Gathering Computational Genomics and Proteomics to Unravel Adaptive Evolution

A recent editorial in PLoS Biology by MacCallum and Hill (2006) pointed out the inappropriateness of studies evaluating signatures of positive selection based solely in single-site analyses. Therefore the rising number of articles claiming positive selection that have been recently published urges the question of how to improve the bioinformatics standards for reliably unravel positive selection? Deeper integrative efforts using state-of-the-art methodologies at the gene-level and protein-level are improving positive selection studies. Here we provide some computational guidelines to thoroughly document molecular adaptation

Improving blue economy through industry 4.0: a service science perspective

Desenvolver a Economia Azul pela Indústria 4.0: Uma Perspetiva Service Science O objetivo desta dissertação é a avaliação do impacto das tecnologias digitais “Indústria 4.0” (I4.0), na competitividade da Economia Azul (BE) na União Europeia (EU). Nos Relatórios de 2018 e 2018 sobre Economia Azul a Comissão Europeia apresentou os desafios e o potencial da BE, propondo diretrizes para políticas e, identificou os facilitadores da competitividade nos diferentes sectores da BE no espaço Europeu. Da revisão sistemática da literatura efetuada, verificou-se que a Service Science (S-S), é uma área científica emergente e interdisciplinar que combina a organização dos sistemas, o conhecimento tecnológico com a Sustentabilidade do Planeta, permitindo suportar cientificamente novas abordagens à criação de valor. Ainda da revisão de literatura, foram identificadas diferentes tecnologias digitais, designadas por tecnologias Indústria 4.0. Orientada pelo paradigma pragmatista e utilizando uma metodologia mista de convergência paralela, nesta investigação foi conceptualizado um modelo empírico. Da aplicação deste modelo a onze casos-de-estudo da BE, conclui-se que o impacto na competitividade setorial da BE Europeia poderá ser de 26,5%. Conclui-se ainda, nesta investigação, que as tecnologias I4.0 poderão representar uma oportunidade as empresas da BE, sendo por isso mesmo, recomendável a sua adoção

Whole-Genome Comparisons Among the Genus Shewanella Reveal the Enrichment of Genes Encoding Ankyrin-Repeats Containing Proteins in Sponge-Associated Bacteria

The bacterial members of the genus Shewanella are widely distributed and inhabit both freshwater and marine environments. Some members of Shewanella have gained considerable attention due to its ability to survive in redox-stratified environments. However, a gap of knowledge exists on the key genomic features of the sponge-associated Shewanella sp. involving the successful host-bacteria interaction, as sponge-symbiotic Shewanella are largely underrepresented in the public repositories. With the aim of identifying the genomic signatures of sponge-Shewanella association, we generated a high-quality genome data of a sponge-associated, Shewanella sp. OPT22, isolated from the intertidal marine sponge Ophlitaspongia papilla and performed comprehensive comparative analyses of 68 genome strains of the genus Shewanella including two previously reported genomes of sponge-associated bacteria, Shewanella spongiae KCTC 22492 and Shewanella sp. Alg231_23. The 16S rRNA-based phylogenetic reconstruction showed the well-supported affiliation of OPT22 and KCTC 22492 with previously reported sponge-associated bacteria, affirming the “sponge-specific” nature of these two bacterial strains isolated from different marine sponge species from the Atlantic and Pacific (East Sea) Oceans, respectively. The genome comparison of the 68 strains of Shewanella inhabiting different habitats revealed the unusual/previously unreported abundance of genes encoding for ankyrin-repeat containing proteins (ANKs) in the genomes of the two sponge-associated strains, OPT22 (ANKs; n = 45) and KCTC 22492 (ANKs; n = 52), which might be involved in sponge-Shewanella interactions. Focused analyses detected the syntenic organization of the gene cluster encoding major secretion system (type III/IV/VI) components and the presence of effector homologs in OPT22 and KCTC 22492 that seem to play a role in the virulence of the sponge bacteria. The genomic island (GI) of Shewanella sp. OPT22 was identified to localize a gene cluster encoding T4SS components and ANK (n = 1), whereas S. spongiae KCTC 22492 harbored a total of seven ANKs within multiple GIs. GIs may play a pivotal role in the dissemination of symbioses-related genes (ANKs) through the horizontal gene transfer, contributing to the diversification and adaptation of sponge-associated Shewanella. Overall, the genome analyses of Shewanella isolates from marine sponges revealed genomic repertoires that might be involved in establishing successful symbiotic relationships with the sponge hosts

