UV-induced hyperphosphorylation of replication protein a depends on DNA replication and expression of ATM protein

Exposure to DNA-damaging agents triggers signal transduction pathways that are thought to play a role in maintenance of genomic stability. A key protein in the cellular processes of nucleotide excision repair, DNA recombination, and DNA double-strand break repair is the single-stranded DNA binding protein, RPA. We showed previously that the p34 subunit of RPA becomes hyperphosphorylated as a delayed response (4-8 h) to UV radiation (10-30 J/m(2)). Here we show that UV-induced RPA-p34 hyperphosphorylation depends on expression of ATM, the product of the gene mutated in the human genetic disorder ataxia telangiectasia (A-T). UV-induced RPA-p34 hyperphosphorylation was not observed in A-T cells, but this response was restored by ATM expression. Furthermore, purified ATM kinase phosphorylates the p34 subunit of RPA complex in vitro at many of the same sites that are phosphorylated in vivo after UV radiation. Induction of this DNA damage response was also dependent on DNA replication; inhibition of DNA replication by aphidicolin prevented induction of RPA-p34 hyperphosphorylation by UV radiation. We postulate that this pathway is triggered by the accumulation of aberrant DNA replication intermediates, resulting from DNA replication fork blockage by UV photoproducts. Further, we suggest that RPA-p34 is hyperphosphorylated as a participant in the recombinational postreplication repair of these replication products. Successful resolution of these replication intermediates reduces the accumulation of chromosomal aberrations that would otherwise occur as a consequence of UV radiation.

Major colour patterns of reef-building corals are due to a family of GFP-like proteins

Reef-building corals are renowned for their brilliant colours yet the biochemical basis for the pigmentation of corals is unknown. Here, we show that these colours are due to a family of GFP-like proteins that fluoresce under ultraviolet (UV) or visible light. Pigments from ten coral species were almost identical to pocilloporin (Dove et al. 1995) being dimers or trimers with approximately 28-kDa subunits. Degenerative primers made to common N-terminal sequences yielded a complete sequence from reef-building coral cDNA, which had 19.6% amino acid identity with green fluorescent protein (GFP). Molecular modelling revealed a 'beta -can' structure, like GFP, with 11 beta -strands and a completely solvent-inaccessible fluorophore composed of the modified residues Gln-61, Tyr-62 and Gly-63. The molecular properties of pocilloporins indicate a range of functions from the conversion of high-intensity UV radiation into photosynthetically active radiation (PAR) that can be regulated by the dinoflagellate peridinin-chlorophyll-protein (PCP) complex, to the shielding of the Soret and Q(x) bands of chlorophyll a and c from scattered high-intensity light. These properties of pocilloporin support its potential role in protecting the photosynthetic machinery of the symbiotic dinoflagellates of corals under high light conditions and in enhancing the availability of photosynthetic light under shade conditions.

Rapid colour changes in multilayer reflecting stripes in the paradise whiptail, Pentapodus paradiseus

The Paradise whiptail (Pentapodus paradiseus) has distinct reflective stripes on its head and body. The reflective stripes contain a dense layer of physiologically active iridophores, which act as multilayer reflectors. The wavelengths reflected by these stripes can change from blue to red in 0.25 s. Transmission electron microscopy revealed that the iridophore cells contain plates that are, on average, 51.4 nm thick. This thickness produces a stack, which acts as an ideal quarter-wavelength multilayer reflector (equal optical thickness of plates and spaces) in the blue, but not the red, region of the spectrum. When skin preparations were placed into hyposmotic physiological saline, the peak wavelength of the reflected light shifted towards the longer (red) end of the visible spectrum. Hyperosmotic saline reversed this effect and shifted the peak wavelength towards shorter (blue/UV) wavelengths. Norepinephrine (100 mumol l(-1)) shifted the peak wavelength towards the longer end of the spectrum, while adenosine (100 mumol l(-1)) reversed the effects of norepinephrine. The results from this study show that the wavelength changes are elicited by a change of similar to70 nm in the distance between adjacent plates in the iridophore cells.

