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This project investigated the genetic composition of natural populations of Anadara trapezia in Australia at three spatial scales : i) microgeographic (within an estuary, 50 metres to ~ 6 kilometres); ii) microgeographic (within populations, less than 50 metres); and, iii) macrogeographic (hundreds of kilometres along the coast of Australia). Allozyme polymorphism surveys using cellulose acetate strips have revealed, from 43 enzymes screened, 18 putative polymorphic loci. Comparisons of levels of heterozygosity among enzyme structural groups showed no significant differences, however, monomers were significantly more variable as a group than multimers. Significant differences in the level and distribution of polymorphism among functional groups of enzymes were observed. It appears that selection may be acting at the molecular level, not only on a particular locus, but on a group of functionally similar loci. At the macrogeographic scale, significant departures from random mating were observed in most populations. Significant differences in allele distribution among populations of A. trapezia along the east coast of Australia were found. At the macrogeographic scale, heterogeneity of allele frequencies may depend upon the distance separating the populations and surface water currents. Differentiation among population groups in this study is attributed to changes in the direction of the East Australian Current combined with onshore countercurrents. The systematic status of the disjunct western Australian population of A. trapezia was also evaluated as compared with the east coast populations. No evidence of genetic, hence evolutionary divergence was found. The results have serious implications in the management of fisheries as erroneous assumptions in fisheries management models may lead to depletion and near extinction of marine species. The research stresses the necessity of sampling at multiple scales and replication strategies. It also highlighted the complexities researchers are faced with in studies of marine bivalves, such as the presence of null alleles, deficiencies of heterozygotes, apparent inbreeding and the small geographic scales governing population structure. / Doctor of Philosophy (PhD)

The population structure from the genetic and evolutive view-point tries to quantify the morphologic and quantitative variability existing among the individuals, their reproductive behavior, and gene flow patterns, and the adaptative strategies to the local environment. The present study had as objective to describe the genetic population structure and the genetic variability found in natural populations of Parides agavus Santa Maria region. For the study it was utilized polyacrylamide gel electrophoresis, for isozymes. Eighty-eight P. agavus adult individuals were collected in three localities in Santa Maria. Eleven genic loci were obtained totalizing 26 alleles. The genetic diversity levels presented by the populations of P. agavus, can be considered high if they are compared with other lepidoptera species. The index of fixation for the population set presented positive value suggesting the bias panmixia in the population set. The mean FST was low, indicating little genetic differentiation among the sampling populations suggesting high gene flow or that these ones originated themselves for irradiation of same population in the past. The genetic divergence between the pairs of populations agree with the values found to the genetic distance, these data can be effect of high dispersal specie or from a connexity of the studied areas, in the past. The gene flow estimated is sufficient to maintain the low genetic differentiation among the populations of this species. / A estrutura populacional do ponto de vista genético e evolutivo procura quantificar a variabilidade morfológica e quantitativa existente entre os indivíduos, seu comportamento reprodutivo, os padrões de fluxo gênico, e as estratégias adaptativas aos ambientes locais. O presente estudo teve como objetivo descrever a estrutura genética populacional e a variabilidade genética encontrada em populações naturais de Parides agavus da região de Santa Maria. Para o estudo utilizou-se eletroforese em gel de poliacrilamida para alozimas. Foram coletados 88 indivíduos adultos de P. agavus em três localidades de Santa Maria. Foram obtidos 11 locos gênicos totalizando 26 alelos. Os níveis de diversidade genética apresentados pelas populações de P. agavus, podem ser considerados altos se comparados com outras espécies de lepidópteros. O índice de fixação para o conjunto das populações apresentou valor positivo sugerindo desvio da panmixia no conjunto das populações. O FST médio foi baixo indicando pouca diferenciação genética entre as populações amostradas sugerindo um alto fluxo gênico entre as populações, outra suposição sugere que estas se originaram por radiação de uma mesma população no passado. A divergência genética entre os pares de populações concorda com os valores encontrados para a distância genética, estes dados podem ser efeitos da alta dispersão da espécie, ou de uma conectividade das áreas estudadas, no passado. O fluxo gênico aparente médio estimado é suficiente para manter a baixa diferenciação genética entre as populações desta espécie.

