A Framework for Trusted Services

An existing challenge when selecting services to be used in a service- based system is to be able to distinguish between good and bad services. In this paper we present a trust-based service selection framework. The framework uses a trust model that calculates the level of trust a user may have with a service based on past experience of the user with the service and feedback about the service received from other users. The model takes into account different levels of trust among users, different relationships between users, and different levels of importance that a user may have for certain quality aspects of a service. A prototype tool has been implemented to illustrate and evaluate the work. The trust model has been evaluated in terms of its capacity to adjust itself due to changes in user ratings and its robustness

Notes on the Two-brane Model with Variable Tension

Motivated by possible extensions of the braneworld models with two branes, we investigate some consequences of a variable brane tension using the well established results on consistency conditions. By a slight modification of the usual stress-tensor used in order to derive the braneworld sum rules, we find out some important constraints obeyed by time dependent brane tensions. In particular it is shown that the tensions of two Randall-Sundrum like branes obeying, at the same time, an Eotvos law, aggravate the fine tuning problem. Also, it is shown that if the hidden brane tension obeys an Eotvos law, then the visible brane has a mixed behavior allowing a bouncing-like period at early times while it is dominated by an Eotvos law nowadays. To finalize, we discuss some qualitative characteristics which may arise in the scope of dynamical brane tensions, as anisotropic background and branons production.Comment: 7 pages, 1 figure, accepted for publication in Physical Review

Algebroid Yang-Mills Theories

A framework for constructing new kinds of gauge theories is suggested. Essentially it consists in replacing Lie algebras by Lie or Courant algebroids. Besides presenting novel topological theories defined in arbitrary spacetime dimensions, we show that equipping Lie algebroids E with a fiber metric having sufficiently many E-Killing vectors leads to an astonishingly mild deformation of ordinary Yang-Mills theories: Additional fields turn out to carry no propagating modes. Instead they serve as moduli parameters gluing together in part different Yang-Mills theories. This leads to a symmetry enhancement at critical points of these fields, as is also typical for String effective field theories.Comment: 4 pages; v3: Minor rewording of v1, version to appear in Phys. Rev. Let

