The impact of genetic interactions in antibiotic resistance

Tese de doutoramento, Biologia (Genética), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2012Genetic interactions, both between genetic material and between this and the surrounding environment of a given individual are important factors for understanding the process of evolution of natural populations. The study of this interactions as well as their integration in evolutionary terms may have several applications such as, for example, understanding the observed prevalence of antibiotic resistance in natural populations. In this thesis the patterns of genetic interactions between multiple-resistances to antibiotics were explored. In particular, epistasis and genotype-by-environment interactions operating among antibiotic resistances were studied. To measure levels of epistasis occurring between multiple-antibiotic-resistances in the complete absence of antibiotics, mutants resistant to three antibiotics commonly used in clinic were first generated: nalidixic acid, rifampicin and streptomycin. With these mutants double resistant mutants were created. By measuring the costs of each mutation individually and jointly the type of epistasis operating between different sets of resistance mutations was determined. The cost of double resistance was majorly lower than expected, revealing the presence of positive epistasis between mutations conferring resistance to the studied antibiotics. The same patterns were observed for interactions between a set of resistance mutations and conjugative plasmids with multiple-resistance factors. However, in this case, extreme cases of positive epistasis coined sign epistasis were observed for a large fraction of combinations. This type of interactions was also observed in the previous study yet less frequently. Naturally occurring bacteria are often faced with a multitude of environments. The action of environmental changes in the effects of antibiotic resistance mutations was studied for a group of mutations resistant to four antibiotics in three environments differing in the CHAPTER I viii number of comprised environmental stresses. This study revealed, for most cases, a strong pattern of interactions between the different genotypes and the environment.As interacções genéticas, quer entre material genético quer entre este e o ambiente que rodeia um determinado organismo, são factores importantes para entender o processo de evolução de populações naturais. O estudo destas interacções bem como a sua integração em termos evolutivos pode ter diversas aplicações tais como, por exemplo, a compreensão da prevalência da resistência a antibióticos observada em populações naturais. Nesta tese exploraram-se os padrões de interacções genéticas entre múltiplas resistências a antibióticos nomeadamente, epistasia e as interacções genótipo-ambiente que ocorrem em resistências a antibióticos. Para medir os níveis de epistasia entre múltiplas resistências a antibióticos na ausência dos mesmos, foram construídos mutantes resistentes a três antibióticos vulgarmente usados em clínica: ácido nalidíxico, rifampicina e estreptomicina. Com estes mutantes foram gerados duplos mutantes. Medindo os custos de cada uma das mutações individualmente e em conjunto determinou-se o tipo de epistasia a operar entre diferentes conjuntos de mutações de resistência. O custo da dupla resistência foi maioritariamente menor do que o esperado, revelando a presença de epistasia positiva entre mutações que conferem resistência aos antibióticos estudados. Os mesmos padrões foram observados para interacções entre um conjunto de mutações que conferem resistência e plasmídeos conjugativos com múltiplos factores de resistência. No entanto, neste caso, foram observados numa larga fracção de combinações casos extremos de epistasia positiva denominados epistasia de sinal, situação também observada anteriormente mas em menor frequência. Na natureza, as bactérias enfrentam frequentemente uma multiplicidade de ambientes. A acção das alterações ambientais nos efeitos das mutações que conferem resistência a antibióticos foi CHAPTER I x estudada num grupo de mutações resistentes a quatro antibióticos em três ambientes que diferem no número de factores ambientais prejudiciais comportados por cada um. Este estudo revelou, para a maioria dos casos, um forte padrão de interacções entre os vários genótipos e o ambiente.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT, SFRH/BD/40162/2007

Multiple Resistance at No Cost: Rifampicin and Streptomycin a Dangerous Liaison in the Spread of Antibiotic Resistance

Evidence is mounting that epistasis is widespread among mutations. The cost of carrying two deleterious mutations, or the advantage of acquiring two beneficial alleles, is typically lower that the sum of their individual effects. Much less is known on epistasis between beneficial and deleterious mutations, even though this is key to the amount of genetic hitchhiking that may occur during evolution. This is particularly important in the context of antibiotic resistance: Most resistances are deleterious, but some can be beneficial and remarkably rifampicin resistance can emerge de novo in populations evolving without antibiotics. Here we show pervasive positive pairwise epistasis on Escherichia coli fitness between beneficial mutations, which confer resistance to rifampicin, and deleterious mutations, which confer resistance to streptomycin. We find that 65% of double resistant strains outcompete sensitive bacteria in an environment devoid of antibiotics. Weak beneficial mutations may therefore overcome strong deleterious mutations and can even render double mutants strong competitors.LAO/ITQB, FCT