abstract: The apolipoprotein E (APOE) e4 genotype is the most prevalent known genetic risk factor for Alzheimer's disease (AD). In this paper, we examined the longitudinal effect of APOE e4 on hippocampal morphometry in Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI). Generally, atrophy of hippocampus has more chance occurs in AD patients who carrying the APOE e4 allele than those who are APOE e4 noncarriers. Also, brain structure and function depend on APOE genotype not just for Alzheimer's disease patients but also in health elderly individuals, so APOE genotyping is considered critical in clinical trials of Alzheimer's disease. We used a large sample of elderly participants, with the help of a new automated surface registration system based on surface conformal parameterization with holomorphic 1-forms and surface fluid registration. In this system, we automatically segmented and constructed hippocampal surfaces from MR images at many different time points, such as 6 months, 1- and 2-year follow up. Between the two different hippocampal surfaces, we did the high-order correspondences, using a novel inverse consistent surface fluid registration method. At each time point, using Hotelling's T^2 test, we found significant morphological deformation in APOE e4 carriers relative to noncarriers in the entire cohort as well as in the non-demented (pooled MCI and control) subjects, affecting the left hippocampus more than the right, and this effect was more pronounced in e4 homozygotes than heterozygotes. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Computer Science 2015

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Introdução: A maioria das doenças lisossômicas são herdadas como traços recessivos, mas a mucopolissacaridose tipo II (MPS II) é de herança ligada ao cromossomo X. As doenças ligadas ao cromossomo X possuem um importante impacto para as famílias devido ao risco que as heterozigotas apresentam em ter um filho afetado. A maioria das heterozigotas para as doenças ligadas ao cromossomo X são clinicamente assintomáticas. Em relação à MPS II somente dez mulheres afetadas foram relatadas na literatura. Entretanto, nenhum estudo foi realizado para a avaliação da presença de sinais sutis da doença nessas heterozigotas. Objetivo: o objetivo principal desse estudo foi a identificação de sinais clínicos sutis e bioquímicos relacionados à MPS II nas heterozigotas para essa doença e adicionalmente estabelecer a associação desses achados com o padrão de inativação do cromossomo X. Métodos: esse foi um estudo observacional e transversal. Essas mulheres foram classificadas como heterozigotas e não heterozigotas baseadas na análise molecular do gene da iduronato sulfatase (IDS). Ambos grupos foram comparados com relação às seguintes variáveis: dados clínicos, achados do exame físico, cariótipo, padrão de inativação do cromossomo X (ensaio HUMARA), atividades da IDS em leucócitos e plasma, níveis de glicosaminoglicanos na urina, tomografia computadorizada de abdomen e coluna e ressonância magnetica de crânio. Resultados: Quarenta mulheres pertencentes a 24 famílias foram avaliadas. De acordo com a análise do DNA 22 foram classificadas em heterozigotas e 18 em não heterozigotas. Não foi encontrada nenhuma anormalidade no exame físico (n=40), cariótipo (n=31/40) ou na TC de coluna (n=31/40). A incidência de abortamento também não apresentou diferenças entre essas mulheres. Entretanto, a atividade da IDS em plasma (p<0,001) e em leucócitos (p<0,001) apresentaram níveis inferiores nas heterozigotas. A correção de Bonferroni foi aplicada e não foi encontrada nenhuma diferença entre os grupos dentre as variáveis analisadas. Também em relação ao padrão de inativação do cromossomo X não foi observada diferença esntre as heterozigotas e não heterozigotas. Conclusões: Esse é o primeiro estudo sistemático realizado em heterozigotas para MPS II. Não foi encontrada nenhuma evidência de manifestações clínicas sutis ou sinais radiológicos da doença MPS II