Linking supply to demand: the neuronal monocarboxylate transporter MCT2 and the alpha-amino-3-hydroxyl-5-methyl-4-isoxazole-propionic acid receptor GluR2/3 subunit are associated in a common trafficking process.

MCT2 is the major neuronal monocarboxylate transporter (MCT) that allows the supply of alternative energy substrates such as lactate to neurons. Recent evidence obtained by electron microscopy has demonstrated that MCT2, like alpha-amino-3-hydroxyl-5-methyl-4-isoxazole-propionic acid (AMPA) receptors, is localized in dendritic spines of glutamatergic synapses. Using immunofluorescence, we show in this study that MCT2 colocalizes extensively with GluR2/3 subunits of AMPA receptors in neurons from various mouse brain regions as well as in cultured neurons. It also colocalizes with GluR2/3-interacting proteins, such as C-kinase-interacting protein 1, glutamate receptor-interacting protein 1 and clathrin adaptor protein. Coimmunoprecipitation of MCT2 with GluR2/3 and C-kinase-interacting protein 1 suggests their close interaction within spines. Parallel changes in the localization of both MCT2 and GluR2/3 subunits at and beneath the plasma membrane upon various stimulation paradigms were unraveled using an original immunocytochemical and transfection approach combined with three-dimensional image reconstruction. Cell culture incubation with AMPA or insulin triggered a marked intracellular accumulation of both MCT2 and GluR2/3, whereas both tumor necrosis factor alpha and glycine (with glutamate) increased their cell surface immunolabeling. Similar results were obtained using Western blots performed on membrane or cytoplasm-enriched cell fractions. Finally, an enhanced lactate flux into neurons was demonstrated after MCT2 translocation on the cell surface. These observations provide unequivocal evidence that MCT2 is linked to AMPA receptor GluR2/3 subunits and undergoes a similar translocation process in neurons upon activation. MCT2 emerges as a novel component of the synaptic machinery putatively linking neuroenergetics to synaptic transmission.

Notch1 is required for neuronal and glial differentiation in the cerebellum.

The mechanisms that guide progenitor cell fate and differentiation in the vertebrate central nervous system (CNS) are poorly understood. Gain-of-function experiments suggest that Notch signaling is involved in the early stages of mammalian neurogenesis. On the basis of the expression of Notch1 by putative progenitor cells of the vertebrate CNS, we have addressed directly the role of Notch1 in the development of the mammalian brain. Using conditional gene ablation, we show that loss of Notch1 results in premature onset of neurogenesis by neuroepithelial cells of the midbrain-hindbrain region of the neural tube. Notch1-deficient cells do not complete differentiation but are eliminated by apoptosis, resulting in a reduced number of neurons in the adult cerebellum. We have also analyzed the effects of Notch1 ablation on gliogenesis in vivo. Our results show that Notch1 is required for both neuron and glia formation and modulates the onset of neurogenesis within the cerebellar neuroepithelium.

Variabilidade genética em acessos de caupi analisada por meio de marcadores RAPD

O conhecimento da variabilidade genética e da relação entre diferentes acessos de caupi é importante para maximizar o uso dos recursos genéticos disponíveis. Esse trabalho teve como objetivo avaliar a variabilidade genética em 45 acessos de caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) oriundos do Brasil, EUA e Nigéria, por meio de marcadores RAPD. Foram encontrados 8 iniciadores polimórficos e um total de 48 bandas informativas. De acordo com os perfis polimórficos obtidos, foi observada a formação de quatro grupos genotípicos. Houve uma tendência de agrupamento em razão da origem dos acessos. A maioria dos acessos de variedades locais brasileiras pertence apenas a um grupo, o que sugere uma limitação da base genética. Vale ressaltar que nesse grupo não estavam presentes acessos da Nigéria considerados portadores de características agronômicas superiores, como, por exemplo, alta produtividade. RAPD é uma ferramenta eficiente, capaz de auxiliar a seleção de genótipos de caupi adaptados às diferentes condições edafo-climáticas brasileiras, com vistas ao aumento da produtividade e melhoria de outras características que atendam aos interesses regionais específicos.