Educação Pré-Escolar: um lugar de afetos inclusivo

Este estudo tem como objetivo verificar qual a importância dos afetos por parte do educador de infância, na promoção da inclusão de crianças com NEE, no contexto de educação pré-escolar. São ainda escassos os estudos desta temática, e ainda um conceito um pouco complexo e de reduzida compreensão. Desta forma foi um trabalho relevante na procura de caminhos e hipóteses que poderão ir ao encontro de um ensino verdadeiramente inclusivo, no pré-escolar. Considerou-se este tema oportuno, tanto numa perspetiva profissional e social, como pessoal. A metodologia adotada teve por base uma abordagem não-experimental. Os dados foram recolhidos através de um inquérito por questionário, no sentido de verificar a importância dos afetos dos educadores de infância. Constituiu-se assim uma amostra de cinquenta e sete educadores de infância, do ensino privado, do concelho de Leiria. Constata-se que os educadores de infância inquiridos neste estudo, apresentaram uma concordância média plena com a importância da afetividade, no contexto profissional, assim como esta conduz a um melhor desempenho no processo ensino-aprendizagem, e intensificando que é importante promover a afetividade na relação pedagógica com crianças de jardim-de-infância. Os resultados indicam que, os educadores de infância nomeiam a escuta ativa, o respeito mútuo, o diálogo, o sorriso e o contacto físico, predominantes na sua prática profissional e que vão ao encontro da promoção da afetividade na relação educativa com crianças de jardim-de-infância. Reconhecem a afetividade de uma forma global, através do respeito pelo outro, da manifestação de atitudes de afeto, da interação entre pares, da cooperação, do brincar e do trabalho colaborativo. No que se refere à promoção da inclusão, os educadores de infância definem estratégias e adequam-nas para que a(s) criança(s) prossiga(m) na sua aprendizagem, utilizam o reforço positivo, assim como o apoio de pares: utilizam os pares para ajudar a criança a atingir objetivos importantes (servir de modelo, brincar com a criança, usar elogios e incentivos).This study aims to verify the importance of the affections on the part of the educator in the promotion of the inclusion of children with SEN, in the context of pre-school education. There are still few studies on this subject and it´s still a concept that is a bit complex and hard to understand. In this way, it was a relevant work in the search for ways and hypotheses that could meet a truly inclusive pre-school education. This topic was considered opportune, from a professional and social perspective, as well as personal perspective. The adopted methodology was based on a non-experimental approach. The data was collected through a questionnaire survey, in order to verify the importance of the affections of the educators. The sample was mostly composed of fifty-seven educators of infancy working in the private education in the district of Leiria. It was noticed that the educators who were interviewed in this study presented a full average agreement with the importance of the affectivity, in the professional context, as this leads to a better performance in the learning teaching process, and intensifying that it is important to promote the affectivity in the relation with kindergarten children. The results indicate that the educators name the active listening, mutual respect, dialogue, smile and physical contact, predominant in their professional practice and that they meet the promotion of affectivity in the educative relation with children of kindergarten. They recognize affectivity in a global way, through respect for the other, the manifestation of affective attitudes, pair interaction, cooperation, play and collaborative work. With regard to the promotion of inclusion, the educators define strategies and adapt them so that the child(s) continue with their learning, use the positive reinforcement, as well as the support of pairs: they use pair work to help the child achieve important goals (serving as a model, playing with the child, using praise and encouragement)