nessas mulheres. Nossos achados sugerem que não existe relação entre a ausência dos sinais clínicos nessas mulheres e a ocorrência de um padrão favorável de desvio da inativação do cromossomo X. Esses dados sugerem que a MPS II apresenta uma baixa penetrância nas heterozigotas. / Introduction: Most lysosomal diseases are inherited as recessive traits, but muchopolysaccharidosis type II (MPS II) presents X-linked inheritance. The X-linked disorders have an important impact for families because the risk heterozygous present of having an affected child. Most heterozygotes for X-linked disorders are clinically asymptomatic. Regarding MPS II only ten affected females have been reported in the literature. However, none study has been taken in order to evaluate subtle signs of the disease in heterozygotes. Objective: The main objective of this study was to identify subtle clinical and biochemical signs of MPS II in heterozygotes for this disease, and to correlate the findings with the pattern of X chromosome inactivation presented by these women. Methods: This was an observational, transversal and controlled study. The women were classified as heterozygote or non-heterozygote based on molecular analysis of the iduronate sulfatase (IDS) gene. Both groups were compared between regarding clinical data, physical exam findings, karyotype, pattern of X inactivation (HUMARA assay), IDS activity in leukocytes and plasma, glycosaminoglicans levels in urine, computadorized tomography scans of abdomen and spine, and brain magnetic resonance imaging. Results: Forty women from 24 families were evaluated. According to DNA analysis, 22 women were classified as heterozygote and 18 as non-heterozygotes. We did not found any abnormality in physical examination (n=40), karyotype (n=31/40) or spine CT scans (n=31/40). The incidence of miscarriage also did not differ between these females. However, IDS activities in plasma (p<0.001) and in leukocyte (p<0.001) were lower in heterozygotes. Applying the Bonferroni’s correction, we did not find any difference between the groups regarding the variables analyzed. Also the pattern of X chromosome inactivation was not different between heterozygotes and non-heterozygotes. Conclusion: This is the first systematic study performed in heterozygotes for MPS II. We did not find any evidence of subtle clinical manifestations or radiological signs of MPS II disease in these females. Our findings suggest that there is no relation between the absence of clinical signs in these women and the occurrence of a favorable skewing pattern of X chromosome inactivation. This data suggests that MPS II is a disease which shows low penetrance in heterozygotes.

RhD polymorphism is an evolutionary enigma since the very discovery. Theoretically, the RhD- allele carriers should be eliminated through the negative selection against RhD positive children born to RhD negative mothers. The aim of this diploma thesis was to find out whether RhD positive heterozygous genotype is associated with the reduction of latent toxoplasmosis negative effects or even associated with improved psychomotor performances, memory or higher self-confidence, intuition and cognitive performances scores. Second of all, the aim of this thesis was to find out if RhD negative homozygotes exhibit worsened performances in the abovementioned characteristics and, consequently, see whether RhD polymorphism origin and maintenance could be achieved through the heterozygote advantage. General linear models that included listed variables, RhD genotypes and phenotypes, information about toxoplasma-infection status and age as a covariate were performed. Heterozygote Advantage hypothesis was supported in operational memory models and in case of women also in psychomotor performances models. On the other hand, models of short-term memory, self-confidence, intuition and cognitive performances scores did not support the formulated hypothesis. Keywords RhD polymorphism, selection favouring heterozygotes,...