Screening of human primary melanocytes of defined melanocortin-1 receptor genotype: Pigmentation marker, ultrastructural and UV-survival studies

Recent population studies have demonstrated an association with the red-hair and fair-skin phenotype with variant alleles of the melanocortin-1 receptor (MC1R) which result in amino acid substitutions within the coding region leading to an altered receptor activity. In particular, Arg151Cys, Arg160Trp and Asp294His were the most commonly associated variants seen in the south-east Queensland population with at least one of these alleles found in 93% of those with red hair. In order to study the individual effects of these variants on melanocyte biology and melanocytic pigmentation, we established a series of human melanocyte strains genotyped for the MC1R receptor which included wild-type consensus, variant heterozygotes, compound heterozygotes and homozygotes for Arg151Cys, Arg160Trp, Val60Leu and Val92Met alleles. These strains ranged from darkly pigmented to amelanotic, with all strains of consensus sequence having dark pigmentation. UV sensitivity was found not to be associated with either MC1R genotype or the level of pigmentation with a range of sensitivities seen across all genotypes. Ultrastructural analysis demonstrated that while consensus strains contained stage IV melanosomes in their terminal dendrites, Arg151Cys and Arg160Trp homozygote strains contained only stage II melanosomes. This was despite being able to show expression of tyrosinase and tyrosinase-related protein-1 markers, although at reduced levels and an ability to convert exogenous 3,4-dihydroxyphenyl-alanine (DOPA) to melanin in these strains.

Síntese, aplicação e avaliação da toxicidade aguda de complexo orgânico à base de európio proposto como marcador fotoluminescente para a Identificação de resíduos de tiro

Um complexo de alta fotoluminescência é proposto como marcador óptico para a identificação de resíduos de tiro (GSR). O marcador é o complexo [Eu(PIC)3(NMK)3], de fórmula molecular Eu(C6H2N3O7)3.(C7H13NO)3, que apresenta o íon Eu3+ e os ligantes ácido pícrico (PIC) e n-metil-Ɛ-caprolactama (NMK). Foi realizada a caracterização quimicamente através de espectroscopia de emissão, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria e análise térmica diferencial (TG/DTA), e espectrometria de massas com ionização por eletrospray e ressonância ciclotrônica de íons por transformada de Fourier (ESI-FT-ICR MS), e, em seguida, foram adicionadas diferentes massas do complexo a munições convencionais (de 2 a 50 mg por cartucho). Após os tiros, o GSR marcado foi visualmente e quimicamente detectado por irradiação UV (ʎ = 395 nm) e ESI-FT-ICR MS, respectivamente. Os resultados mostraram uma fotoluminescência eficiente e duradoura, sendo facilmente visível sobre a superfície do alvo, no ambiente, no cartucho deflagrado, na arma de fogo, e sobre as mãos e braços do atirador quando utilizada massa a partir de 25 mg do marcador em cartuchos .38 e 50 mg em cartuchos .40. Sua toxicidade aguda também foi avaliada empregando-se o Protocolo 423 da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OECD) e apresentou DL50 de 1000 mg.kg-1, sendo classificado como de categoria 4 na escala do Sistema Globalmente Harmonizado de Classificação e Rotulagem de Produtos Químicos (GHS), considerado, portanto, de média toxicidade. O composto mostrou ser menos tóxico do que os componentes inorgânicos de munições convencionais (em especial o Pb), justificando o seu emprego como marcador de GSR.

The influence of light spectra, UV-A, and growth regulators on the in vitro seed germination of Senecio cineraria DC.