The role of LRRK2 in Parkinson’s disease : from function to dysfunction

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Neurociências), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2015Parkinson’s disease (PD) belongs to the group of neurodegenerative disorders and it is currently considered the most common progressive movement disorder. Neurodegenerative disorders, such as Alzheimer’s, Huntington’s, frontotemporal dementia and amyotrophic lateral sclerosis, share several dysfunctional molecular pathways and impairments in basic cell mechanisms. Despite intense efforts to understand to decipherthe triggers underlying these disorders, to date, there is no effective cure. This results in a growing number of cases and, consequently, in a complex social and economic problem. Therefore, it is of extreme importance to understand the common biological mechanisms involved in the pathogenesis of this devastating group of diseases, in order to develop effective therapies. The majority of the PD cases are sporadic, however, in the last decades, it has been recognized that rare genetic mutations are patholgical for PD in a number of inherited cases. Futhermore, these mutations can be as well a risk factor for sporadic PD, supporting the idea that familial and sporadic PD can share common pathlogical mechanisms. This study focused on a key player protein in PD, Leucine-rich repeat kinase 2 (LRRK2). Mutations in LRRK2 gene are the most frequent cause of autosomal dominant forms of PD and they are also consider a risck factor for sporadic cases. A central catalytic GTPase and kinase core, flanked by protein interaction domains, composes this large and complex multi-domain protein. The most frequent LRRK2 PD-related mutation occurs at the animoacid 2019, a glycine subtitution for a serine (G2019S), precisely on the kinase domain of the protein resulting in its toxic gain of function. LRRK2 is known to play a role in distinct cellular mechanisms such as vesicular trafficking, microtubule network regulation and mitochondrial morphology. However, the function of LRRK2 in these important mechanisms and their related pathways is not fully understood, which is crucial for developing new therapeutic targets. Here, we investigated LRRK2 function by characterizing/identifying its protein interactors and, in particular, by exploring its relationship with two central proteins in neurodegenerative disorders, α-synuclein and Tau. In PD brain samples, we show that levels of LRRK2 are positively correlated to an increase in α-synuclein phosphorylation and aggregation in affected brain regions, where both proteins co-localize in neurons and Lewy body inclusions. In a cell line model, this co-localization also occurs in α-synuclein inclusions and knocking down LRRK2 promotes formation of smaller inclusions. Moreover, we show an interaction between α-synuclein and LRRK2 under endogenous and over-expression conditions. These results shed light on the complex interaction of these two central PD proteins and, in particular, on underlying molecular mechanisms involved in a disease scenario. Furthermore, we demonstrate that LRRK2 also interacts with Tau protein in a cell line model, in which co-expression of both proteins promotes accumulation of Tau protein. This accumulation occurs independently of LRRK2 kinase activity and it gives rise to formation of high molecular weight Tau species and increased levels of Tau secretion. Moreover, we suggest that these effects are a consequence of an impairment of proteasomal Tau degradation and that this impairment is promoted by LRRK2. Consistently, a LRRK2-knockout mouse displayed lower levels of Tau in the brain, when compared with transgenic animals expressing human wild-type LRRK2. Our results highlight the compromised status of cellular and molecular neurodegenerative mechanisms. The identification of LRRK2 interactors is crucial to placing the protein in known biochemical pathways. To that end, we performed a screen to identify LRRK2-interacting proteins. The results obtained confirmed that this is a multifaceted protein, involved in a variety of molecular functions and biochemical pathways. α-synuclein and Tau are two proteins present in the list of interactors, which validates previously reported results. The role of LRRK2 on the cytoskeleton is also highlighted by the presence of several protein interactors linked to microtubule dynamics, which lead us to explore the effect of LRRK2 on mechanical properties of the cell. Applying a combined microscopy tecniques in cell indentation experiments, we confirmed that different distribution patterns of LRRK2 result in differential states of cell stiffness. We found that the stiffest cells exhibit a diffuse pattern of LRRK2 distribution, such that LRRK2 is dispersed throughout the entire cell, interacting with microtubule-related proteins and compromising cytoskeletal dynamics. The identification of novel interactos resulted in a better understanding of LRRK2 patho-physiological role. Taken together, our results presented in this thesis provide novel insight into the function of LRRK2 and its particular role in neurodegenerative diseases. Ultimately, this knowledge is essential for the understanding of the molecular underpinnings of PD and for the development of novel therapeutics.A doença de Parkinson (DP) pertence ao grupo das doenças neurodegenerativas, sendo atualmente considerada a doença neurodegenerativas motora progressiva mais comum. As doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, a demência frontotemporal ou a esclerose lateral amiotrófica, partilham várias disfuncionalidades em importantes vias de sinalização molecular e mecanismos celulares. Apesar dos esforços desenvolvidos para compreender os factores que estão na origem e na progressão destas doenças, presentemente ainda não foi encontrada uma cura eficaz. O resultante crescente número de casos destas doenças, consequentemente contribui para um complexo problema socioeconómico. É assim de extrema importância identificar os mecanismos biológicos envolvidos na patogénese deste devastador grupo de doenças, a fim de desenvolver terapias eficazes para o combate das mesmas. A maioria dos casos de DP são esporádicos, no entanto nas últimas décadas têm sido identificadas várias mutações genéticas ligadas a casos hereditários. Estas mutações podem ainda ser consideradas um factor de risco para o desenvolvimento de casos esporádicos da DP, o que suporta a ideia que os casos hereditários e esporádicos partilham os mesmos mecanismos patológicos. Este estudo foca-se numa proteína chave na DP, Leucine-rich repeat kinase 2 (LRRK2). Mutações na proteína LRRK2 são consideradas a causa mais frequente em casos autossómicos dominantes da doença, ocorrendo também em casos esporádicos. Esta grande e complexa proteína com múltiplos domínios, é composta por um núcleo catalítico central de GTPase e quinase, flanqueado por vários domínios de interação proteica. A mutação mais frequente em LRRK2 é a substituição de uma glicina por uma serina, que ocorre no aminoácido 2019 (G2019S). Esta mutação localiza-se precisamente no domínio da quinase da proteína, promovendo um tóxico ganho de função da mesma. É conhecido o envolvimento de LRRK2 em distintos mecanismos celulares como o tráfego vesicular, regulação da rede de microtúbulos e morfologia mitocondrial. No entanto, não é completamente conhecido o papel de LRRK2 nestes importantes mecanismos e suas vias de sinalização, o que é crucial para o desenvolvimento de novos alvos terapêuticos. Neste trabalho investigamos a função de LRRK2 através da caracterização/identificação de proteínas interatuantes, em particularexplorando a sua relação com duas proteínas centrais em doenças neurodegenerativas, alpha-sinucleína (α-sinucleína) e Tau. Em amostras de cérebro de pacientes com DP, mostramos que os níveis de LRRK2 são positivamente corelacionados com um aumento de fosforilaçao e agregação de α- sinucleína fosforilada e agregada, nas regiões do cérebro mais afectadas. Também nas regiões de cérebro mais afectadas, se verifica uma co-localização destas duas proteínas em neurónios e em inclusões de corpos de Lewy. Num modelo de linha celular, esta co-localização também ocorre em inclusões de α- sinucleína, onde o knockdown de LRRK2 promove a formação de inclusões mais pequenas. A interação entre α-sinucleína e LRRK2 é ainda confirmada em condições endógenas e de sobre-expressão. Estes resultados contribuem para uma melhor compreensão sobre a complexa interação destas duas proteínas centrais na DP, em particular sobre os mecanismos moleculares subjacentes, envolvidos num cenário de doença. Em seguida e usando um modelo celular, demostramos que a LRRK2 interatua com a Tau, sendo que a co-expressão destas proteínas promove uma acumulação de Tau. Esta acumulação ocorre independentemente da atividade de quinase da LRRK2, e promove a formação de espécies de Tau com elevado peso molecular, bem como um aumento de secreção de Tau. Estes efeitos serão a consequência de uma falha ao nível da degradação de Tau pelo proteassoma, que por sua vez será promovida pela LRRK2. Em cérebros de ratinhos knockout para LRRK2, verifica-se um decréscimo dos níveis de Tau, quando comparado com animais transgénicos para LRRK2 humana. Estes resultados realçam a disfunção de mecanismos celulares e moleculares, envolvidos nas doenças neurodegenerativas. A identificação de proteínas interatuantes com LRRK2 é crucial para posicionar esta proteína nas conhecidas vias de sinalização bioquímica. Com este objectivo, desenvolvemos um screen para identificar novas proteínas interatuantes com LRRK2. Os resultados obtidos confirmam que esta é uma proteína multifacetada, envolvida em várias funções moleculares e vias de sinalização bioquímicas. A presença de α-sinucleína e Tau nesta lista de proteínas interatuantes, vem validar os resultados acima descritos. Também a presença de várias proteínas relacionadas com a dinâmica de microtúbulos, vem realçar o papel de LRRK2 ao nível do citoesqueleto celular, o que nos levou a explorar o efeito de LRRK2 nas propriedades mecânicas das células. Aplicando uma técnica combinada em microscopia celular, confirmámos que diferentes padrões de distribuição de LRRK2, resultam em diferentes estados de rigidez celular. Descobrimos que as células com maior rigidez são as que exibem um padrão difuso de distribuição de LRRK2, onde a proteína está dispersa por toda a célula, interagindo com proteínas relacionadas com os microtúbulos, comprometendo assim a dinâmica do citoesqueleto. A identificação de novas proteínas interatuantes resulta num melhor conhecimento da função pato-fisiológica de LRRK2. Em resumo, os resultados apresentados nesta tese, fornecem novos conhecimentos sobre as funções da LRRK2 e o seu particular papel nas doenças neurodegenerativas. Por fim, estes conhecimentos são essenciais para a compreensão das bases moleculares da DP e consequentemente para o desenvolvimento de novas terapêuticas