Variabilidade genética e ecológica de Stylosanthes macrocephala determinadas por RAPD e SIG

Stylosanthes macrocephala M. B. Ferr. et S. Costa é uma leguminosa utilizada sob consorciação em pastagens, adubação e recuperação de áreas degradadas. A falta de características morfológicas e agronômicas estáveis e de informações ecogeográficas dos locais de coleta dos acessos tem dificultado o melhoramento genético da espécie. A fim de obter descritores ecológicos, moleculares e avaliar a variabilidade genética da coleção de S. macrocephala, 87 acessos foram analisados com o auxílio do Sistema de Informações Geográficas (SIG) e de marcadores moleculares RAPD. Os acessos provieram de sete Estados, cinco bacias hidrográficas, sete tipos de vegetação e sete tipos de solos. As altitudes dos locais de coleta variaram de 1 a 1.298 m e a pluviometria anual média de 550 a 2.870 mm. A variabilidade de descritores ecológicos sugeriu diversidade adaptativa na coleção. Com base em 161 marcadores RAPD, verificou-se que as distâncias genéticas entre os acessos de S. macrocephala variaram entre 0,02 e 0,42. Com base nessas distâncias, dez grupos de similaridade genética foram estabelecidos. Observou-se tendência de separação por bacias hidrográficas e elevada variabilidade genética entre os acessos coletados nos estados da Bahia e de Minas Gerais. A alta variabilidade genética da coleção de S. macrocephala evidencia a importância desses acessos para futuros trabalhos de melhoramento genético.

Early EEG correlates of neuronal injury after brain anoxia.

OBJECTIVES: EEG and serum neuron-specific enolase (NSE) are used for outcome prognostication in patients with postanoxic coma; however, it is unclear if EEG abnormalities reflect transient neuronal dysfunction or neuronal death. To assess this question, EEG abnormalities were correlated with NSE. Moreover, NSE cutoff values and hypothermic EEG features related with poor outcome were explored.¦METHODS: In a prospective cohort of 61 adults treated with therapeutic hypothermia (TH) after cardiac arrest (CA), multichannel EEG recorded during TH was assessed for background reactivity and continuity, presence of epileptiform transients, and correlated with serum NSE collected at 24-48 hours after CA. Demographic, clinical, and functional outcome data (at 3 months) were collected and integrated in the analyses.¦RESULTS: In-hospital mortality was 41%, and 82% of survivors had good neurologic outcome at 3 months. Serum NSE and EEG findings were strongly correlated (Spearman rho = 0.45; p < 0.001). Median NSE peak values were higher in patients with unreactive EEG background (p < 0.001) and discontinuous patterns (p = 0.001). While all subjects with nonreactive EEG died, 5 survivors (3 with good outcome) had NSE levels >33 μg/L.¦CONCLUSION: The correlation between EEG during TH and serum NSE levels supports the hypothesis that early EEG alterations reflect permanent neuronal damage. Furthermore, this study confirms that absent EEG background reactivity and presence of epileptiform transients are robust predictors of poor outcome after CA, and that survival with good neurologic recovery is possible despite serum NSE levels> 33 μg/L. This underscores the importance of multimodal assessments in this setting.

Variabilidade genética em búfalos estimada por marcadores RAPD

O objetivo deste trabalho foi caracterizar, por meio de marcadores RAPD, dois grupos genéticos de búfalos, Carabao e tipo Baio, que estão sendo conservados in situ, assim como verificar as relações genéticas entre eles e os outros três grupos genéticos de búfalos existentes no Brasil, Murrah, Jafarabadi e Mediterrâneo, considerados raças comerciais. Foram estudados 48 animais de cada grupo, com exceção dos grupos Murrah e Mediterrâneo, com 47 e 42 animais, respectivamente, compreendendo um total de 233 animais. Os 21 iniciadores polimórficos geraram 98 marcadores. A variabilidade genética entre e dentro dos grupos foi estimada em 26,5 e 73,5%, respectivamente, sugerindo divergência significativa entre os cinco grupos genéticos. Na análise entre pares de grupos, foi verificado que a maior e a menor divergência estavam em torno de 40 e 18%, quando se compararam os grupos Carabao x Mediterrâneo e Murrah x Jafarabadi, respectivamente. Entre os grupos Baio e Murrah, a análise revelou divergência genética de 20,42%, indicando que esses grupos são distintos. Os cinco grupos são geneticamente distintos, o que reforça a necessidade de conservação dos grupos genéticos Carabao e Baio, ameaçados de extinção no Brasil.

