PDMP blocks brefeldin a-induced retrograde membrane transport from Golgi to ER: evidence for involvement of calcium homeostasis and dissociation from sphingolipid metabolism

In this study, we show that an inhibitor of sphingolipid biosynthesis, d,l-threo-1-phenyl-2- decanoylamino-3-morpholino-1-propanol (PDMP), inhibits brefeldin A (BFA)-induced retrograde membrane transport from Golgi to endoplasmic reticulum (ER). If BFA treatment was combined with or preceded by PDMP administration to cells, disappearance of discrete Golgi structures did not occur. However, when BFA was allowed to exert its effect before PDMP addition, PDMP could not ¿rescue¿ the Golgi compartment. Evidence is presented showing that this action of PDMP is indirect, which means that the direct target is not sphingolipid metabolism at the Golgi apparatus. A fluorescent analogue of PDMP, 6-(N-[7-nitro-2,1,3-benzoxadiazol-4-yl]amino)hexanoyl-PDMP (C6-NBD-PDMP), did not localize in the Golgi apparatus. Moreover, the effect of PDMP on membrane flow did not correlate with impaired C6-NBD-sphingomyelin biosynthesis and was not mimicked by exogenous C6-ceramide addition or counteracted by exogenous C6-glucosylceramide addition. On the other hand, the PDMP effect was mimicked by the multidrug resistance protein inhibitor MK571. The effect of PDMP on membrane transport correlated with modulation of calcium homeostasis, which occurred in a similar concentration range. PDMP released calcium from at least two independent calcium stores and blocked calcium influx induced by either extracellular ATP or thapsigargin. Thus, the biological effects of PDMP revealed a relation between three important physiological processes of multidrug resistance, calcium homeostasis, and membrane flow in the ER/ Golgi system.

Óxidos de ferro em latossolos tropicais e subtropicais brasileiros em plantio direto

O sistema plantio direto (SPD) altera a taxa dos processos que ocorrem no solo, porém pouco se conhece sobre sua influência na mineralogia de solos tropicais e subtropicais. Este estudo teve por objetivo avaliar o efeito do SPD na mineralogia dos óxidos de Fe pedogênicos e sua relação com a matéria orgânica do solo (MOS). Amostras de solos foram coletadas em 14 profundidades da camada superficial (0 a 0,20 m) de dois Latossolos sob SPD e sistema de preparo convencional (SPC), em áreas experimentais de longa duração, no sul do Brasil (Santo Ângelo, RS) e na região do Cerrado (Dourados, MS). A identificação mineralógica foi realizada por difração de raios X (DRX), sendo determinados os teores de Fe extraídos por DCB (Fed) e por oxalato de amônio (Feo) e os teores de carbono orgânico total (COT). Nos dois solos predominaram os minerais caulinita e hematita, e o SPD não afetou os teores médios de Fed, Feo, COT e a razão Feo/Fed na camada de 0-0,20 m, em comparação ao solo em SPC. Entretanto, no Latossolo subtropical (LVdf-1), com boa distribuição de chuvas durante o ano e temperaturas mais amenas, houve aumento dos teores de COT e da fração humina na camada superficial do solo (0-0,03 m) sob SPD. Ademais, essas variáveis apresentaram relação positiva com os teores de Feo e razão Feo/Fed. Contrariamente, no Latossolo tropical (LVdf-2), com concentração das chuvas no verão (outubro a março), não houve efeito do SPD na distribuição do COT e das frações húmicas no solo. Neste solo, os teores de Feo e da razão Feo/Fed apresentaram relação positiva com a profundidade do solo e negativa com os teores de COT e da fração humina. Provavelmente esses resultados são conseqüência do reordenamento dos óxidos de Fe, possivelmente a partir da dissolução redutiva da hematita e da maghemita nas camadas mais superficiais e da neoformação de óxidos de Fe de baixa cristalinidade nas camadas mais profundas.

Estudo comparativo da matéria orgânica de diferentes classes de solos de altitude do sul do Brasil por técnicas convencionais e espectroscópicas

A região dos Campos de Cima da Serra, RS, apresenta solos com elevados teores de matéria orgânica (MOS), sendo freqüente teores altos de Al trocável. A proposta deste trabalho foi investigar a qualidade da MOS de amostras de camadas superficiais (0 a 10 cm) de oito solos representativos da região (dois Neossolos, dois Gleissolos, três Cambissolos e um Latossolo) sob pastagem nativa, com os seguintes objetivos: avaliar seu comportamento diante da desmineralização da amostra com solução de HF; determinar a sua composição química; e investigar a influência do Al trocável e dos óxidos de Fe na qualidade da MOS. A matéria orgânica foi concentrada com solução de HF 10 cL L-1 e posteriormente avaliada por análise elementar e espectroscopias de FTIR e de RMN 13C CP/MAS. A fração da massa recuperada (5,8 a 10 %) após tratamento com HF correlacionou-se com teor de C original do solo, enquanto a proporção de C recuperado (47 a 86 %) correlacionouse inversamente com o teor de óxidos de Fe. Esse resultado indica que parte da MOS encontra-se associada a esses minerais nesses ambientes. Os teores de estruturas C O-alquil totais (52 a 59 %) foram elevados e os valores de índice I1630/I2920(FTIR) foram baixos, evidenciando baixo grau de decomposição e de humificação da MOS desses solos.