Educação Pré-Escolar: um lugar de afetos inclusivo

Este estudo tem como objetivo verificar qual a importância dos afetos por parte do educador de infância, na promoção da inclusão de crianças com NEE, no contexto de educação pré-escolar. São ainda escassos os estudos desta temática, e ainda um conceito um pouco complexo e de reduzida compreensão. Desta forma foi um trabalho relevante na procura de caminhos e hipóteses que poderão ir ao encontro de um ensino verdadeiramente inclusivo, no pré-escolar. Considerou-se este tema oportuno, tanto numa perspetiva profissional e social, como pessoal. A metodologia adotada teve por base uma abordagem não-experimental. Os dados foram recolhidos através de um inquérito por questionário, no sentido de verificar a importância dos afetos dos educadores de infância. Constituiu-se assim uma amostra de cinquenta e sete educadores de infância, do ensino privado, do concelho de Leiria. Constata-se que os educadores de infância inquiridos neste estudo, apresentaram uma concordância média plena com a importância da afetividade, no contexto profissional, assim como esta conduz a um melhor desempenho no processo ensino-aprendizagem, e intensificando que é importante promover a afetividade na relação pedagógica com crianças de jardim-de-infância. Os resultados indicam que, os educadores de infância nomeiam a escuta ativa, o respeito mútuo, o diálogo, o sorriso e o contacto físico, predominantes na sua prática profissional e que vão ao encontro da promoção da afetividade na relação educativa com crianças de jardim-de-infância. Reconhecem a afetividade de uma forma global, através do respeito pelo outro, da manifestação de atitudes de afeto, da interação entre pares, da cooperação, do brincar e do trabalho colaborativo. No que se refere à promoção da inclusão, os educadores de infância definem estratégias e adequam-nas para que a(s) criança(s) prossiga(m) na sua aprendizagem, utilizam o reforço positivo, assim como o apoio de pares: utilizam os pares para ajudar a criança a atingir objetivos importantes (servir de modelo, brincar com a criança, usar elogios e incentivos).This study aims to verify the importance of the affections on the part of the educator in the promotion of the inclusion of children with SEN, in the context of pre-school education. There are still few studies on this subject and it´s still a concept that is a bit complex and hard to understand. In this way, it was a relevant work in the search for ways and hypotheses that could meet a truly inclusive pre-school education. This topic was considered opportune, from a professional and social perspective, as well as personal perspective. The adopted methodology was based on a non-experimental approach. The data was collected through a questionnaire survey, in order to verify the importance of the affections of the educators. The sample was mostly composed of fifty-seven educators of infancy working in the private education in the district of Leiria. It was noticed that the educators who were interviewed in this study presented a full average agreement with the importance of the affectivity, in the professional context, as this leads to a better performance in the learning teaching process, and intensifying that it is important to promote the affectivity in the relation with kindergarten children. The results indicate that the educators name the active listening, mutual respect, dialogue, smile and physical contact, predominant in their professional practice and that they meet the promotion of affectivity in the educative relation with children of kindergarten. They recognize affectivity in a global way, through respect for the other, the manifestation of affective attitudes, pair interaction, cooperation, play and collaborative work. With regard to the promotion of inclusion, the educators define strategies and adapt them so that the child(s) continue with their learning, use the positive reinforcement, as well as the support of pairs: they use pair work to help the child achieve important goals (serving as a model, playing with the child, using praise and encouragement)

Cyclic nitroxides inhibit the toxicity of nitric oxide-derived oxidants: mechanisms and implications

The substantial therapeutic potential of tempol (4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy) and related cyclic nitroxides as antioxidants has stimulated innumerous studies of their reactions with reactive oxygen species. In comparison, reactions of nitroxides with nitric oxide-derived oxidants have been less frequently investigated. Nevertheless, this is relevant because tempol has also been shown to protect animals from injuries associated with inflammatory conditions, which are characterized by the increased production of nitric oxide and its derived oxidants. Here, we review recent studies addressing the mechanisms by which cyclic nitroxides attenuate the toxicity of nitric oxidederived oxidants. As an example, we present data showing that tempol protects mice from acetaminophen-induced hepatotoxicity and discuss the possible protection mechanism. In view of the summarized studies, it is proposed that nitroxides attenuate tissue injury under inflammatory conditions mainly because of their ability to react rapidly with nitrogen dioxide and carbonate radical. In the process the nitroxides are oxidized to the corresponding oxammonium cation, which, in turn, can be recycled back to the nitroxides by reacting with upstream species, such as peroxynitrite and hydrogen peroxide, or with cellular reductants. An auxiliary protection mechanism may be down-regulation of inducible nitric oxide synthase expression. The possible therapeutic implications of these mechanisms are addressed.O considerável potencial terapêutico de tempol (4-hidroxi-2,2, 6,6-tetrametil-1piperiniloxila) e nitróxidos cíclicos relacionados como antioxidantes tem estimulado inúmeros estudos de suas reações com espécies reativas derivadas de oxigênio. Em comparação, as reações de nitróxidos com oxidantes derivados do óxido nítrico têm sido investigadas menos frequentemente. Todavia, essas reações são relevantes porque o tempol é também capaz de proteger animais de injúrias associadas a condições inflamatórias, as quais são caracterizadas por uma aumentada produção de óxido nítrico e derivados oxidantes. Aqui, discutimos estudos recentes abordando os mecanismos pelos quais nitróxidos cíclicos atenuam a toxicidade de oxidantes derivados do óxido nítrico. Como um exemplo, apresentamos dados que demonstram que o tempol protege camundongos do dano hepatotóxico promovido por altas doses de acetaminofeno e discutimos o possível mecanismo de proteção. Com base nos estudos sumarizados, é proposto que nitróxidos atenuam a injúria tecidual em condições inflamatórias devido principalmente a sua capacidade de reagir rapidamente com ambos, dióxido de nitrogênio e radical carbonato. Em conseqüência, os nitróxidos são oxidados ao cátion oxamônio correspondente, o qual, por sua vez, pode ser reciclado ao nitróxido através de reações com espécies precursoras, como peroxinitrito e peróxido de hidrogênio, ou com redutores celulares. Um possível mecanismo auxiliar de proteção é a regulação negativa da expressão da sintase do óxido nítrico induzível. As possíveis implicações terapêuticas desses mecanismos são abordadas.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Os alunos nos cursos vocacionais : interpretações, motivações e expetativas

