Differential distribution of sperm subpopulations and incidence of pleiomorphisms in ejaculates of captive howling monkeys (Alouatta caraya)

The aim of this study was to develop an objective method to determine the incidence of pleiomorphisms and its influence on the distribution of sperm morphometric subpopulations in ejaculates of howling monkeys (Alouatta caraya) by using a combination of computerized analysis system (ASMA) and principal component analysis (PCA) methods. Ejaculates were collected by electroejaculation methods on a regular basis from five individuals maintained under identical captive environmental, nutritional, and management conditions. Each sperm head was measured for dimensional parameters (Area [A, (square micrometers)], Perimeter [P, (micrometers)], Length [L, (micrometers)], and Width [W, (micrometers)]) and shape-derived parameters (Ellipticity [(L/W)], Elongation [(L - W)/(L + W)], and Rugosity [(4 pi A/P-2)]). PCA revealed two principal components explaining more than the 96 % of the variance. Clustering methods and discriminant analyzes were performed and seven separate subpopulations were identified. There were differences (P < 0.001) in the distribution of the seven subpopulations as well as in the incidence of abnormal pleiomorphisms (58.6 %, 49.8 %, 35.1 %, 66.4 %, and 55.1 %, P < 0.05) among the five donors tested. Our results indicated that differences among individuals related to the incidence of pleiomorphisms, and sperm subpopulational structure was not related to the captivity conditions or the sperm collection method, since all individuals were studied under identical conditions. In conclusion, the combination of ASMA and PCA is a useful clinical diagnostic resource for detecting deficiencies in sperm morphology and sperm subpopulations in A. caraya ejaculates that could be used in ex situ conservation programs of threatened species in Alouatta genus or even other endangered neotropical primate species.

Low abundance of long-tongued pollinators leads to pollen limitation in four specialized hawkmoth-pollinated plants in the Atlantic Rain forest, Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Determination of pantoprazole in human plasma by LC-MS-MS using lansoprazole as internal standard

An analytical method based on liquid chromatography with positive ion electrospray ionization (ESI) coupled to tandem mass spectrometry detection was developed for the determination of pantoprazole (CAS 102625-70-7) in human plasma using lansoprazole (CAS 103577-45-3) as the internal standard. The analyte and internal standard were extracted from the plasma samples by liquid/liquid extraction using diethyl-ether/dichloromethane (70:30; v/v) and chromatographed on a C-8 analytical column. The mobile phase consisted of acetonitrile/water/methanol (57:25:18; v/v/v) + 10 mmol/l acetic acid + 20 mmol/l ammonium acetate. The method has a chromatographic total run time of 4.5 min and was linear within the range 5.0-5,000 ng/mL. Detection was performed on a triple quadrupole tandem mass spectrometer by Multiple Reaction Monitoring (MRM). The intra- and inter-run precisions calculated from quality control (QC) samples were 4.2% and 3.2%, respectively. The accuracies as determined from QC samples were -5.0% (intra-run) and 2.0% (inter-run). The method herein described was employed in a bioequivalence study of two tablet formulations of pantoprazole.

Variable assessment of wing colouration in aerial contests of the red-winged damselfly Mnesarete pudica (Zygoptera, Calopterygidae)

Wing pigmentation is a trait that predicts the outcome of male contests in some damselflies. Thus, it is reasonable to suppose that males would have the ability to assess wing pigmentation and adjust investment in a fight according to the costs that the rival may potentially impose. Males of the damselfly Mnesarete pudica exhibit red-coloured wings and complex courtship behaviour and engage in striking male– male fights. In this study, we investigated male assessment behaviour during aerial contests. Theory suggests that the relationship between male resource-holding potential (RHP) and contest duration describes the kind of assessment adopted by males: self-assessment, opponent-only assessment or mutual assessment. A recent theory also suggests that weak and strong males exhibit variations in the assessment strategies adopted. We estimated male RHP through male body size and wing colouration (i.e. pigmentation, wing reflectance spectra and transmission spectra) and studied the relationship between male RHP and contest duration from videodocumented behavioural observations of naturally occurring individual contests in the field. The results showed that males with more opaque wings and larger red spots were more likely to win contests. The relationships between RHP and contest durations partly supported the self-assessment and the mutual assessment models. We then experimentally augmented the pigmented area of the wings, in order to evaluate whether strong and weak males assess rivals’ RHP through wing pigmentation. Our experimental manipulation, however, clearly demonstrated that strong males assess rivals’ wing pigmentation. We finally suggest that there is a variation in the assessment strategy adopted by males

Influence of calibration protocols for a pressure-sensing walkway on kinetic and temporospatial parameters

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Thrombocytopenia and platelet hypoaggregation induced by Bothrops asper snake venom Toxins involved and their contribution to metalloproteinase-induced pulmonary hemorrhage