Variabilidade genotípica de milho para acumulação de nitrogênio e contribuição da fixação biológica de nitrogênio

O objetivo deste trabalho foi comparar nove genótipos de milho, com inoculação de uma mistura de bactérias diazotróficas, quanto ao acúmulo de biomassa e N, por meio da técnica de diluição isotópica do 15N. O experimento foi conduzido em um tanque de concreto de 120 m² e 60 cm de profundidade, preenchido com Argissolo Vermelho-Amarelo. Os genótipos variaram quanto à produção de grãos, matéria seca total e acúmulo de N, mas não houve diferenças no enriquecimento de 15N, o que demonstra que a produção e o acúmulo de N foram conseqüência da variabilidade genotípica para extrair N do solo.

Visual cortex in Alzheimer's disease: occurrence of neuronal death and glial proliferation, and correlation with pathological hallmarks.

Visual areas 17 and 18 were studied with morphometric methods for numbers of neurons, glia, senile plaques (SP), and neurofibrillary tangles (NFT) in 13 cases of Alzheimer's disease (AD) as compared to 11 controls. In AD cases, the mean neuronal density was significantly decreased by about 30% in both areas 17 and 18, while the glial density was increased significantly only in area 17. The volume of area 17 was unchanged in AD cases but its total number of neurons was decreased by 33% and its total number of glia increased by 45% compared to controls. In AD the number of SP was similar in areas 17 and 18, while that of NFT was significantly higher in area 18. The number of neurons with NFT was only 2% in area 17 and about 10% in area 18. The discrepancy between the loss of neurons and the amount of NFT suggests that neuronal loss can occur without passing through NFT degeneration. The deposition of SP was correlated with glial proliferation, but not with neuronal loss or neurofibrillary degeneration.

Variabilidade genética de duas variedades de tilápia nilótica por meio de marcadores microssatélites

O objetivo desse trabalho foi avaliar a variabilidade genética de duas variedades de tilápia nilótica (Oreochromis niloticus), Chitralada e Red Stirling, e de suas progênies submetidas a programas de melhoramento genético, em sistemas intensivos de cultivo por meio de marcadores microssatélites. Foram utilizados 30 animais de cada variedade parental, 30 animais híbridos (CH), provenientes do cruzamento entre as variedades Chitralada e Red Stirling, e 30 animais (RR) provenientes do cruzamento entre os parentais da variedade Red Stirling. Utilizaram-se cinco microssatélites: UNH104, UNH108, UNH118, UNH222 e UNH231. Observaram-se baixos índices de endogamia, com valores de F IS negativo para as duas variedades e seus cruzamentos. Verificou-se diferença genética entre as duas variedades, obtida pelo cálculo do índice de fixação de alelos (F ST = 0,131 e R ST = 0,130). As variedades parentais Chitralada e Red Stirling apresentaram 24,4% de distância genética, o que se refletiu na presença de vigor híbrido com 23,5% de incremento em rendimento no plantel CH.

Variabilidade espacial e temporal da produtividade de culturas sob sistema plantio direto

O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade espacial e temporal da produtividade de soja, milho e trigo, em uma lavoura comercial de 57 ha, não irrigada, manejada há mais de dez anos sob sistema plantio direto, em um Latossolo Vermelho distrófico típico, em Palmeira das Missões, RS. A coleta de dados de produtividade de seis cultivos, entre 2000 e 2005, foi realizada por colhedora equipada com monitor de produtividade. Análises estatísticas e geoestatísticas foram realizadas a fim de avaliar a variabilidade espacial e a presença de dependência espacial ao longo dos anos. A produtividade da soja, do milho e do trigo alcançada apresenta variabilidade com continuidade espacial, correlacionando-se entre si, ao longo dos anos. Em anos de deficit hídrico, verifica-se aumento da variabilidade espacial da produtividade. A cultura do milho é mais eficiente do que a da soja em detectar a variabilidade espacial da produtividade existente na lavoura.