This study was carried out to investigate the effects of light spectra, additional UV-A, and different growth regulators on the in vitro germination of Senecio cineraria DC. Seeds were surface-sterilized and inoculated in MS medium to evaluate the following light spectra: white, white plus UV-A, blue, green, red or darkness. The maximum germinability was obtained using MS0 medium under white light (30%) and MS + 0.3 mg L-1 GA3 in the absence of light (30.5%). S. cineraria seeds were indifferent to light. Blue and green lights inhibited germination. Different concentrations of gibberellic acid (GA3) (0.1; 0.4; 0.6; 0.8; 1.0 and 2.0 mg L-1) and indole-3-acetic acid IAA (0.1; 0.3 and 1.0 mg L-1) were evaluated under white light and darkness. No concentration of GA3 enhanced seed germination percentage under white light. However, when the seeds were maintained in darkness, GA3 improved germination responses in all tested concentrations, except at 1.0 mg L-1. Under white light, these concentrations also increased the germination time and reduced germination rate. Germination rate, under light or darkness, was lower using IAA compared with GA3.

Desenvolvimento de materiais poliméricos resistentes à radiação UV: determinação quantitativa de estabilizadores à radiação UV

A presente tese teve por objectivo principal o desenvolvimento de métodos que permitissem quantificar alguns aditivos HALS (Hindered Amine Ligth Stabilizers - Aminas Estericamente Impedidas Estabilizadoras à luz), tais como, Tinuvin 622®, Chimassorb 944® e Chimassorb 2020® presentes em amostras de corda sintética. Os métodos de quantificação compreenderam a hidrólise básica para o Tinuvin 622® e a hidrólise ácida para ambos os Chimassorbs, e a separação e identificação por HPLC-MS/MS dos produtos da mesma. Procedendo à realização do método com o respectivo padrão de cada aditivo foi possível obter-se uma curva de calibração para o Tinuvin 622® (y = 899733 X - 96173; r = 0,9979) e para o Chimassorb 944® (y = 44177 X - 18248; r = 0,9965). Relativamente ao Chimassorb 2020® foram realizados alguns ensaios preliminares fundamentais para o desenvolvimento de um método de quantificação para este aditivo. Para o Tinuvin 622® foram realizados ainda ensaios de forma a desenvolver-se um método em que a quantificação ocorresse exclusivamente pela separação do hidrolisado no HPLC com detector UV. Dado que o Tinuvin 622® não apresenta absorção no UV optou-se por realizar a derivatização fluorescente deste através da esterificação com PyCOOH (ácido pirenobutírico) em meio ácido. Nas amostras de corda foram realizados ensaios de envelhecimento e tracção, ensaios de brilho, ensaios de absorção, bem como a quantificação do Tinuvin 622® nas cordas com e sem tratamento de irradiação (envelhecimento). Comprovou-se que as amostras de corda contêm cerca de 0,2% de Tinuvin 622® e que a corda preta não contém aditivo HALS. Verificou-se que em cordas sujeitas à radiação UV, a tensão de ruptura é influenciada pela quantidade de Tinuvin 622® e que esta por sua vez depende do tempo de exposição a que a corda foi sujeita. Por outro lado, concluiu-se que a cor (pigmentos) e o brilho não apresentam influência significativa na resistência das cordas quando expostas à radiação UV.