Passadas cerca de quatro décadas da democratização da escola o insucesso e o abandono escolar precoce assumem um lugar de destaque na preocupação de todo o sistema educativo. Em resposta, e para diferentes níveis de ensino, os atores políticos delinearam para o sistema de ensino português os Cursos Vocacionais. Estes, assentes numa modalidade formativa que complementa o domínio teórico com o domínio prático em contexto escolar e, simultaneamente, empresarial dão cumprimento à escolaridade obrigatória, permitem o prosseguimento de estudos e capacitam os jovens nos níveis científico, cultural e de natureza técnica, prática e profissional. A presente investigação, centrada no aluno, procura, no âmbito dos cursos vocacionais de 3º ciclo, conhecer as interpretações, identificar as motivações e caracterizar as expetativas dos cursos vocacionais de 3º ciclo. Desenvolve-se, utilizando uma metodologia quantitativa, em duas escolas portuguesas de diferente tipologia, mas com a caraterística comum de integrarem cursos vocacionais, não para comparação das duas escolas mas para um processo de complementaridade. O instrumento de recolha de dados foi um questionário construído para o efeito e aplicado a uma amostra constituída por 60 alunos. Os resultados obtidos, revelam a retenção, resultante de múltiplos fatores, como elemento chave para o ingresso em cursos vocacionais. Identificam os amigos, colegas, vizinhos e familiares como determinantes, quer na divulgação quer na influência pela escolha desta oferta formativa em detrimento dos agentes educativos, psicólogos, diretores de turma e professores. Caraterizam as atuais práticas e comportamentos, evidenciando melhorias, quer nos domínios sociais quer nos domínios cognitivos, e traduzem elevados índices de satisfação com a frequência do curso. Assinalam a recuperação escolar dos jovens evidenciando como projetos de futuro a continuação do seu desenvolvimento formativoAfter four decades of school democratization, school failure and early school leaving assume a prominent place in the concern of the entire education system. In order to present solutions to this reality, and having in mind the different levels of education, the political actors introduced to the Portuguese education system the Vocational Courses. These courses, based upon a formative modality of education that complements the theoretical domain with the practical domain in the school context and, simultaneously, with the business world comply with compulsory schooling, allow the pursuit of studies and empower young people in all scientific, cultural, technical, professional and practical levels. The present research, student-centred and having in mind the framework of the vocational courses of Basic Education, intends to understand the interpretations, identify the motivations and characterize the expectations of vocational courses students. This study is going to be developed, through a quantitative methodology, in two Portuguese schools of different typology, but having in common the same characteristic of integrating vocational courses, not for comparison of the two schools but for a process of complementarity. The instrument used to collect data was a questionnaire built for the effect and devoted to a sample constituted by 60 students. The obtained results reveal retention, which is due to multiple factors, as a key element for entering vocational courses. Students identify their friends, colleagues, neighbours, and family as determinants in both the dissemination and the influence on choosing this training offer instead of pointing out educational agents, psychologists, class directors and teachers. They characterize current practises and behaviours, evidencing improvements in both social and cognitive domains, and reflect high levels of satisfaction within course attendance. They point out the school's recovery of young people, highlighting as projects for their future the continuation of their formative development