Distribuição e caracterização de substâncias húmicas em vermicompostos de origem animal e vegetal

A utilização de resíduos orgânicos, como fertilizantes e condicionadores de solo, requer sua maturação e monitoramento da qualidade do material resultante. A vermicompostagem é uma técnica que, ao longo do processo, elimina os potenciais efeitos adversos dos resíduos à saúde humana e ao solo. A avaliação das substâncias húmicas (SH) nos produtos finais quanto à quantidade e à qualidade permite inferir sobre o grau de estabilidade e maturidade dos vermicompostos. Este trabalho objetivou avaliar a qualidade de seis vermicompostos das seguintes matérias-primas: esterco bovino (EB), esterco ovino (EO), esterco suíno (ES), esterco de codorna (EC), borra de café (BC) e de erva-mate (BE) com respeito ao teor de ácidos húmicos (AH) e de ácidos fúlvicos (AF) e às suas características químicas, após 70 dias de compostagem. O fracionamento químico da matéria orgânica foi realizado com base na solubilidade em meio básico e ácido e a distribuição de cada fração calculada como percentual do C total. Foram calculados os índices de humificação: percentual de AH e razão AH/AF. Nos AH e AF purificados, determinaram-se a composição elementar (CHNO), a composição química por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e o índice de aromaticidade I1630/I2920. O teor de substâncias húmicas (AH+AF) decresceu na seqüência: BC > EO≈ BE≈ EB > ES > EC, tendo sua composição química também diferido entre os vermicompostos. O grau de maturidade foi superior nos vermicompostos de resíduos de origem vegetal (borra de café e de erva-mate). Os AH desses dois vermicompostos apresentaram menor proporção de grupos oxigenados e menor caráter aromático.

Matéria orgânica em Neossolo de altitude: influência do manejo da pastagem na sua composição e teor

A queima da pastagem após o inverno é uma prática antiga em solos de altitude, que visa principalmente ao rebrote da vegetação. Entretanto, o impacto do manejo da pastagem na matéria orgânica do solo de Neossolo de altitude ainda é pouco conhecido. O presente trabalho propôs-se a investigar a composição e o teor de matéria orgânica em perfis de Neossolo da região de São José dos Ausentes, RS, e relacionar os resultados com a ocorrência de queimadas e com o pastejo, empregando como comparação solo sob mata nativa. Os ambientes estudados foram: campo nativo pastejado (2 animais ha-1) sem queima há 22 anos, campo nativo pastejado sujeito à queima bienal (0,5 animal ha-1) e mata nativa adjacente à área de pastagem. Foram coletadas amostras compostas nas camadas de 0-5, 5-10, 10-15 e 15-30 cm, sendo determinados os teores de óxidos de Fe (Fe d e Fe o), de C e de N e realizadas análises de espectroscopia de infravermelho e de termogravimetria. O ambiente alterado periodicamente pelo fogo apresentou maior teor de matéria orgânica em camadas subsuperficiais e, em geral, maior proporção de estruturas quimicamente mais lábeis, comparativamente à pastagem sem queima. Nesse ambiente, o menor teor de C foi atribuído ao pastejo mais intensivo do que o da pastagem alterada pelo fogo. A distribuição de C no ambiente de mata nativa assemelhou-se à de pastagem sem queima. No entanto, na mata a proporção de matéria orgânica de baixo peso molecular extraível com solução de HCl 0,1 mol L-1, relacionada principalmente à atividade microbiana, superou aquela encontrada sob pastagem nativa.

