Análise de SNPs do DNA mitocondrial em indivíduos residentes no estado do Espírito Santo para aplicação na Identificação Humana

Pós-graduação em Biotecnologia - IQ

Variabilidade do padrão de esterases e atividade da glutationa S-transferase em linhagens geográficas de Drosophila melanogaster e D. simulans resistentes e suscetíveis ao inseticida DDT

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Limit on the pion distribution amplitude

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Adição de ácido linolênico e L-carnitina na maturação oocitária: efeitos sobre o metabolismo celular, potencial de desenvolvimento e criotolerância de embriões bovinos produzidos in vitro

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

Heterogeneidade espacial e temporal da comunidade zooplanctônica do sistema Cantareira, São Paulo, Brasil

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

New measurement of the B-11(p,alpha(0))Be-8 bare-nucleus S(E) factor via the Trojan horse method

A new measurement of the B-11(p,alpha(0))Be-8 has been performed applying the Trojan horse method (THM) to the H-2(B-11,alpha Be-8(0))n quasi-free reaction induced at a laboratory energy of 27 MeV. The astrophysical S(E) factor has been extracted from similar to 600 keV down to zero energy by means of an improved data analysis technique and it has been compared with direct data available in the literature. The range investigated here overlaps with the energy region of the light element LiBeB stellar burning and with that of future aneutronic fusion power plants using the B-11+p fuel cycle. The new investigation described here confirms the preliminary results obtained in the recent TH works. The origin of the discrepancy between the direct estimate of the B-11(p,alpha(0))Be-8 S(E)-factor at zero energy and that from a previous THM investigation is quantitatively corroborated. The results obtained here support, within the experimental uncertainties, the low-energy S(E)-factor extrapolation and the value of the electron screening potential deduced from direct measurements.

Effect of sequence of insemination after simultaneous thawing of multiple semen straws on conception rate to timed AI in suckled multiparous Nelore cows

The objective was to determine the effect of sequence of insemination after simultaneous thawing of multiple 0.5 mL semen straws on conception rate in suckled multiparous Nelore cows. The effect of this thawing procedure on in vitro sperm characteristics was also evaluated. All cows (N = 944) received the same timed AI protocol. Ten straws (0.5 mL) of frozen semen from the same batch were simultaneously thawed at 36 degrees C, for a minimum of 30 sec. One straw per cow was used for timed AI. Frozen semen from three Angus bulls was used. Timed AI records included sequence of insemination (first to tenth) and time of semen removal from thawing bath. For laboratory analyses, the same semen batches used in the field experiment were evaluated. Ten frozen straws from the same batch were thawed simultaneously in a thawing unit identical to that used in the field experiment. The following sperm characteristics were analyzed: sperm motility parameters, sperm thermal resistance, plasma and acrosomal membrane integrity, lipid peroxidation, chromatin structure, and sperm morphometry. Based on logistic regression, there were no significant effects of breeding group, body condition score, AI technician, and sire on conception rate, but there was an interaction between sire and straw group (P = 0.002). Semen from only one bull had decreased (P < 0.05) field fertility for the group of straws associated with the longest interval from thawing to AI. However, the results of the laboratory experiment were unable to explain the findings of the field experiment. Sperm width:length ratio of morphometric analysis was the single sperm characteristic with a significant interaction between sire and straw group (P = 0.02). It was concluded that sequence of insemination after simultaneous thawing of 10 semen straws can differently affect conception rates at timed AI, depending on the sire used. Nevertheless, the effects of this thawing environment on in vitro sperm characteristics, remain to be further investigated. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

137Cs Inventory in sedimentary columns from continental shelf of São Paulo State

137Cs is an artificial radioactive isotope produced by 235U fission. This radionuclide has a high fission yield and a half-life of 30 years. It has been detected in the environment since 1945 and its principal contamination source has been nuclear tests in the atmosphere. There are other sources of 137Cs contamination in the environment, such as: release from nuclear and reprocessing plants, radioactive dumping and nuclear accidents (Chernobyl, for example). This paper presents an inventory of 137Cs on the Continental Shelf of São Paulo State, a region located between Cabo de Santa Marta Grande (Santa Catarina state) and Cabo Frio (Rio de Janeiro state). In this area, 9 cores were collected by the Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo (São Paulo University Institute of Oceanography). The cores were sliced at every 2 cm; sub-samples were lyophilized, grinded and stored in plastic containers. 137Cs was determined by 661 keV photopeak using a gamma spectrometry detector (Ge hyperpure). The analysis was performed by efficiency and background in different counting times. 137Cs concentration activities varied from 0.3 to 3.6 Bq kg-1 with a mean value of 1.2±0.6 Bq kg-1. The inventory of 137Cs in this area was 13±7 Bq m-2. Values obtained are in agreement with the Southern Hemisphere, a region contaminated by atmospheric fallout due to past nuclear explosions.