Structural and functional implications of positive selection at the primate angiogenin gene

BACKGROUND: Angiogenesis, the formation of new blood vessels, is a primordial process in development and its dysregulation has a central role in the pathogenesis of many diseases. Angiogenin (ANG), a peculiar member of the RNase A superfamily, is a potent inducer of angiogenesis involved in many different types of cancer, amyotrophic lateral sclerosis and also with a possible role in the innate immune defense. The evolutionary path of this family has been a highly dynamic one, where positive selection has played a strong role. In this work we used a combined gene and protein level approach to determine the main sites under diversifying selection on the primate ANG gene and analyze its structural and functional implications. RESULTS: We obtained evidence for positive selection in the primate ANG gene. Site specific analysis pointed out 15 sites under positive selection, most of which also exhibited drastic changes in amino acid properties. The mapping of these sites in the ANG 3D-structure described five clusters, four of which were located in functional regions: two in the active site region, one in the nucleolar location signal and one in the cell-binding site. Eight of the 15 sites under selection in the primate ANG gene were highly or moderately conserved in the RNase A family, suggesting a directed event and not a simple consequence of local structural or functional permissiveness. Moreover, 11 sites were exposed to the surface of the protein indicating that they may influence the interactions performed by ANG. CONCLUSION: Using a maximum likelihood gene level analysis we identified 15 sites under positive selection in the primate ANG genes, that were further corroborated through a protein level analysis of radical changes in amino acid properties. These sites mapped onto the main functional regions of the ANG protein. The fact that evidence for positive selection is present in all ANG regions required for angiogenesis may be a good indication that angiogenesis is the process under selection. However, other possibilities to be considered arise from the possible involvement of ANG in innate immunity and the potential influence or co-evolution with its interacting proteins and ligands

Vowel Harmony in the Proto-Creole of the Gulf of Guinea

O proto-crioulo do Golfo da Guiné (PGG) é o ancestral comum do santome, angolar, lung’Ie e do fa d’Ambô. Considerando a controversa existência de harmonia vocálica (HV) nessas línguas modernas e a influência das línguas de substrato da região do Delta do Níger (HAGEMEIJER, 2009), nas quais há HV, este trabalho pretende discutir a existência de processos de HV no PGG, tomando como ponto de partida a reconstrução fonológica e lexical proposta por Bandeira (2017). Portanto, nossa intenção é verificar o que a aplicação dos parâmetros relacionados à HV na literatura (gatilho, alvo, domínio, direção de aplicação e elemento de bloqueio) nos permite inferir sobre os processos de HV no PGG, baseado nos reflexos lexicais de um grupo de cognatos nas línguas-filhas e nas proto-formas. Será mostrado que muitos dos itens considerados harmônicos derivam da manutenção de vogais-médias já ‘harmônicas’ nos étimos portugueses e da inserção de vogais cópias em final de palavras do étimo português, cujo objetivo era evitar raízes terminadas em consoantes nas proto-formas no PGG. Nessa análise, defenderemos que processos de harmonia vocálica parasítica (COLE; TRIGO, 1988) com vogais médias [ATR] em sílabas contíguas ocorriam no proto-crioulo no domínio da palavra prosódica. No entanto, a partir da observação das proto-formas e dos padrões harmônicos com as vogais médias [ATR] em sílabas contíguas, mostraremos que a HV era limitada pois havia muitos casos de não-aplicação do processo, principalmente quando a neutralização de vogais médias finais átonas descaracterizava o alvo para o processo.The Proto-Creole of the Gulf of Guinea is the common ancestor of the Santome, Angolar, Lung’Ie and Fa d’Ambô languages. Based on a supposed occurrence of vowel harmony (vh) in these modern languages and the proven influence of the languages of the Niger Delta (HAGEMEIJER, 2009), in which vh is attested, this study aims to discuss the existence of vh processes with [atr] mid-vowels in the Proto-Creole of the Gulf of Guinea, considering as a starting point its phonological and lexical reconstruction (BANDEIRA, 2017). Therefore, we intend to verify what phonological parameters related to vh in the literature (trigger, target, domain, application direction and blocking element) indicate about vh processes in Proto-Creole, based on the lexical reflexes of a set of cognates in daughter languages and proto-forms. We will show that many of the items interpreted as harmonic derive from the maintenance of mid-vowels in Portuguese etyma and from the insertion of a vowel copy in order to avoid roots ending in consonants in the Proto-Creole of the Gulf of Guinea. In this analysis, we will argue for the hypothesis according to which parasitic vh processes (COLE; TRIGO, 1988) with [atr] mid-vowels in contiguous syllables occurred in Proto-Creole within the prosodic word domain. However, the vh was limited because, based on the observation of proto-forms and harmonisation patterns with [atr] mid-vowels in contiguous syllables, there were many cases in which there was neutralisation of final non-stressed mid-vowels and, therefore, no application of the harmony process in favouring contexts

