinizing variation along the complete sequence of HCM-associated genes and our results suggest that deep intronic variation contributes to HCM phenotype. In order to translate the novel genetic information that we found to clinical decision taking requires further functional analysis. To date, mechanistic and functional studies of HCM mutations have been largely restricted to animal models in part due to difficulties in obtaining human tissue from patients. However, the recent emergence of patient-derived induced pluripotent stem cells (iPSCs) that can be differentiated into functional cardiomyocytes that recapitulate HCM-specific characteristics holds great promise as an exciting new approach to study how gene mutations relate to clinical outcomes and might be applied to test our hypothesisgenerating data. Thus, I decided to use the CRISPR-Cas9 genome-editing technology to introduce patient mutations in the genome of embryonic stem (ES) cells that were subsequently differentiated in cardiomyocytes. In collaboration with other members of the host lab, I generated sets of isogenic ES cells that differ exclusively by the presence of HCM-causing mutations in the TNNT2 gene. We used mouse ES cells, which are easier to manipulate and differentiate than human cells. In conclusion, during my PhD training I explored the feasibility of inducing trans-splicing as an RNA-targeted therapy to correct the expression of mutant sarcomeric genes in cardiomyocytes, I contributed to the development of a bioinformatics pipeline to identify novel mutations located within intronic regions of sarcomeric genes that may contribute to HCM pathogenesis, and I constructed new genome-edited cellular models of HCM.Instituto de Medicina Molecular (IMM), projeto LISBOA-01-0145-FEDER-007391; Merck Sharp & Dohme (MSD

    Le rôle de l'Inquisition en Guinée : vicissitudes des présences juives sur la Petite Côte (XVe-XVIIe siècles)

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    Revista Lusófona de Ciência das Religiõe

    Nutritional plasticity and evolutionary divergence in the Drosophila ovary

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    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.(...

    The development of factory templates for the integrated virtual factory framework

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    Páginas numeradas: I-XVI, 17-123Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 201

