O Protocolo de Kyoto e o mercado de crédito de carbono: estudo de caso das emissões de gases de efeito estufa da fábrica de combustível nuclear pertencente às Indústrias Nucleares do Brasil no ano de 2008

A presente dissertação discute as questões relacionadas à intensificação das mudanças climáticas por causas antrópicas conforme a evolução no uso dos recursos naturais, inovações nos processos produtivos, transformações econômicas, sociais, culturais, políticas e, especialmente ambientais. Aborda a comercialização dos créditos de carbono através de projetos de Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), um dos mecanismos de flexibilização criados pelo Protocolo de Kyoto. No contexto de mudanças climáticas, uma matriz energética que utilize fontes de energia que não emitam gases causadores do efeito estufa (GEE) se mostra uma importante estratégia de desenvolvimento sustentável. Sob essa perspectiva, a energia nucleoelétrica é apresentada como uma alternativa viável aos combustíveis fósseis, considerando que esta é uma energia limpa e compatível com a perspectiva de desenvolvimento sustentável. A Fábrica de Combustível Nuclear (FCN), localizada em Resende (Rio de Janeiro), pertencente às Indústrias Nucleares do Brasil (INB), é um conjunto de sofisticadas fábricas nas quais se processam etapas importantes do ciclo do combustível nuclear. Na FCN, o Centro Zoobotânico realiza a gestão das atividades voltadas para a conservação da natureza tais como o Programa de Recuperação de Mata Ciliar, Reflorestamento e Fauna. O Relatório de inventário das emissões diretas e indiretas de GEE da FCN, elaborado pela INB para o ano de 2008, permite a auto-avaliação da empresa, retratando a preocupação corporativa com as questões relativas às mudanças climáticas. Segundo este Relatório, o total de emissões de GEE quantificado corresponde a 12,14% da capacidade total de sequestro de dióxido de carbono, no período de Janeiro a Dezembro de 2008. A proteção de florestas e a plantação de árvores são componentes essenciais de qualquer estratégia global para mitigação da mudança climática, e a participação da INB no mercado de crédito de carbono pode proporcionar externalidades positivas, tais como ganhos de imagem, adequação a padrões ambientais e melhoria do relacionamento com a sociedade.

Polaron hopping in olivine phosphates studied by nuclear resonant scattering

Valence fluctuations of Fe²⁺ and Fe³⁺ were studied in a solid solution of Li_xFePO₄ by nuclear resonant forward scattering of synchrotron x rays while the sample was heated in a diamond-anvil pressure cell. The spectra acquired at different temperatures and pressures were analyzed for the frequencies of valence changes using the Blume-Tjon model of a system with a fluctuating Hamil- tonian. These frequencies were analyzed to obtain activation energies and an activation volume for polaron hopping. There was a large suppression of hopping frequency with pressure, giving an anomalously large activation volume. This large, positive value is typical of ion diffusion, which indicates correlated motions of polarons, and Li⁺ ions that alter the dynamics of both.

In a parallel study of Na_xFePO₄, the interplay between sodium ordering and electron mobility was investigated using a combination of synchrotron x-ray diffraction and nuclear resonant scattering. Conventional Mossbauer spectra were collected while the sample was heated in a resistive furnace. An analysis of the temperature evolution of the spectral shapes was used to identify the onset of fast electron hopping and determine the polaron hopping rate. Synchrotron x-ray diffraction measurements were carried out in the same temperature range. Reitveld analysis of the diffraction patterns was used to determine the temperature of sodium redistribution on the lattice. The diffraction analysis also provides new information about the phase stability of the system. The temperature evolution of the iron site occupancies from the Mossbauer measurements, combined with the synchrotron diffraction results give strong evidence for a relationship between the onset of fast electron dynamics and the redistribution of sodium in the lattice.

Measurements of activation barriers for polaron hopping gave fundamental insights about the correlation between electronic carriers and mobile ions. This work established that polaron-ion interactions can alter the local dynamics of electron and ion transport. These types of coupled processes may be common in many materials used for battery electrodes, and new details concerning the influence of polaron-ion interactions on the charge dynamics are relevant to optimizing their electrochemical performance.