E-sustainability 2022 | Atas do Seminário Doutoral do Doutoramento em Sustentabilidade Social e Desenvolvimento

Este e-book é o resultado das contribuições apresentadas pelos doutorandos de dois doutoramentos: Doutoramento em Sustentabilidade Social e Desenvolvimento, da Universidade Aberta; Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento sustentável da Universidade de Brasília., durante os dois dias e foi organizado em quatro grandes tópicos: i) Sociedade e Desenvolvimento local; ii) Ambiente, iii) Organizações e Governança e iv) Agroecologia. Apresentam-se de seguida as contribuições de cada tópico em forma de resumo alargado. A diversidade dos temas apresentados reflete não só a riqueza, complexidade e multidimensionalidade associadas ao conceito de sustentabilidade como a diversidade geográfica das comunicações.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Regulation of stanniocalcin-1 secretion by BeWo cells and first trimester human placental tissue from normal pregnancies and those at increased risk of developing preeclampsia.

Stanniocalcin-1 (STC-1) is a multi-functional glycosylated peptide present in the plasma of healthy women postpartum and increased further in pregnancies complicated by preeclampsia. Although the STC-1 gene is expressed by the placenta what regulates its secretion and from which cells at the feto-maternal interface is unknown. Here, we demonstrate for the first time that the syncytiotrophoblast and cytotrophoblast are a major site of STC-1 protein expression in first trimester placental tissue. Further, in response to low oxygen, first trimester chorionic villous tissue from pregnancies at increased risk of developing preeclampsia secreted significantly more STC-1 than normal tissue under the same conditions. Using the human trophoblast cell line BeWo we have shown that low oxygen increased the secretion of STC-1 but it required co-stimulation with the Adenosine-3', 5'-cyclic monophosphate (cAMP) analogue, 8-Bromo adenosine-3', 5'-cyclic monophosphate cAMP (8 Br-cAMP) to reach significance. Inhibition of Hypoxia inducible factor 2α (HIF-2α) and the Phosphatidylinositol-3 kinase (PI3 -Kinase)/AKT/Serum and glucocorticoid-induced kinase-1(SGK-1) pathway resulted in significant inhibition of STC-1 secretion. As both low oxygen and cAMP are known to play a central role in placental function, their regulation of STC-1 points to a potentially important role in the maintenance of a normal healthy pregnancy and we would hypothesize that it may act to protect against prolonged placental hypoxia seen in preeclampsia

Composites of biopolymers and ZnO NPs for controlled release of zinc in agricultural soils and timed delivery for maize

Zinc deficiency is a widespread micronutrient deficiency problem affecting crops worldwide. Unlike conventional ionic fertilizers (Zn as salt or chelated forms), Zn-based engineered nanomaterials (ENMs) have the potential to release Zn in a controlled manner, reducing Zn losses through leaching upon application to soil. In this work, composites made of biopolymers (microcrystalline cellulose, chitosan and alginate) and ZnO nanoparticles (4-65% Zn w/w) were prepared. Their potential for Zn controlled release was tested in four agricultural soils of distinct pH and organic matter content over 30 days. While conventionally used Zn salts leached from the soil resulting in very low CaCl2-extractable Zn concentration, Zn in ZnO NPs was less labile, and ZnO-biopolymers maintained a better constant supply of CaCl2-extractable Zn than all other treatments. ZnO NPs/alginate beads prepared by crosslinking with CaCl2 presented the slowest Zn release kinetics. As assessed with maize plants grown in poor Zn acidic soil (LUFA 2.1, pH=5.2), this constant Zn release from ZnO NPs/alginate beads resulted in a steadier Zn concentration in the soil pore water over time. These results further indicate that ZnO NPs/alginate beads could meet the maize Zn needs while avoiding the early stage Zn toxicity induced by conventional Zn supplies, demonstrating that these ENMs are a sustainable way to supply Zn in a controlled manner in acidic soils. The impact of plant exudates on Zn bioavailability in the soil under maize-root influence (rhizosphere) is also discussed, underlying the need to study the fate of micronutrients in the rhizosphere to better predict its long-term bioavailability in bulk soils.publishe