Processos de nasalização em lung’ie

This study describes and analyzes the vocalic nasality triggered by nasal elements in coda and onset in Lung’Ie, a Portuguese-based Creole spoken in São Tomé and Príncipe. We observed the language’s phonotactic behavior, investigating the occurrence of vocalic nasalization processes according to its segmental and suprasegmental aspects. In this regard, we took into account the lexical stress and the possibility of segmental resyllabification. We designed a perceptual test in order to identify the way by which the coda nasality was perceived by native speakers. Thus, by omitting a consonant in the onset position of the following syllable in relation to the syllable that has nasalization, speakers understood the nasal tail as a full consonant [n]. Nasal consonant in coda was therefore resyllabified into an onset position. This syllabic restructuration is an indication of a biphonemic interpretation of nasality in Lung’Ie (AGOSTINHO, 2015; BALDUINO et al., 2015; BANDEIRA, 2017). The phonotactic analysis indicates lexical stress as an essential factor for the realization of the nasalization process triggered by the onset. Nasalization processes by coda, on the other hand, are possible in stressed and unstressed syllables. The importance of stress in the application of this process supports a mixed suprasegmental system in Lung’Ie constituted by lexical stress and tones, whereas the stress is the main suprasegmental category (AGOSTINHO, 2015), and not a tonal system (MAURER, 2009).Este artigo descreve e analisa a nasalidade vocálica produzida por coda e onset nasal em lung’Ie, língua crioula falada em São Tomé e Príncipe. Assim, observamos o comportamento fonotático da língua, investigando a aplicação dos processos de nasalização conforme o acento lexical e a possibilidade de ressilabificação dos segmentos. Ademais, através de um teste perceptivo, visamos identificar o modo que a nasalidade engatilhada por coda é concebida em lung’Ie. Nesse caso, os resultados indicam que, com a exclusão da consoante em onset da sílaba seguinte à sílaba que continha nasalização, os falantes compreendiam o apêndice nasal como uma consoante plena [n] ressilabificada na posição de onset nasal, reforçando, portanto, a interpretação bifonêmica da nasalidade no lung’Ie (AGOSTINHO, 2015). A análise fonotática, por sua vez, indica que o acento é primordial para o engatilhamento da nasalização a partir de onset silábico, ao passo que a nasalização em coda pode ocorrer independentemente da maior proeminência lexical envolvida. O acento como fator importante na concretização deste processo sugere a existência de um sistema suprassegmental misto em lung’Ie, constituído por tom e acento, sendo o acento a categoria suprassegmental mais importante (AGOSTINHO, 2015)