Variabilidade genética entre acessos de amendoim

O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade genética entre 29 acessos de amendoim (Arachis hypogaea L.), por meio de marcadores moleculares randômicos (DNA polimórfico amplificado ao acaso - RAPD). O ensaio molecular foi realizado com 31 iniciadores, dos quais 12 (39%) mostraram polimorfismo. Observou-se o total de 145 fragmentos amplificados, dos quais 35 (24%) foram polimórficos, com média de 4,67 fragmentos por iniciador e 1,13 fragmento polimórfico por iniciador. Pelo dendrograma, observou-se que os acessos foram separados em dois grupos com 89% de similaridade. Esta distribuição mostra a variabilidade existente entre os acessos das diferentes variedades botânicas, uma vez que acessos da subespécie fastigiata estão presentes nos dois grupos principais, e os acessos da subespécie hypogaea estão distribuídos pelos subgrupos A e B do grupo II do dendograma.

Variabilidade genética em germoplasma tradicional de feijão-preto em Santa Catarina

O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade genética entre 45 cultivares de feijões tradicionais do grupo comercial preto, por meio de técnicas multivariadas baseadas em 11 caracteres morfoagronômicos e nutricionais. A distância generalizada de Mahalanobis fundamentou as técnicas de agrupamentos Tocher e UPGMA. Pelo método Tocher foram constituídos nove grupos. Foi detectada divergência genética entre as cultivares tradicionais e as testemunhas comerciais de feijão. A maior divergência foi observada entre as cultivares do grupo 7, em especial a cultivar CFE 22, que se apresentou mais divergente em relação às demais. Para compor programas de hibridação com os genótipos avaliados, sugerem-se cruzamentos entre as cultivares do grupo 2, em especial CFE 25, CFE 100 e FT Nobre, e as do grupo 7, em especial o acesso CFE 22. Essas cultivares se destacam por serem as mais divergentes entre si e por possuírem as melhores produtividades.

Characterization of the neuronal microtubule regulator SCG10 in transfected cells and " in vivo "

SUMMARY The ability of neuronal processes to find their way along complex paths and to establish appropriate connections depends on continual rearrangements of the cytoskeletal components. The regulation of microtubules plays an important role for morphological changes underlying nevrite outgrowth, axonal elongation, and growth cone steering. SCG10 (superior cervical ganglion clone 10) is a neuronal growthassociated protein developmentally regulated and highly enriched in the neuronal growth cones. SCG10 presents a microtubule destabilizing activity that could participate to the regulation of microtubule dynamics and thus explain microtubule behaviors in the growth cone during axonal elongation and turning. It is here suggested that a tight control of the opposite effects on microtubules of SCG10 and the stabilizing microtubule-associated protein MAP1B allows a fine tuning of cytoskeletal rearrangement and may provide the required microtubule dynamic instability to promote axonal growth. Moreover, antibodyblockade of SCG10 function, that leads to growth cone pauses similar as those triggered by the guidance molecule EphB, and the modulation of SCG10 activity by the Rho GTPase Rnd1 suggest a potential role for SCG10 in the signal transduction pathways of extracellular guidance cues. The identification of the active zone protein Bassoon as a potential interaction partner for the SCG10-related protein NPC2, using atomic force microscopy as well as COS-7 and neuronal cell cultures, also gives new insights for a role of this protein family into the processes of synapse genesis or plasticity. Finally, SCG10 mutant mice generated by gene targeting and expressing a soluble form of the protein have been characterized during early postnatal development and in the adulthood. Due to the deletion of its membrane binding domain, SCG10 specific subcellular targeting to growth cones is compromised and results in impairments of motor and coordination development. Further histological analysis in the sciatic nerve reveal that these symptoms are associated with neurodegenerative signs. RESUME Une navigation correcte des prolongements cellulaires neuronaux leur permettant de former des connections appropriées repose sur de continuels réarrangements des constituants de leur cytosquelette. La régulation des microtubules joue notamment un rôle important dans les changements morphologiques qui accompagnent la croissance axonale et les réorientations du cône de croissance. SCG10 (superior cervical ganglion clone 10) est une protéine étroitement associée à la croissance neuronale, hautement régulée durant le développement et abondante au niveau du cône de croissance. SCG10 présente une activité déstabilisatrice sur les microtubules qui pourrait permettre une régulation des paramètres dynamiques propres aux microtubules et ainsi expliquer leur comportement durant la navigation du cône de croissance. Il est ici proposé qu'un contrôle précis des effets opposés de SCG10 et d'une autre protéine stabilisante associée aux microtubules (MAP1 B) permette un réglage fin des réarrangements du cytosquelette et puisse ainsi produire l'instabilité dynamique nécessaire à la croissance anale. Par ailleurs, le blocage de la fonction de SCG10 par un anticorps spécifique, conduisant à des pauses du cônes de croissance similaires à celles provoquées par la molécule de guidage EphB, ainsi que la modulation de l'activité de SCG10 par la Rho GTPase Rnd1 suggèrent une potentielle implication de SCG10 dans les voies de transduction des signaux provenant de molécules de guidage extracellulaires. L'identification d'une interaction de la protéine synaptique Bassoon avec la protéine NPC2 apparentée à SCG10, au moyen de la microscopie à force atomique et dans des cultures de cellules neuronales et COS-7, ouvre des perspectives concernant ces protéines dans la formation et la plasticité synaptiques. Finalement, des souris mutantes pour SCG10 produites par ciblage de gène et exprimant une forme soluble de la protéine ont été caractérisées durant la phase précoce du développement et à l'âge adulte. La délétion du domaine permettant l'ancrage de SCG10 aux membranes compromet sa sub-localisation au niveau du cône de croissance et résulte en l'apparition de troubles moteurs et de la coordination. Des analyses histologiques complémentaires au niveau du nerf sciatique montrent que ces symptômes sont associés avec des signes neurodégénératifs.