Thrombocytopenia and platelet dysfunction occur in patients bitten by Bothrops sp snakes in Latin America. An experimental model was developed in mice to study the effects of B. asper venom in platelet numbers and function. Intravenous administration of this venom induces rapid and prominent thrombocytopenia and ex vivo platelet hypoaggregation. The drop in platelet numbers was primarily due to aspercetin, a protein of the C-type lectin family which induces von Willebrand factor-mediated platelet aggregation/agglutination. In addition, the effect of class P-III hemorrhagic metalloproteinases on the microvessel wall also contributes to thrombocytopenia since jararhagin, a P-III metalloproteinase, reduced platelet counts. Hypoaggregation was associated with the action of procoagulant and defibrin(ogen)ating proteinases jararacussin-1 (a thrombin-like serine proteinase) and basparin A (a prothrombin activating metalloproteinase). At the doses which induced hypoaggregation, these enzymes caused defibrin(ogen)ation, increments in fibrin(ogen) degradation products and D-dimer and prolongation of the bleeding time. Incubation of B. asper venom with batimastat and α 2-macroglobulin abrogated the hypoaggregating activity, confirming the role of venom proteinases in this effect. Neither aspercetin nor the defibrin(ogen)ating and hypoaggregating components induced hemorrhage upon intravenous injection. However, aspercetin, but not the thrombin-like or the prothrombin-activating proteinases, potentiated the hemorrhagic activity of two hemorrhagic metalloproteinases in the lungs. © 2005 Schattauer GmbH, Stuttgart.

Polymorphisms in antithrombin and in tissue factor pathway inhibitor genes are associated with recurrent pregnancy loss

Recurrent pregnancy loss (RPL) is a multifactorial condition. The effect of antithrombin (SERPINC1), protein C (PROC), thrombomodulin (THBD) and tissue factor pathway inhibitor (TFPI) single nucleotide polymorphisms (SNPs) on the risk of RPL is thus far unknown. Our objective was to determine the association of SNPs in the above mentioned genes with RPL. We included 117 non-pregnant women with three or more consecutive losses prior to 20 weeks of pregnancy without a previous history of carrying a fetus to viability, and 264 healthy fertile non-pregnant women who had at least two term deliveries and no known pregnancy losses. The PROC (rs1799809 and rs1799808), SERPINC1 (rs2227589), THBD (rs1042579) and TFPI (rs10931292, rs8176592 and rs10153820) SNPs were analysed by Real Time PCR. Genotype frequencies for PROC 2418A > G, PROC 2405C > T, THBD 1418C > T, TFPI (T-33C and TFPI C-399T) SNPs were similar in cases and controls. The carriers of SERPINC1 786A allele (GA + AA genotypes) had an increased risk for RPL (odds ratio [OR]: 1.77, 95% confidence interval [CI]: 1.05-3.00, p=0.034) while women carrying the TFPI-287C allele (TC + CC genotypes) had a protection effect on having RPL (OR: 0.46, 95% CI: 0.26 - 0.83, p=0.009). The TCC haplotype for TFPI T-33C/TFPI T-287C/TFPI C-399T SNPs was less frequent in cases (5.7%) than in controls (11.6%) (OR: 0.45, 95% CI: 0.23 - 0.90, p=0.025). In conclusion, our data indicate that SERPINC1 786G > A variant increases the risk for RPL, while TFPI T-287C variant is protective; however, further studies are required to confirm our findings.

Synthese und photophysikalische Eigenschaften funktionalisierter 1-Oligoalkinylamide