Novel Papillomaviruses in Free-Ranging Iberian Bats: No Virus-Host Co-evolution, No Strict Host Specificity, and Hints for Recombination

Papillomaviruses (PVs) are widespread pathogens. However, the extent of PV infections in bats remains largely unknown. This work represents the first comprehensive study of PVs in Iberian bats. We identified four novel PVs in the mucosa of free-ranging Eptesicus serotinus (EserPV1, EserPV2, and EserPV3) and Rhinolophus ferrumequinum (RferPV1) individuals and analyzed their phylogenetic relationships within the viral family. We further assessed their prevalence in different populations of E. serotinus and its close relative E. isabellinus. Although it is frequent to read that PVs co-evolve with their host, that PVs are highly species-specific, and that PVs do not usually recombine, our results suggest otherwise. First, strict virus-host co-evolution is rejected by the existence of five, distantly related bat PV lineages and by the lack of congruence between bats and bat PVs phylogenies. Second, the ability of EserPV2 and EserPV3 to infect two different bat species (E. serotinus and E. isabellinus) argues against strict host specificity. Finally, the description of a second noncoding region in the RferPV1 genome reinforces the view of an increased susceptibility to recombination in the E2-L2 genomic region. These findings prompt the question of whether the prevailing paradigms regarding PVs evolution should be reconsidered.

Estudo da cromatina nos sítios de fixação à matriz nuclear no domínio do gene TP53 e das modificações epigenéticas e no modelo de progressão tumoral mamária 21T

Dentre os diversos tipos de câncer agressivos, o câncer de mama é o mais comum em mulheres. Mutações hereditárias e adquiridas, assim como alterações epigenéticas atuam em sinergia na carcinogênese mamária e na progressão tumoral. A proteína P53 é uma supressora de tumor e possui uma atuação fundamental na integridade genômica. Apesar do vasto conhecimento sobre o controle da P53 a nível de proteína, ainda pouco se sabe sobre o controle transcricional do gene TP53. A série 21T, uma série de 4 linhagens celulares originadas da mama da mesma paciente, representando diferentes estágios de progressão tumoral mamária, é um eficiente modelo para investigação das alterações epigenéticas e suas influências na expressão gênica ao longo da progressão do câncer de mama. Nós analisamos a organização do domínio do gene TP53 através da técnica de arranjo de DNA, em diversas linhagens celulares de câncer de mama e linhagens controle, e realizamos uma tentativa de caracterizar estes elementos de DNA nas linhagens controle não-tumorais HB2 e MCF10A e nas tumorais MCF-7, MDA-MB-231, T47D, através dos marcadores epigenéticos de eucromatina, H4Ac, e heterocromatina, H3K9me3. Ainda analisamos a ligação de proteínas à região associada à matriz nuclear (MAR), denominada MAR 2, e a possível ligação da proteína ligante à matriz nuclear (MARBP), PARP-1, através de ensaios de gel shift (EMSA). Detectamos que na linhagem controle epitelial mamária, HB2, o gene TP53 está posicionado num domínio de DNA relativamente pequeno, aproximadamente 50 kb, delimitado por dois sítios de fixação à matriz nuclear. Interessantemente, esta estrutura de domínio se apresentou radicalmente diferente nas linhagens de câncer de mama estudadas, MCF7, T47D, MDA-MB-231 e BT474, nos quais o tamanho do domínio estudado estava aumentado e a transcrição do TP53 diminuída. Os enriquecimentos com os marcadores epigenéticos de cromatina H4Ac e H3K9me3 estão diferentemente distribuídos nas MARs nas linhagens celulares. Surpreendentemente, a MAR 2 apresentou uma ligação altamente específica, o que poderia representar a atuação de fatores transcricionais envolvidos na organização da cromatina. Através de programas de bioinformática, detectamos putativos sítios para interessantes fatores de transcrição, tais como o c/EBP-beta e c-myb, que poderiam atuar em cis regulando a expressão do gene TP53 e outros flanqueadores. Nós propusemos um modelo para a organização da cromatina na região de domínio do gene TP53 com os genes flanqueadores. Através da série 21T, detectamos uma hipometilação global genômica, nas células cancerosas 21NT e 21MT1. Uma importante diminuição da expressão global do marcador H4Ac nas células metastáticas 21MT1, foi detectada em relação às outras linhagens. Os níveis de RNAm das principais enzimas relacionadas as modificações epigenéticas são consistentes com as observadas hipometilação genômica e hipoacetilação. Através de microscopia confocal, verificamos que o marcador H4Ac está localizado, na maior parte na periferia e o marcador H3K9me3, pericêntrico nos núcleos tumorais. Por fim, verificamos que o promotor P1 do gene TP53 apresenta um estado de cromatina aberta, e a expressão do gene TP53 é similar em todas as células da série 21T.