Variabilidade no cpDNA em Manilkara huberi, espécie sob manejo sustentável na Amazônia brasileira

O objetivo deste trabalho foi avaliar a existência de estruturação genética matrilinear em maçaranduba (Manilkara huberi). Foram avaliados 481 indivíduos adultos de M. huberi, distribuídos em 200 hectares de uma população natural na Floresta Nacional do Tapajós, Belterra, PA, e 88 regenerantes, com base na análise de nove microssatélites de cloroplasto e, de 96 indivíduos adultos, selecionados aleatoriamente na área de 200 ha, foi realizado o seqüenciamento de três regiões não codificadoras de cpDNA. Não foi detectado polimorfismo de seqüência. A análise da variabilidade haplotípica mostrou polimorfismo relativamente limitado, que resultou em 15 haplótipos, com diversidade genética total (hT) de 0,898. Foi detectada a existência de estruturação genética significativa em distâncias de até 250 m, o que indica dispersão de sementes restrita e confirma o padrão de organização espacial da variabilidade genética mostrado pela análise de DNA nuclear, o que evidencia isolamento por distância e a necessidade de manutenção de grandes áreas de floresta primária para garantir a sobrevivência de maior número de subpopulações.

Variabilidade genética do umbuzeiro no Semi-Árido brasileiro, por meio de marcadores AFLP

O objetivo deste trabalho foi avaliar a distribuição da variabilidade genética do umbuzeiro (Spondias tuberosa), no Semi-Árido brasileiro, por meio de marcadores AFLP, para subsidiar estratégias de prospecção e conservação da espécie. Foram analisados 68 indivíduos de umbuzeiro de 15 ecorregiões, pelo dendrograma UPGMA e pela dispersão em escala multidimensional (MDS), com o coeficiente de Jaccard de 141 bandas polimórficas de AFLP. A análise da variância molecular foi realizada pela decomposição total entre e dentro das regiões ecogeográficas. O dendrograma apresentou valor cofenético de 0,96, e o gráfico MDS apresentou 0,25 para a falta de ajustamento. A variabilidade genética do umbuzeiro foi estimada em 0,3138, o que indica grande variação entre os grupos de indivíduos. Agrupamentos específicos foram observados em seis regiões ecogeográficas, enquanto nas demais regiões observaram-se pares entre alguns indivíduos, sem formação de agrupamentos específicos por local de amostragem, o que indica que a variabilidade genética do umbuzeironão está uniformemente distribuída no Semi-Árido. Sugerem-se estratégias para o estabelecimento de maior número de áreas para conservação in situ ou amostragens de menor número de indivíduos, em várias unidades de paisagens, para conservação ex situ da variabilidade genética do umbuzeiro.