Tecnologias e Práticas Lean Thinking na Fileira das Rochas Ornamentais

O objeto de estudo desta dissertação é a avaliação do impacto das práticas e tecnologias lean thinking no negócio na fileira das Rochas Ornamentais (RO). Ainda que não seja o objeto de estudo desta investigação, existe desde 2004, uma verdadeira aliança entre o setor do Calçado e o setor das Rochas Ornamentais em Portugal, alicerçada em processos de fertilização cruzada e de partilha ativa de knowhow/ transferência de tecnologia. O setor das Rochas Ornamentais começou por importar o modelo de estratégia que estava a ser seguido pelo setor do Calçado, o qual, desde o Projeto Mobilizador FACAP (Fábrica Calçado Pedip), estava a adotar tecnologias lean thinking nas empresas e, com isso, a aportar flexibilidade e resposta rápida à sua capacidade produtiva. A “importação” do modelo FACAP pela fileira das RO, foi possível através de algumas das empresas tecnológicas que ao partilharam a atividade pelos dois setores atuaram como “agentes mobilizadores” que, sob o ambiente favorável do Centro Tecnológico da Calçado (CTCP) promoveu rede de investigação (Sistema de Ciência e Tecnologia). O primeiro grande impulso desta nova postura traduziu-se, assim, no Projeto Mobilizador JETSTONE (Pedra Flexível), que integrou, em consórcio, dez entidades do meio empresarial e científico nacional. Os resultados obtidos pelo projeto JETSTONE encorajaram a manutenção da aposta no caminho leanstone traçado, postura esta que deu origem à criação do Projeto Mobilizador INOVSTONE (Pedra Inovadora). Volvida uma década, verifica-se que, pese embora a retração doméstica, e mesmo ibérica, na procura de materiais de construção, as empresas de RO Portuguesas estão a responder positivamente aos novos desafios com que se deparam. Assim, o aumento anual das exportações da fileira das RO continua próximo dos 10%; várias das tendências tecnológicas para as RO são de origem Portuguesa; A cadeia de valor dos produtos em Pedra continua a subir e, estima-se que o VAB das exportações do setor, esteja já, acima dos 80%. É sobre este trajeto que esta dissertação se foca, e analisa. E tenta oferecer pistas de atuação

Funções quadráticas no 10º ano usando a calculadora gráfica

Tese de mestrado, Educação (Didáctica da Matemática), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2009Esta investigação visa analisar o modo como a resolução de tarefas de natureza exploratória e investigativa, envolvendo o uso da calculadora da gráfica, contribui para a compreensão e aprendizagem das funções quadráticas dos alunos. A metodologia insere-se no paradigma interpretativo e segue uma abordagem qualitativa, baseada em estudos de caso. Foram seleccionados, de uma escola secundária, uma turma do 10.º ano de escolaridade (científico-humanístico) e dois alunos desta turma. A recolha de dados recorreu a duas entrevistas clínicas realizadas individualmente a dois alunos, uma antes outra depois da unidade de ensino “Funções quadráticas”, complementada por observação de aulas, registos áudio, resoluções de tarefas de investigação e relatórios escritos produzidos pelos alunos. Os resultados obtidos mostram que os alunos revelam diversas dificuldades na compreensão do conceito de função em diferentes representações e essas dificuldades não foram superadas após a realização da unidade de ensino. Também permitem concluir que os alunos sabem identificar as propriedades da função nas representações gráfica e algébrica revelando, portanto, que reificaram algumas propriedades da função afim e da função quadrática. A realização de tarefas de investigação, por parte dos alunos, possibilitou a utilização de vários processos característicos da actividade matemática. No entanto, na resolução de problemas, alguns utilizaram principalmente processos algébricos e usaram processos gráficos apenas quando a natureza da tarefa proporciona. Outros usaram também processos gráficos com a ajuda da calculadora. Os processos matemáticos utilizados durante o trabalho investigativo foram influenciados pela natureza da tarefa, conhecimento adquirido, experiência prévia e competência em usar a calculadora gráfica.This study aims at analyzing how the resolution of exploratory and research tasks using the graphic calculator contributes to the understanding and learning of quadratic functions by students. The methodology is based on the interpretative paradigm and follows a qualitative approach on case studies. A grade-ten class (science and humanities course) from a secondary school and two students from this class were selected. The collecting of data involved two clinical interviews to two students separately: one before the teaching unit “Quadratic functions”, the other afterwards. Class observation, audio recordings, resolution of research tasks and written reports by the students also contributed to the data collection. The results show that the students revealed several difficulties in what regards understanding the concept of function in different representations. Those difficulties were not overcome after the study unit was taught. They also indicate that students were able to identify the properties of the function in the graphic and algebraic representations and thus understood some of the properties of the linear and quadratic functions. When students carried out research tasks, they used several distinctive mathematical processes. However, when solving problems, some used mainly algebraic processes and only when the nature of the task allowed it, did they use graphic processes. Others also used graphic processes with the help of the graphic calculator. The mathematical processes used during research were influenced by the nature of the task, the previous practice and ability to use the graphic calculator