Síntese e fotosensibilização de nanotubos de titanatos

Nesta tese é descrita a preparação de nanotubos de titanatos (TNT) via síntese hidrotérmica alcalina, usando uma nova metodologia que evita a utilização de TiO2 cristalino como precursor. Foi estudada a influência da substituição sódio/protão na estrutura, morfologia e propriedades ópticas dos materiais preparados. Os resultados mostraram que a substituição Na+ → H+ resulta numa redução na distância intercamadas dos TNTs, tendo sido medidos valores entre 1.13±0.03 nm e 0.70±0.02 nm para aquele parâmetro. O comportamento óptico dos TNTs foi estudado na região UV-vis, estimando-se um hiato óptico de energia 3.27±0.03 eV para a amostra com maior teor de sódio enquanto que para a amostra protonada foi determinado um valor de 2.81±0.02 eV. Estes valores mostram que a troca iónica Na+ → H+ teve influência no desvio da banda de absorção dos TNTs para a região do visível próximo. A actividade fotocatalítica dos TNTs na degradação do corante rodamina 6G (R6G) foi posteriormente estudada. Verificou-se que, apesar de a amostra com maior teor de sódio ter sido a que exibiu maior capacidade para adsorver o R6G, foi a amostra protonada que apresentou a actividade catalítica mais elevada na fotodegradação deste corante. Numa segunda fase, e com o objectivo de preparar novos materiais nanoestruturados fotosensíveis, procedeu-se à decoração dos TNTs protonados com semicondutores (SC) nanocristalinos usando um método novo. Para o efeito os TNTs foram decorados com nanocristalites de ZnS, CdS e Bi2S3. Foi estudada a influência do tipo de semicondutor na estrutura, morfologia e propriedades ópticas dos SC/TNTs obtidos. Verificou-se que, para qualquer dos semicondutores usados no processo de decoração, a estrutura dos TNTs é preservada e não ocorre segregação do SC. Verificou-se ainda que a morfologia dos nanocompósitos preparados depende fortemente da natureza do semicondutor. No que respeita ao comportamento óptico destes materiais, foram determinados hiatos ópticos de energia 3.67±0.03 eV, 2.47±0.03 eV e 1.35±0.01 eV para as amostras ZnS/TNT, CdS/TNT e Bi2S3/TNT, respectivamente. Estes resultados mostram que através do processo de decoração de TNTs com semicondutores podem ser preparados materiais nanocompósitos inovadores, com propriedades ópticas novas e/ou pré-definidas numa gama alargada do espectro electromagnético.

New stacked photodevices for signal multiplexing and demultiplexing applications in the visible spectrum

Results on the use of a double a-SiC:H p-i-n heterostructure for signal multiplexing and demultiplexing applications in the visible range are presented. Pulsed monochromatic beams together (multiplexing mode), or a single polychromatic beam (demultiplexing mode) impinge on the device and are absorbed, accordingly to their wavelength. Red, green and blue pulsed input channels are transmitted together, each one with a specific transmission rate. The combined optical signal is analyzed by reading out, under different applied voltages, the generated photocurrent. Results show that in the multiplexing mode the output signal is balanced by the wavelength and transmission rate of each input channel, keeping the memory of the incoming optical carriers. In the demultiplexing mode the photocurrent is controlled by the applied voltage allowing regaining the transmitted information. A physical model supported by a numerical simulation gives insight into the device operation.

Optical demultiplexer device operating in the visible spectrum

In this paper, we present results on the use of multilayered a-SiC:H heterostructures as a device for wavelength-division demultiplexing of optical signals. These devices are useful in optical communications applications that use the wavelength division multiplexing technique to encode multiple signals into the same transmission medium. The device is composed of two stacked p-i-n photodiodes, both optimized for the selective collection of photo generated carriers. Band gap engineering was used to adjust the photogeneration and recombination rate profiles of the intrinsic absorber regions of each photodiode to short and long wavelength absorption in the visible spectrum. The photocurrent signal using different input optical channels was analyzed at reverse and forward bias and under steady state illumination. A demux algorithm based on the voltage controlled sensitivity of the device was proposed and tested. An electrical model of the WDM device is presented and supported by the solution of the respective circuit equations.