Introdução: A maioria das doenças lisossômicas são herdadas como traços recessivos, mas a mucopolissacaridose tipo II (MPS II) é de herança ligada ao cromossomo X. As doenças ligadas ao cromossomo X possuem um importante impacto para as famílias devido ao risco que as heterozigotas apresentam em ter um filho afetado. A maioria das heterozigotas para as doenças ligadas ao cromossomo X são clinicamente assintomáticas. Em relação à MPS II somente dez mulheres afetadas foram relatadas na literatura. Entretanto, nenhum estudo foi realizado para a avaliação da presença de sinais sutis da doença nessas heterozigotas. Objetivo: o objetivo principal desse estudo foi a identificação de sinais clínicos sutis e bioquímicos relacionados à MPS II nas heterozigotas para essa doença e adicionalmente estabelecer a associação desses achados com o padrão de inativação do cromossomo X. Métodos: esse foi um estudo observacional e transversal. Essas mulheres foram classificadas como heterozigotas e não heterozigotas baseadas na análise molecular do gene da iduronato sulfatase (IDS). Ambos grupos foram comparados com relação às seguintes variáveis: dados clínicos, achados do exame físico, cariótipo, padrão de inativação do cromossomo X (ensaio HUMARA), atividades da IDS em leucócitos e plasma, níveis de glicosaminoglicanos na urina, tomografia computadorizada de abdomen e coluna e ressonância magnetica de crânio. Resultados: Quarenta mulheres pertencentes a 24 famílias foram avaliadas. De acordo com a análise do DNA 22 foram classificadas em heterozigotas e 18 em não heterozigotas. Não foi encontrada nenhuma anormalidade no exame físico (n=40), cariótipo (n=31/40) ou na TC de coluna (n=31/40). A incidência de abortamento também não apresentou diferenças entre essas mulheres. Entretanto, a atividade da IDS em plasma (p<0,001) e em leucócitos (p<0,001) apresentaram níveis inferiores nas heterozigotas. A correção de Bonferroni foi aplicada e não foi encontrada nenhuma diferença entre os grupos dentre as variáveis analisadas. Também em relação ao padrão de inativação do cromossomo X não foi observada diferença esntre as heterozigotas e não heterozigotas. Conclusões: Esse é o primeiro estudo sistemático realizado em heterozigotas para MPS II. Não foi encontrada nenhuma evidência de manifestações clínicas sutis ou sinais radiológicos da doença MPS II nessas mulheres. Nossos achados sugerem que não existe relação entre a ausência dos sinais clínicos nessas mulheres e a ocorrência de um padrão favorável de desvio da inativação do cromossomo X. Esses dados sugerem que a MPS II apresenta uma baixa penetrância nas heterozigotas. / Introduction: Most lysosomal diseases are inherited as recessive traits, but muchopolysaccharidosis type II (MPS II) presents X-linked inheritance. The X-linked disorders have an important impact for families because the risk heterozygous present of having an affected child. Most heterozygotes for X-linked disorders are clinically asymptomatic. Regarding MPS II only ten affected females have been reported in the literature. However, none study has been taken in order to evaluate subtle signs of the disease in heterozygotes. Objective: The main objective of this study was to identify subtle clinical and biochemical signs of MPS II in heterozygotes for this disease, and to correlate the findings with the pattern of X chromosome inactivation presented by these women. Methods: This was an observational, transversal and controlled study. The women were classified as heterozygote or non-heterozygote based on molecular analysis of the iduronate sulfatase (IDS) gene. Both groups were compared between regarding clinical data, physical exam findings, karyotype, pattern of X inactivation (HUMARA assay), IDS activity in leukocytes and plasma, glycosaminoglicans levels in urine, computadorized tomography scans of abdomen and spine, and brain magnetic resonance imaging. Results: Forty women from 24 families were evaluated. According to DNA analysis, 22 women were classified as heterozygote and 18 as non-heterozygotes. We did not found any abnormality in physical examination (n=40), karyotype (n=31/40) or spine CT scans (n=31/40). The incidence of miscarriage also did not differ between these females. However, IDS activities in plasma (p<0.001) and in leukocyte (p<0.001) were lower in heterozygotes. Applying the Bonferroni’s correction, we did not find any difference between the groups regarding the variables analyzed. Also the pattern of X chromosome inactivation was not different between heterozygotes and non-heterozygotes. Conclusion: This is the first systematic study performed in heterozygotes for MPS II. We did not find any evidence of subtle clinical manifestations or radiological signs of MPS II disease in these females. Our findings suggest that there is no relation between the absence of clinical signs in these women and the occurrence of a favorable skewing pattern of X chromosome inactivation. This data suggests that MPS II is a disease which shows low penetrance in heterozygotes.