Biogeographische Beziehungen zwischen den Alpen, dem Kaukasus und den asiatischen Hochgebirgen

Hintergrund: Biogeographische Verbindungen der Alpen nach Asien wurden schon im 19. Jahrhundert durch floristische Vergleiche entdeckt. Ziele: In den vorliegenden drei Artikeln wird untersucht, ob diese Verbindung entlang einer nördlichen, arktisch-borealen Route oder entlang einer südlichen Route über dazwischen liegende Gebirge wie den Kaukasus bestand. Methoden: Molekulare Phylogenien von Epimedium (Berberidaceae) und der Tribus der Hyoscyameae (Solanaceae), deren Vertreter disjunkt in den Alpen, dem Kaukasus und in asiatischen Gebirgen vorkommen, wurden mit nukleären und plastidären Markern erstellt und bio¬geographisch ausgewertet. Zur Datierung der Diversifizierungsereignisse und Arealbil¬dung diente eine molekulare Uhr. Ein aktueller floristischer Vergleich von Gattungen, die in den Alpen, den asiatischen Gebirgen und in Gebieten entlang der potentiellen Routen vor¬kom¬men, wurde unternommen und ausgewertet. Daran anschließend wurde nach molekular-phylogenetischer Literatur für interessante Gruppen aus diesem Ver¬gleich recherchiert, um diese biogeogra¬phisch bezüglich der Fragestellung zu interpretieren. Ergebnisse: Von 429 Gattungen, die in den Alpen und im Himalaya vorkommen, wachsen 218 entlang der nördlichen und der südlichen Route. 203 kommen nur entlang der süd¬lichen und drei nur entlang der nördlichen Route vor. Fünf kommen nur in den Alpen und im Himalaya vor. Epimedium, Scopolia/Physochlaina aus den Hyoscyameae und Primula sect. Auricula sind Beispiele für eine nördliche biogeographische Verbindung zwischen den Alpen und Asien. Diese bestand zumindest in den ersten beiden Fällen wahrscheinlich aus einem durchgängigen Laubwaldgürtel, der durch das abkühlende und trockener werdende Klima im Pliozän und Pleistozän fragmentiert wurde und heute nicht mehr besteht. Es handelt sich also um ein Vikarianzmuster und weniger um eine Migrationsroute. Die größere Diver¬sität dieser Guppen, die in Asien beobachtet werden kann ist sekundär entstanden. Atropa aus den Hyoscyameae, Brachypodium, die Subtribus Loliinae aus den Poaceae, Bupleurum und Doronicum sind Beispiele für eine südliche Verbindung. Hier liegen die Diversitätszentren im Mediterraneum und die Vorkommen im Osten sind abgeleitet. Schlussfolgerungen: Die Datengrundlage aus der Literaturrecherche ist nicht sehr breit und die meisten Phylogenien waren für die Fragestellung nicht aussagekräftig. Die histori¬schen Erkenntnisse und die Ideen über den Zusammenhang der Alpenflora mit der asiatischer Gebirge werden grundsätzlich bestärkt. Die Flora der Alpen enthält ein Element das über eine nördliche Verbindung noch lange mit asiatischen Gebirgen in Kontakt stand und ein südliches Element, das aus dem Mittelmeer¬raum bzw. aus SW Asien stammt. Die Beispiele für eine nördliche Verbindung sprechen allerdings nicht für eine Migration von Asien nach Europa sondern zeigen ein Vikarianzmuster auf.

Untersuchungen zur Strahldynamik am Harmonischen Doppelseitigen Mikrotron von MAMI-C