Synthese und photophysikalische Eigenschaften funktionalisierter 1-Oligoalkinylamide Torsten Schweikert Zusammenfassung der Dissertation zur Erlangung des Grades „Doktor der Naturwissenschaften“ Die Zielsetzung dieser Arbeit bestand aus der Synthese verschiedener 1-Oligoalkinylamide und deren Funktionalisierung mit endständigen Akzeptoreinheiten, um einen Zugang zu konjugierten Donor-Akzeptor-substituierten Acetylenchromophoren zu realisieren, welche die Aminogruppe direkt am Acetylenkohlenstoff tragen. In einer kupfer(I)-katalysierten Cadiot-Chodkiewicz-Reaktion konnten terminale 1-Alkinylamide 1 mit verschiedenen substituierten 1-Bromalkinen 2 zu den 1-Oligoalkinylamiden 3 umgesetzt werden. Die Reaktion zeichnet sich durch eine hohe Toleranz gegenüber verschiedenen funktionellen Gruppen aus und lieferte die 1-Oligoalkinylamide 3 in Ausbeuten von 34 bis 99 %. NR1EWGNR2R1EWGR2Br5 Mol-% CuI30 Mol-% NH2OH·H2O2.0 Äquiv. n-BuNH2MeOH0 °C - 40 °C, 0.5 - 2 h34 - 99 %1.5 Äquiv. 213R1: Phenyl, 2-Iodphenyl, Benzyl, AlkylR2: Alkyl, Hydroxyalkyl, O-Tetrahydropyranyloxyalkyl, Methylester, 4-Nitrophenyl, 4-Cyanophenyl, 4-Dimesitylborylphenylnn Mittels UV/Vis-Spektroskopie sind die verschiedenen Donor-Akzeptor-substituierten Chromophore auf ihre photophysikalischen Eigenschaften hin untersucht worden. Dabei zeigten sich verschiedene Effekte bei Variation der Donor- und Akzeptorgruppen sowie bei Verlängerung der Acetylenbrücke auf die Lage der Charge-Transfer-Bande. Die Solvatochromie der Absorptionsbanden zeigte das Vorhandensein eines permanenten Dipolmoments der Verbindungen. Die elektrooptische Absorptionsmessung konnte schließlich Informationen über die Größe der Dipolmomente im Grundzustand und im angeregten Franck-Condon-Zustand liefern. Die elektrischen Dipolmomente der Verbindungen im Grundzustand in 1,4-Dioxan und Cyclohexan liegen im Bereich von (9.4 – 12.2)10-30 Cm. Nach optischer Anregung erhöhen sich die Dipolmomente um (25.0 – 92.3)10-30 Cm, wobei die Änderung des Dipolmoments bei optischer Anregung ein Maximum für die 1-Diinylamide durchläuft und bei drei konjugierten Acetylenbindungen stark abnimmt. Die synthetisierten 1-Diinylamide fanden ferner Anwendung in der Synthese von funktionalisierten 3-Alkinylindolen, wobei mittels einer palladiumkatalysierten Heteroanellierungssequenz in 2-Position am Indol ein Schwefel- oder Stickstoffnucleophil eingeführt werden konnte.

DNA-Polymer-Hybride als molekulare Bausteine

Die DNA hat sich durch die herausstechende Eigenschaft zur Selbstorganisation in den Naturwissenschaften zu einem beliebten Werkzeug entwickelt. In dieser Arbeit wurde die Oligonukleotidselbsterkennung zum Aufbau komplexer Multiblockcopolymere genutzt. Dabei dienten komplementäre einzelsträngige Oligonukleotidsequenzen (ssDNA) als adressierbare Verbindungsstücke zwischen synthetischen Blöcken. Als Bausteine wurden asymmetrische Dreiblockcopolymere der Form DNA1-Polymer-DNA2 aus einer flexiblen Polymereinheit (PEO bzw. PPO) die an beiden Enden mit unterschiedlichen Oligonukleotidsequenzen „funktionalisiert“ ist, verwendet. Diese Bausteine konnten durch die Kombination von Festphasensynthese der Oligonukleotide und Blockkopplung dargestellt werden. Die Oligonukleotidsequenzen wurden so gewählt, dass deren Hybridisierung zu einer bei Raumtemperatur stabilen Verbindung führt. Durch die Verwendung dieser Bausteine erhält man ein modulares System, dass sich durch seine hohe Flexibilität auszeichnet. Aus den dargestellten Dreiblockcopolymeren konnten verschiedene alternierende Multiblockcopolymere aufgebaut werden, wobei die Anzahl der Blöcke (von 11 bis 15) und das PEO / PPO- Verhältnis variiert wurden. Derartige Strukturen sind auf der Grundlage chemischer Synthesen unerreichbar. Die Flexibilität dieses modularen Systems konnte gezeigt werden, indem einzelne Blockbausteine zur Strukturaufklärung einfach ausgetauscht oder weggelassen werden konnten. Durch geeignete Wahl der DNA-Sequenzen konnte zusätzlich das Polymerisationsverhalten dieser Bauelemente untersucht werden. Die Integration längerer kettensteifer DNA-Abschnitte in die Multiblockstrukturen erfolgte durch die Verwendung teilkomplementärer Oligonukleotide. Diese bieten den Vorteil, dass bis zu einer Größe von etwa 150 bp sowohl die Länge als auch die Sequenz der Doppelstrangabschnitte und sticky-ends frei variiert werden können. Die biosynthetischen Dreiblockcopolymere dienten hier als Linkermoleküle zwischen den einzelnen dsDNA-Blöcken. Nach diesem Konzept wurde ein Nonamer als Modellsystem eines mehrfach gebrochenen Stäbchens synthetisiert. Außerdem wurden mit Hilfe der Polymerase Kettenreaktion (PCR) semiflexible DNA Abschnitte erzeugt. Durch die Wahl des Synthesewegs konnte sowohl die Länge der semiflexiblen Einheit als auch die Länge und die Sequenz des sticky-ends variiert werden. Anhand dieser Modellverbindungen wurde dann das Hybridisierungsverhalten in Abhängigkeit der Linker- und Segmentlängen untersucht.