    Functional activity of seaweed extracts from the north portuguese coast

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    A utilização de algas marinhas como fontes potenciais de compostos nutracêuticos e farmacêuticos tem aumentado recentemente devido à constatação de que estas contêm compostos bioactivos, com actividades antioxidante e antimicrobiana (entre outras actividades), que podem inibir o crescimento de algumas bactérias contaminantes e/ou patogénicas e de leveduras prevenindo a deterioração de alimentos ou a infecção ou contribuindo mesmo para o seu melhor controlo. O litoral português alberga uma grande biodiversidade no que concerne a algas marinhas, porém muitas encontram-se por caracterizar em termos de propriedades funcionais. Neste contexto, o objectivo deste trabalho foi estabelecer um procedimento melhorado para a obtenção de extractos de algas marinhas e testar a sua actividade antimicrobiana contra espécies selecionadas de leveduras, bactérias Gram positivas e Gram negativas, bem como a sua actividade antioxidante. Para tentativamente atestar o seu comportamento, os perfis lipídico e fenólico foram testados. As algas utilizadas neste estudo, incluindo as de aquacultura integrada e as de habitat natural, foram obtidas no Norte de Portugal. A alga Gracilaria vermiculophylla foi usada para os ensaios de optimização do processo de extracção, enquanto as Gracilaria vermiculophylla, Porphyra dioica e Chondrus crispus foram utilizadas para os ensaios de actividade antimicrobiana e antioxidante. Os estudos de optimização centraram-se na definição dos pré-tratamentos (secagem) e da temperatura a utilizar durante o processo de extracção. Os resultados revelaram que os organismos testados foram mais sensíveis aos extractos obtidos com algas secas, continuamente processados a temperaturas mais elevadas. Posteriormente, extratos obtidos com três diferentes solventes (acetato de etilo, éter dietílico e metanol:água) foram testados. No que diz respeito à avaliação da actividade antimicrobiana, as espécies testadas incluíram (i) bactérias Gram negativas - Escherichia coli, Salmonella enteritidis e Pseudomonas aeruginosa; (ii) bactérias Gram positivas – Listeria innocua, Bacillus cereus, Enterococcus faecalis, Lactobacillus brevis, Staphylococcus aureus, todas de origem alimentar, e uma estirpe de Staphylococcus aureus de origem clínica, e (iii) a levedura Candida spp. também de origem clinica. Os testes para avaliar a actividade antimicrobiana dos extractos foram realizados utilizando o método de difusão em agar e os resultados indicaram uma forte actividade antimicrobiana dos extractos de acetato de etilo, quando comparado com os extractos de metanol e éter dietílico e mostraram uma tendência fraca para a inibição de microrganismos Gram positivos. O perfil de ácidos gordos de extractos de acetato de etilo revelou uma predominância de ácidos gordos saturados (SFA), especialmente o acido palmítico (16:0), seguido por ácidos gordos polinsaturados (PUFA) e ácidos gordos monoinsaturados (MUFA) e mostrou um teor mais elevado de ácidos gordos em G. vermiculophylla e P. dioica de aquacultura. Tendo em conta os resultados obtidos para a actividade antioxidante, foi demonstrado que os extractos metanólicos apresentaram actividade mais elevada quando comparada com os outros solventes testados. O perfil fenólico revelou que os extractos metanólicos mostraram quantidades mais elevadas de compostos fenólicos, tais como catequinas e ácido protocatecuico, o que pode indiciar o seu papel na actividade antioxidante.The use of marine algae as potential sources of pharmaceutical and nutraceutical compounds has been increasing recently, due to the realization that they contain bioactive compounds, with antioxidant and antimicrobial activities (among others), which could inhibit the growth of some contaminant and/or pathogenic bacteria and yeasts, preventing food spoilage or infection and even contributing to its better control. The Portuguese coastline is home to a great diversity in terms of seaweed however, many of them are not yet characterized in terms of functional properties. In this context, the aim of this work was to establish an improved procedure for obtaining extracts from marine algae and to test its antimicrobial activity against selected species of yeasts, Gram positive and Gram negative bacteria. Furthermore, the antioxidant activity of the extracts was also assayed. Finally, an in order to correlate between the composition of the extracts and its bioactivity, their characterization was tentatively established through the determination of lipidic and phenolic profiles. Seaweeds used in this study including those from integrated aquaculture and from their natural habitat, were obtained in the North of Portugal. Gracilaria vermiculophylla was used for the assays of optimization of the extraction procedure, whereas Gracilaria vermiculophylla, Porphyra dioica and Chondrus crispus were used for antimicrobial and antioxidant assays. Optimization studies were focused on the definition of the pre-treatments of the algae (drying) and the temperature used during the extraction process. Results revealed that test organisms were more sensitive to extracts obtained with dried algae, continuously processed at higher temperatures. Subsequently, extracts obtained with three different solvents (ethyl acetate, diethyl ether and methanol:water) were tested. Concerning antimicrobial capacity evaluation, species tested included (i) Gram negative bacteria – Escherichia coli, Salmonella enteritidis and Pseudomonas aeruginosa; (ii) Gram positive bacteria – Listeria innocua, Bacillus cereus, Enterococcus faecalis, Lactobacillus brevis, Staphylococcus aureus, all from food origin and a strain of Staphylococcus aureus from clinical origin and (iii) the yeast Candida spp. from clinical origin as well. Tests to assess the antimicrobial activity of the extracts were performed using the agar diffusion method, and results indicated a stronger antimicrobial activity of the ethyl acetate extracts when comparing with the diethyl ether and methanolic ones, and a weak tendency for inhibition of Gram positive microorganisms. The fatty acid profile of ethyl acetate extracts revealed a predominance of saturated fatty acids (SFA), especially palmitic acid (16:0), followed by polyunsaturated fatty acids (PUFA) and monounsaturated fatty acids (MUFA), and showed a higher content of fatty acids on aquaculture extracts in Gracilaria vermiculophylla and Porphyra dioica. Taking into account the results for antioxidant activity tested with the ABTS•+ method, it was shown that methanolic extracts had highest activity when compared to the other solvents tested. The phenolic profile revealed that these extracts had highest amounts of phenolic compounds such as catechin and protocatechuic acid, which could take a role in the antioxidant activity
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