Substâncias húmicas e suas interações com Fe e Al em Latossolo subtropical sob diferentes sistemas de manejo de pastagem

Sistemas de manejo de pastagem baseiam-se em geral na intensidade e pressão de pastejo, na roçada, no melhoramento da fertilidade do solo ou na queima da vegetação. Tendo em vista que o manejo do solo altera a dinâmica da matéria orgânica, este trabalho teve por objetivo avaliar a distribuição do C, do N e das substâncias húmicas, bem como investigar as interações destas com os íons Fe e Al, em Latossolo Vermelho nos seguintes ambientes: pastagem nativa sem queima há 41 anos, pastagem nativa sem queima há oito anos, pastagem nativa com melhoramento da fertilidade do solo e mata nativa. Em amostras coletadas nas profundidades de 0-5, 0-20, 20-40 e 40-60 cm foi realizado o fracionamento químico da matéria orgânica do solo, caracterizadas as substâncias húmicas por espectroscopia de Espectrocospia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e quantificados os teores de Fe e Al coextraídos nas frações húmicas. O melhoramento da fertilidade do solo com calagem e adubação proporcionou, na camada superficial, aumento de 24 % do teor de C do solo em relação à pastagem nativa sem queima há oito anos e estimulou a formação de huminas. Nesta pastagem, as substâncias húmicas estavam presentes preferencialmente na forma de ácidos fúlvicos (9,4 g kg-1), enquanto na pastagem nativa sem queima há 41 anos os ácidos húmicos foram mais abundantes (11,2 g kg-1). Em todos os ambientes, o Fe associou-se preferencialmente aos ácidos húmicos, e o Al, aos ácidos fúlvicos. O melhoramento da fertilidade do solo representa alternativa sustentável em relação à prática da queima na condução de pastagens nativas.

The effect of intrinsic soil properties on soil quality assessments

The assessment of soil quality is based on indicators and indices derived from soil properties. However, intrinsic soil properties may interfere with other soil properties that vary under different land uses and are used to calculate the indices. The aim of this study was to assess the extent to which intrinsic soil properties (clay and iron oxide contents) explain variable soil properties (sum of bases, potential acidity, organic carbon, total porosity, and bulk density) under different land uses (native forest, no-tillage and conventional agriculture) on small family farms in Southern Brazil. The results showed that the five properties evaluated can be included in soil quality assessments and are not influenced by the clay and iron oxide contents. It was concluded that for little weathered 1:1 and 2:1 phyllosilicate rich-soils, if the difference between the maximum and the minimum clay content under the different land uses is less than about 200 g kg-1 and the iron oxide content less than about 15 g kg-1, the physico-chemical soil properties in the surface layer are determined mostly by the land use.

SOIL QUALITY IN RELATION TO FOREST CONVERSION TO PERENNIAL OR ANNUAL CROPPING IN SOUTHERN BRAZIL

Many forested areas have been converted to intensive agricultural use to satisfy food, fiber, and forage production for a growing world population. There is great interest in evaluating forest conversion to cultivated land because this conversion adversely affects several soil properties. We examined soil microbial, physical, and chemical properties in an Oxisol (Latossolo Vermelho distrófico) of southern Brazil 24 years after forest conversion to a perennial crop with coffee or annual grain crops (maize and soybeans) in conventional tillage or no-tillage. One goal was to determine which soil quality parameters seemed most sensitive to change. A second goal was to test the hypothesis that no-tillage optimized preservation of soil quality indicators in annual cropping systems on converted land. Land use significantly affected microbial biomass and its activity, C and N mineralization, and aggregate stability by depth. Cultivated sites had lower microbial biomass and mineralizable C and N than a forest used as control. The forest and no-tillage sites had higher microbial biomass and mineralizable C and N than the conventional tillage site, and the metabolic quotient was 65 and 43 % lower, respectively. Multivariate analysis of soil microbial properties showed a clear separation among treatments, displaying a gradient from conventional tillage to forest. Although the soil at the coffee site was less disturbed and had a high organic C content, the microbial activity was low, probably due to greater soil acidity and Al toxicity. Under annual cropping, microbial activity in no-tillage was double that of the conventional tillage management. The greater microbial activity in forest and no-tillage sites may be attributed, at least partially, to lower soil disturbance. Reducing soil disturbance is important for soil C sequestration and microbial activity, although control of soil pH and Al toxicity are also essential to maintain the soil microbial activity high.

Influência da Matéria Orgânica no Diâmetro Médio de Minerais da Fração Argila de Solos Desenvolvidos de Basalto no Sul do Brasil