Introdução: A maioria das doenças lisossômicas são herdadas como traços recessivos, mas a mucopolissacaridose tipo II (MPS II) é de herança ligada ao cromossomo X. As doenças ligadas ao cromossomo X possuem um importante impacto para as famílias devido ao risco que as heterozigotas apresentam em ter um filho afetado. A maioria das heterozigotas para as doenças ligadas ao cromossomo X são clinicamente assintomáticas. Em relação à MPS II somente dez mulheres afetadas foram relatadas na literatura. Entretanto, nenhum estudo foi realizado para a avaliação da presença de sinais sutis da doença nessas heterozigotas. Objetivo: o objetivo principal desse estudo foi a identificação de sinais clínicos sutis e bioquímicos relacionados à MPS II nas heterozigotas para essa doença e adicionalmente estabelecer a associação desses achados com o padrão de inativação do cromossomo X. Métodos: esse foi um estudo observacional e transversal. Essas mulheres foram classificadas como heterozigotas e não heterozigotas baseadas na análise molecular do gene da iduronato sulfatase (IDS). Ambos grupos foram comparados com relação às seguintes variáveis: dados clínicos, achados do exame físico, cariótipo, padrão de inativação do cromossomo X (ensaio HUMARA), atividades da IDS em leucócitos e plasma, níveis de glicosaminoglicanos na urina, tomografia computadorizada de abdomen e coluna e ressonância magnetica de crânio. Resultados: Quarenta mulheres pertencentes a 24 famílias foram avaliadas. De acordo com a análise do DNA 22 foram classificadas em heterozigotas e 18 em não heterozigotas. Não foi encontrada nenhuma anormalidade no exame físico (n=40), cariótipo (n=31/40) ou na TC de coluna (n=31/40). A incidência de abortamento também não apresentou diferenças entre essas mulheres. Entretanto, a atividade da IDS em plasma (p<0,001) e em leucócitos (p<0,001) apresentaram níveis inferiores nas heterozigotas. A correção de Bonferroni foi aplicada e não foi encontrada nenhuma diferença entre os grupos dentre as variáveis analisadas. Também em relação ao padrão de inativação do cromossomo X não foi observada diferença esntre as heterozigotas e não heterozigotas. Conclusões: Esse é o primeiro estudo sistemático realizado em heterozigotas para MPS II. Não foi encontrada nenhuma evidência de manifestações clínicas sutis ou sinais radiológicos da doença MPS II nessas mulheres. Nossos achados sugerem que não existe relação entre a ausência dos sinais clínicos nessas mulheres e a ocorrência de um padrão favorável de desvio da inativação do cromossomo X. Esses dados sugerem que a MPS II apresenta uma baixa penetrância nas heterozigotas. / Introduction: Most lysosomal diseases are inherited as recessive traits, but muchopolysaccharidosis type II (MPS II) presents X-linked inheritance. The X-linked disorders have an important impact for families because the risk heterozygous present of having an affected child. Most heterozygotes for X-linked disorders are clinically asymptomatic. Regarding MPS II only ten affected females have been reported in the literature. However, none study has been taken in order to evaluate subtle signs of the disease in heterozygotes. Objective: The main objective of this study was to identify subtle clinical and biochemical signs of MPS II in heterozygotes for this disease, and to correlate the findings with the pattern of X chromosome inactivation presented by these women. Methods: This was an observational, transversal and controlled study. The women were classified as heterozygote or non-heterozygote based on molecular analysis of the iduronate sulfatase (IDS) gene. Both groups were compared between regarding clinical data, physical exam findings, karyotype, pattern of X inactivation (HUMARA assay), IDS activity in leukocytes and plasma, glycosaminoglicans levels in urine, computadorized tomography scans of abdomen and spine, and brain magnetic resonance imaging. Results: Forty women from 24 families were evaluated. According to DNA analysis, 22 women were classified as heterozygote and 18 as non-heterozygotes. We did not found any abnormality in physical examination (n=40), karyotype (n=31/40) or spine CT scans (n=31/40). The incidence of miscarriage also did not differ between these females. However, IDS activities in plasma (p<0.001) and in leukocyte (p<0.001) were lower in heterozygotes. Applying the Bonferroni’s correction, we did not find any difference between the groups regarding the variables analyzed. Also the pattern of X chromosome inactivation was not different between heterozygotes and non-heterozygotes. Conclusion: This is the first systematic study performed in heterozygotes for MPS II. We did not find any evidence of subtle clinical manifestations or radiological signs of MPS II disease in these females. Our findings suggest that there is no relation between the absence of clinical signs in these women and the occurrence of a favorable skewing pattern of X chromosome inactivation. This data suggests that MPS II is a disease which shows low penetrance in heterozygotes.