Efficient subsequence alignment of time series

Zeitreihen sind allgegenwärtig. Die Erfassung und Verarbeitung kontinuierlich gemessener Daten ist in allen Bereichen der Naturwissenschaften, Medizin und Finanzwelt vertreten. Das enorme Anwachsen aufgezeichneter Datenmengen, sei es durch automatisierte Monitoring-Systeme oder integrierte Sensoren, bedarf außerordentlich schneller Algorithmen in Theorie und Praxis. Infolgedessen beschäftigt sich diese Arbeit mit der effizienten Berechnung von Teilsequenzalignments. Komplexe Algorithmen wie z.B. Anomaliedetektion, Motivfabfrage oder die unüberwachte Extraktion von prototypischen Bausteinen in Zeitreihen machen exzessiven Gebrauch von diesen Alignments. Darin begründet sich der Bedarf nach schnellen Implementierungen. Diese Arbeit untergliedert sich in drei Ansätze, die sich dieser Herausforderung widmen. Das umfasst vier Alignierungsalgorithmen und ihre Parallelisierung auf CUDA-fähiger Hardware, einen Algorithmus zur Segmentierung von Datenströmen und eine einheitliche Behandlung von Liegruppen-wertigen Zeitreihen.rnrnDer erste Beitrag ist eine vollständige CUDA-Portierung der UCR-Suite, die weltführende Implementierung von Teilsequenzalignierung. Das umfasst ein neues Berechnungsschema zur Ermittlung lokaler Alignierungsgüten unter Verwendung z-normierten euklidischen Abstands, welches auf jeder parallelen Hardware mit Unterstützung für schnelle Fouriertransformation einsetzbar ist. Des Weiteren geben wir eine SIMT-verträgliche Umsetzung der Lower-Bound-Kaskade der UCR-Suite zur effizienten Berechnung lokaler Alignierungsgüten unter Dynamic Time Warping an. Beide CUDA-Implementierungen ermöglichen eine um ein bis zwei Größenordnungen schnellere Berechnung als etablierte Methoden.rnrnAls zweites untersuchen wir zwei Linearzeit-Approximierungen für das elastische Alignment von Teilsequenzen. Auf der einen Seite behandeln wir ein SIMT-verträgliches Relaxierungschema für Greedy DTW und seine effiziente CUDA-Parallelisierung. Auf der anderen Seite führen wir ein neues lokales Abstandsmaß ein, den Gliding Elastic Match (GEM), welches mit der gleichen asymptotischen Zeitkomplexität wie Greedy DTW berechnet werden kann, jedoch eine vollständige Relaxierung der Penalty-Matrix bietet. Weitere Verbesserungen umfassen Invarianz gegen Trends auf der Messachse und uniforme Skalierung auf der Zeitachse. Des Weiteren wird eine Erweiterung von GEM zur Multi-Shape-Segmentierung diskutiert und auf Bewegungsdaten evaluiert. Beide CUDA-Parallelisierung verzeichnen Laufzeitverbesserungen um bis zu zwei Größenordnungen.rnrnDie Behandlung von Zeitreihen beschränkt sich in der Literatur in der Regel auf reellwertige Messdaten. Der dritte Beitrag umfasst eine einheitliche Methode zur Behandlung von Liegruppen-wertigen Zeitreihen. Darauf aufbauend werden Distanzmaße auf der Rotationsgruppe SO(3) und auf der euklidischen Gruppe SE(3) behandelt. Des Weiteren werden speichereffiziente Darstellungen und gruppenkompatible Erweiterungen elastischer Maße diskutiert.

The alternative Pharaoh approach: stingless bees mummify beetle parasites alive

Workers from social insect colonies use different defence strategies to combat invaders. Nevertheless, some parasitic species are able to bypass colony defences. In particular, some beetle nest invaders cannot be killed or removed by workers of social bees, thus creating the need for alternative social defence strategies to ensure colony survival. Here we show, using diagnostic radioentomology, that stingless bee workers (Trigona carbonaria) immediately mummify invading adult small hive beetles (Aethina tumida) alive by coating them with a mixture of resin, wax and mud, thereby preventing severe damage to the colony. In sharp contrast to the responses of honeybee and bumblebee colonies, the rapid live mummification strategy of T. carbonaria effectively prevents beetle advancements and removes their ability to reproduce. The convergent evolution of mummification in stingless bees and encapsulation in honeybees is another striking example of co-evolution between insect societies and their parasites.