RESUMO A interação de compostos orgânicos com minerais de argila pode alterar o tamanho dos cristais. No entanto, em solos, esse efeito é ainda pouco claro por causa das limitações na separação de fases puras de minerais para realizar experimentos de dissolução. Neste estudo, a relação entre a matéria orgânica do solo (MOS) e diâmetro médio do cristal (DMC) de minerais de argila de horizontes superficiais e subsuperfíciais de solos de uma topossequência no sul do Brasil foi avaliada. Os teores de C e N foram determinados, e a natureza dos grupos funcionais da MOS foi avaliada por espectroscopia de FTIR. O DMC dos minerais foi avaliado por difração de raios X, em umas amostras desferrificadas e outras com óxidos de Fe concentrados. Os teores de C e N e as intensidades relativas dos espectros de FTIR foram considerados como variáveis preditoras; e o DMC de hematita, goethita, caulinita e gibbsita, como variáveis preditas. Os teores de C e N e os grupos carboxílicos e C-O-Alquil evidenciaram efeito significativo sobre a variação do DMC. A dimensão dos cristais de óxidos de Fe e de caulinita foi inversamente correlacionada com esses atributos da MOS. Em contraste, o DMC de gibbsita não foi influenciado pelos atributos dae MOS. A influência da MOS sobre o DMC dos óxidos de Fe foi atribuída às reações de complexação de superfície e de redox, que promovem um processo contínuo de dissolução-precipitação.

Using high-resolution quantitative mapping of R1 as an index of cortical myelination

A fundamental tenet of neuroscience is that cortical functional differentiation is related to the cross-areal differences in cyto-, receptor-, and myeloarchitectonics that are observed in ex-vivo preparations. An ongoing challenge is to create noninvasive magnetic resonance (MR) imaging techniques that offer sufficient resolution, tissue contrast, accuracy and precision to allow for characterization of cortical architecture over an entire living human brain. One exciting development is the advent of fast, high-resolution quantitative mapping of basic MR parameters that reflect cortical myeloarchitecture. Here, we outline some of the theoretical and technical advances underlying this technique, particularly in terms of measuring and correcting for transmit and receive radio frequency field inhomogeneities. We also discuss new directions in analytic techniques, including higher resolution reconstructions of the cortical surface. We then discuss two recent applications of this technique. The first compares individual and group myelin maps to functional retinotopic maps in the same individuals, demonstrating a close relationship between functionally and myeloarchitectonically defined areal boundaries (as well as revealing an interesting disparity in a highly studied visual area). The second combines tonotopic and myeloarchitectonic mapping to localize primary auditory areas in individual healthy adults, using a similar strategy as combined electrophysiological and post-mortem myeloarchitectonic studies in non-human primates.

Human leukocyte antigen class II variants and adult-onset asthma: does occupational allergen exposure play a role?

Recently, a locus centred on rs9273349 in the HLA-DQ region emerged from genome-wide association studies of adult-onset asthma. We aimed to further investigate the role of human leukocyte antigen (HLA) class II in adult-onset asthma and a possible interaction with occupational exposures. We imputed classical HLA-II alleles from 7579 single-nucleotide polymorphisms in 6025 subjects (1202 with adult-onset asthma) from European cohorts: ECRHS, SAPALDIA, EGEA and B58C, and from surveys of bakers and agricultural workers. Based on an asthma-specific job-exposure matrix, 2629 subjects had ever been exposed to high molecular weight (HMW) allergens. We explored associations between 23 common HLA-II alleles and adult-onset asthma, and tested for gene-environment interaction with occupational exposure to HMW allergens. Interaction was also tested for rs9273349. Marginal associations of classical HLA-II alleles and adult-onset asthma were not statistically significant. Interaction was detected between the DPB1*03:01 allele and exposure to HMW allergens (p = 0.009), in particular to latex (p = 0.01). In the unexposed group, the DPB1*03:01 allele was associated with adult-onset asthma (OR 0.67, 95%CI 0.53-0.86). HMW allergen exposures did not modify the association of rs9273349 with adult-onset asthma. Common classical HLA-II alleles were not marginally associated with adult-onset asthma. The association of latex exposure and adult-onset asthma may be modified by DPB1*03:01.

Atividade do herbicida acetochlor em solo submetido à semeadura direta e ao preparo convencional

Com o objetivo de estudar a atividade do herbicida acetochlor em Argissolo Vermelho submetido à semeadura direta e ao preparo convencional, foram conduzidos experimentos no campo e em laboratório. O herbicida apresentou menor controle das plantas daninhas na semeadura direta do que sob preparo convencional. A redução de matéria seca de trigo na amostra de solo coletada na profundidade de 16-19 cm foi superior sob semeadura direta, indicando maior potencial de lixiviação do herbicida neste sistema de preparo. Os valores de coeficiente de partição do herbicida no solo (Kd) foram de 2,75 e 1,67 L kg-1 em relação ao solo sob semeadura direta e preparo convencional, respectivamente, indicando que o primeiro apresentou maior capacidade de sorver acetochlor. O coeficiente de partição em relação ao teor de carbono orgânico (Koc) foi de 166 e 126 L kg-1 no solo cultivado em semeadura direta e sob preparo convencional, respectivamente, sugerindo que o herbicida foi sorvido em maior intensidade pela matéria orgânica do solo sob semeadura direta.