Defining the orientation of the tandem fusions that occurred during the evolution of Indian muntjac chromosomes by BAC mapping

The Indian muntjac (Muntiacus muntjak vaginalis) has a karyotype of 2n=6 in the female and 7 in the male, the karyotypic evolution of which through extensive tandem fusions and several centric fusions has been well-documented by recent molecular cytogenetic studies. In an attempt to define the fusion orientations of conserved chromosomal segments and the molecular mechanisms underlying the tandem fusions, we have constructed a highly redundant (more than six times of whole genome coverage) bacterial artificial chromosome (BAC) library of Indian muntjac. The BAC library contains 124,800 clones with no chromosome bias and has an average insert DNA size of 120 kb. A total of 223 clones have been mapped by fluorescent in situ hybridization onto the chromosomes of both Indian muntjac and Chinese muntjac and a high-resolution comparative map has been established. Our mapping results demonstrate that all tandem fusions that occurred during the evolution of Indian muntjac karyotype from the acrocentric 2n=70 hypothetical ancestral karyotype are centromere-telomere (head-tail) fusions.

Rapid evolution of an X-linked microRNA cluster in primates

MicroRNAs (miRNAs) are a growing class of small RNAs ( about 22 nt) that play crucial regulatory roles in the genome by targeting mRNAs for cleavage or translational repression. Most of the identified miRNAs are highly conserved among species, indicating

Adaptive evolution of a duplicated pancreatic ribonuclease gene in a leaf-eating monkey

Although the complete genome sequences of over 50 representative species have revealed the many duplicated genes in all three domains of life(1-4), the roles of gene duplication in organismal adaptation and biodiversity are poorly understood. In addition,

Adaptive diversification of bitter taste receptor genes in mammalian evolution

The diversity and evolution of bitter taste perception in mammals is not well understood. Recent discoveries of bitter taste receptor (T2R) genes provide an opportunity for a genetic approach to this question. We here report the identification of 10 and 30 putative T2R genes from the draft human and mouse genome sequences, respectively, in addition to the 23 and 6 previously known T2R genes from the two species. A phylogenetic analysis of the T2R genes suggests that they can be classified into three main groups, which are designated A, B, and C. Interestingly, while the one-to-one gene orthology between the human and mouse is common to group B and C genes, group A genes show a pattern of species- or lineage-specific duplication. It is possible that group B and C genes are necessary for detecting bitter tastants common to both humans and mice, whereas group A genes are used for species-specific bitter tastants. The analysis also reveals that phylogenetically closely related T2R genes are close in their chromosomal locations, demonstrating tandem gene duplication as the primary source of new T2Rs. For closely related paralogous genes, a rate of nonsynonymous nucleotide substitution significantly higher than the rate of synonymous substitution was observed in the extracellular regions of T2Rs, which are presumably involved in tastant-binding. This suggests the role of positive selection in the diversification of newly duplicated T2R genes. Because many natural poisonous substances are bitter, we conjecture that the mammalian T2R genes are under diversifying selection for the ability to recognize a diverse array of poisons that the organisms may encounter in exploring new habitats and diets.