A aprendizagem e o ensino do método cartesiano no plano com o CD-ROM da escola virtual

Esta investigação visa estudar a forma como os materiais educativos em ambientes interactivos e dinâmicos, no CD-ROM da Escola Virtual, desenvolvem a competência dos alunos na aprendizagem da geometria e em particular, no tema relativo ao método cartesiano no plano. A metodologia de investigação insere-se no paradigma interpretativo e segue uma abordagem qualitativa. Foi seleccionada uma turma do 11.º ano de escolaridade de um curso profissional, de uma Escola Secundária do distrito de Lisboa. A recolha de dados decorreu ao longo de dois meses, e recorreu a técnicas diversas como observação das aulas, questionários, registo vídeo, entrevistas e seu registo áudio. Os resultados obtidos neste estudo permitem concluir que a utilização do CDROM da Escola Virtual foi muito vantajosa no desenvolvimento do método cartesiano do plano e que a interactividade e animação gráfica presente contribuíram para uma boa compreensão dos conteúdos. Contudo, verificou-se que as potencialidades, dinâmicas e interactivas desta ferramenta nem sempre são suficientes e eficazes para a compreensão e apropriação de conceitos, por parte dos alunos. Quando os alunos não conseguem acompanhar as explicações no CD-ROM, o professor tem um papel preponderante, no sentido de os orientar, na procura de informação, ou de os ajudar na superação das dificuldades. Também permitiu concluir, que a utilização do CD-ROM influenciou de modo positivo a motivação dos alunos e favoreceu o trabalho colaborativo. A aprendizagem dos conceitos matemáticos processou-se a partir das interacções entre os grupos e entre os elementos de cada grupo, e através das acções mediadas pelos artefactos, designadamente o CD-ROM da Escola Virtual e seus recursos

Comparative evolutionary genomics of the HADH2 gene encoding Aβ-binding alcohol dehydrogenase/17β-hydroxysteroid dehydrogenase type 10 (ABAD/HSD10)

BACKGROUND: The Aβ-binding alcohol dehydrogenase/17β-hydroxysteroid dehydrogenase type 10 (ABAD/HSD10) is an enzyme involved in pivotal metabolic processes and in the mitochondrial dysfunction seen in the Alzheimer's disease. Here we use comparative genomic analyses to study the evolution of the HADH2 gene encoding ABAD/HSD10 across several eukaryotic species. RESULTS: Both vertebrate and nematode HADH2 genes showed a six-exon/five-intron organization while those of the insects had a reduced and varied number of exons (two to three). Eutherian mammal HADH2 genes revealed some highly conserved noncoding regions, which may indicate the presence of functional elements, namely in the upstream region about 1 kb of the transcription start site and in the first part of intron 1. These regions were also conserved between Tetraodon and Fugu fishes. We identified a conserved alternative splicing event between human and dog, which have a nine amino acid deletion, causing the removal of the strand β(F). This strand is one of the seven strands that compose the core β-sheet of the Rossman fold dinucleotide-binding motif characteristic of the short chain dehydrogenase/reductase (SDR) family members. However, the fact that the substrate binding cleft residues are retained and the existence of a shared variant between human and dog suggest that it might be functional. Molecular adaptation analyses across eutherian mammal orthologues revealed the existence of sites under positive selection, some of which being localized in the substrate-binding cleft and in the insertion 1 region on loop D (an important region for the Aβ-binding to the enzyme). Interestingly, a higher than expected number of nonsynonymous substitutions were observed between human/chimpanzee and orangutan, with six out of the seven amino acid replacements being under molecular adaptation (including three in loop D and one in the substrate binding loop). CONCLUSION: Our study revealed that HADH2 genes maintained a reasonable conserved organization across a large evolutionary distance. The conserved noncoding regions identified among mammals and between pufferfishes, the evidence of an alternative splicing variant conserved between human and dog, and the detection of positive selection across eutherian mammals, may be of importance for further research on ABAD/HSD10 function and its implication in the Alzheimer's disease