Autoxidação de ácidos gordos na presença de antioxidantes naturais e sintéticos

Nas últimas décadas, devido ao desenvolvimento económico, e a uma necessidade constante de gerir os recursos energéticos, existe uma necessidade de procurar novas fontes de energia, em particular fontes de energia renováveis. O biodiesel surge assim como uma energia alternativa ao combustível fóssil. Este biocombustível tem ganho uma importância significativa na sociedade moderna. Quimicamente o biodiesel é constituído por ésteres metílicos de ácidos gordos de cadeia longa, derivados de óleos vegetais ou gorduras animais. O principal problema que este enfrenta é a sua susceptibilidade à oxidação, devido ao seu conteúdo de ácidos gordos insaturados, logo existe uma procura constante de soluções que possam solucionar este problema. É necessária a identificação de técnicas e métodos para retardar a seu envelhecimento ao longo do tempo. O objectivo deste trabalho consiste no estudo da estabilidade do biodiesel ao longo do tempo, quando armazenado a diferentes condições de temperatura, superiores às normalmente suportadas pelo biodiesel durante o armazenamento, de modo a acelerar o processo de degradação. As amostras de biodiesel foram sujeitas a duas temperaturas. Uma amostra de biodiesel não estabilizado foi colocada a uma temperatura entre 40 e 50ºC ao longo de 203 dias, e uma outra amostra foi colocada a uma temperatura entre 95º e 105ºC ao longo de 146 dias. Realizaram-se ensaios semanais de modo registar a evolução do envelhecimento do biodiesel. As análises foram efectuadas por espectrofotometria de ultravioleta e visível (UV-VIS) e por espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR). No UV-VIS foi possível observar que o aumento de temperatura foi responsável pela aceleração da oxidação do biodiesel que resulta num aumento generalizado da absorvância do biodiesel. Através das análises efectuadas no FTIR verificou-se a formação e aumento da banda dos hidroperóxidos (grupo ROOH) localizada entre 3000 e 3600 cm-1 nos espectros, e igualmente um alargamento na banda dos carbonilos (grupo C=O) entre 1500 e 1900 cm-1. Numa fase posterior testaram-se antioxidantes para retardar o envelhecimento do biodiesel. Os ensaios foram efectuados a uma temperatura entre 95º e 105ºC. Os antioxidantes utilizados foram o galhato de propilo (PG), o galhato de etilo (EG) e o ácido gálhico (AG). Recorreu-se a técnicas como o UV-VIS e o FTIR para o registo dos espectros do biodiesel ao longo do tempo. Através destas técnicas foi possível verificar a influência de antioxidantes na estabilidade oxidativa do biodiesel. O PG foi o antioxidante que melhor desempenho mostrou no retardamento da oxidação do biodiesel e a técnica que melhor permitiu analisar a acção dos antioxidantes foi o UVVIS. Os resultados obtidos por FTIR não se mostraram tão conclusivos. Para caracterizar o envelhecimento do biodiesel não estabilizado e estabilizado utilizou-se também a cromatografia gasosa (CG) para quantificar a percentagem de ésteres metílicos presentes nas diferentes amostras no inicio e no fim do processo de oxidação. O biodiesel envelheceu mais rapidamente para temperaturas mais elevadas e comprovou-se que o antioxidante que melhor estabiliza o biodiesel é o PG.

Synthesis and properties of Co-doped titanate nanotubes and their optical sensitization with methylene blue

Agência Financiadora - Fundação para a Ciência e Tecnologia - PTDC/CTM NAN/113021/2009

TRAILER Project (Tagging, Recognition, Acknowledgment of Informal Learning Experiences) a methodology to make learners' informal learning activities visible to the institutions

The application of information technologies (specially the Internet, Web 2.0 and social tools) make informal learning more visible. This kind of learning is not linked to an institution or a period of time, but it is important enough to be taken into account. On the one hand, learners should be able to communicate to the institutions they are related to, what skills they possess, whether they were achieved in a formal or informal way. On the other hand the companies and educational institutions need to have a deeper knowledge about the competencies of their staff. The TRAILER project provides a methodology supported by a technological framework to facilitate communication about informal learning between businesses, employees and learners. The paper presents the project and some of the work carried out, an exploratory analysis about how informal learning is considered and the technological framework proposed. Whilst challenges remain in terms of establishing the meaningfulness of technological engagement for employees and businesses, the continuing transformation of the social, technological and educational environment is likely to lead to greater emphasis for the effective exploitation of informal learning.