Das Institut für Kernphysik der Universität Mainz betreibt seit 1990 eine weltweit einzigartige Beschleunigeranlage für kern- und teilchenphysikalische Experimente – das Mainzer Mikrotron (MAMI-B). Diese Beschleunigerkaskade besteht aus drei Rennbahn-Mikrotrons (RTMs) mit Hochfrequenzlinearbeschleunigern bei 2.45 GHz, mit denen ein quasi kontinuierlicher Elektronenstrahl von bis zu 100 μA auf 855MeV beschleunigt werden kann.rnrnIm Jahr 1999 wurde die Umsetzung der letzten Ausbaustufe – ein Harmonisches Doppelseitiges Mikrotron (HDSM, MAMI-C) – mit einer Endenergie von 1.5 GeV begonnen. Die Planung erforderte einige mutige Schritte, z.B. Umlenkmagnete mit Feldgradient und ihren daraus resultierenden strahloptischen Eigenschaften, die einen großen Einfluss auf die Longitudinaldynamik des Beschleunigers haben. Dies erforderte die Einführung der „harmonischen“ Betriebsweise mit zwei Frequenzen der zwei Linearbeschleuniger.rnrnViele Maschinenparameter (wie z.B. HF-Amplituden oder -Phasen) wirken direkt auf den Beschleunigungsprozess ein, ihre physikalischen Größen sind indes nicht immer auf einfache Weise messtechnisch zugänglich. Bei einem RTM mit einer verhältnismäßig einfachen und wohldefinierten Strahldynamik ist das im Routinebetrieb unproblematisch, beim HDSM hingegen ist schon allein wegen der größeren Zahl an Parametern die Kenntnis der physikalischen Größen von deutlich größerer Bedeutung. Es gelang im Rahmen dieser Arbeit, geeignete Methoden der Strahldiagnose zu entwickeln, mit denen diese Maschinenparameter überprüft und mit den Planungsvorgaben verglichen werden können.rnrnDa die Anpassung des Maschinenmodells an eine einzelne Phasenmessung aufgrund der unvermeidlichen Messfehler nicht immer eindeutige Ergebnisse liefert, wird eine Form der Tomographie verwendet. Der longitudinale Phasenraum wird dann in Form einer Akzeptanzmessung untersucht. Anschließend kann ein erweitertes Modell an die gewonnene Datenvielfalt angepasst werden, wodurch eine größere Signifikanz der Modellparameter erreicht wird.rnrnDie Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigen, dass sich der Beschleuniger als Gesamtsystem im Wesentlichen wie vorhergesagt verhält und eine große Zahl unterschiedlicher Konfigurationen zum Strahlbetrieb möglich sind – im Routinebetrieb wird dies jedoch vermieden und eine bewährte Konfiguration für die meisten Situationen eingesetzt. Das führt zu einer guten Reproduzierbarkeit z.B. der Endenergie oder des Spinpolarisationswinkels an den Experimentierplätzen.rnrnDie Erkenntnisse aus diesen Untersuchungen wurden teilweise automatisiert, so dass nun den Operateuren zusätzliche und hilfreiche Diagnose zur Verfügung steht, mit denen der Maschinenbetrieb noch zuverlässiger durchgeführt werden kann.

Evolution von Miniaturisierung in arktisch-alpinen Lebensräumen in Petasites Mill., Endocellion Turcz. ex Herder, Homogyne Cass. und Tussilago L. (Asteraceae) sowie Soldanella L. (Primulaceae)

Hintergrund: Miniaturisierung ist ein häufig beobachtetes Phänomen bei Pflanzen in arktisch-alpinen Lebensräumen und wird als Anpassung an niedrige Jahresmitteltemperaturen und eine kurze Vegetationsperiode interpretiert. Ziele: In der vorliegenden Arbeit wird im Petasites-Clade (Petasites Mill., Endocellion Turcz. ex Herder, Homogyne Cass., Tussilago L.; Asteraceae) und in Soldanella (Primulaceae) die Evolution der Miniaturisierung arktisch-alpiner Arten untersucht. Zudem wird innerhalb von Homogyne untersucht, ob unterschiedliche edaphische Präferenz von H. alpina (variabel) und H. discolor (kalkliebend) genetisch fixiert ist. rnMethoden: Molekulare Phylogenien des Petasites-Clades und von Soldanella wurden mit nukleären und plastidären Markern erstellt, und mit den in den Alpen vorkommenden Soldanella-Arten wurde zudem eine Fingerprint-Studie (AFLPs) gemacht. Zur Datierung der Diversifizierungsereignisse im Petasites-Clade diente eine molekulare Uhr, und die Evolution von Miniaturisierung wurde rekonstruiert. Mit H. alpina und H. discolor wurde ein vergleichendes Kulturexperiment durchgeführt.rnErgebnisse: Miniaturisierung entstand mehrere Male unabhängig voneinander in den arktisch-alpinen Vertretern des Petasites-Clade, aber nicht alle arktisch-alpinen Arten sind klein. Das Alter der arktisch-alpinen Arten deutet darauf hin, dass diese Taxa ihren Ursprung in der arkto-tertiären Flora haben. In Soldanella sind reduzierte Blütenmorphologie sowie Kleinwüchsigkeit der beiden alpinen Arten zweimal parallel entstanden. Homogyne alpina und H. discolor zeigen keine edaphischen Unterschiede hinsichtlich des Keimverhaltens, aber in Kultur zeigt sich, dass die Präferenz von H. discolor für Kalk wahrscheinlich genetisch fixiert ist.rnSchlussfolgerungen: Miniaturisierung von Pflanzen in größerer Höhe und höherer geographischer Breite kann in der Regel beobachtet werden. Allerdings kann die Evolution arktisch-alpiner Arten auch durch Faktoren wie Nährstoffverfügbarkeit, Konkurrenz und Störung beeinflusst werden, die dem Effekt der Temperatur entgegenwirken, so dass nicht alle Pflanzen in arktisch-alpinen Habitaten klein sind. Blütenmorphologische Reduktion in Soldanella kann als Anpassung an einen höheren Grad an Selbstbestäubung interpretiert werden, um eine geringere Bestäuberaktivität im alpinen Lebensraum zu kompensieren.

Fast frontend electronics for high rate particle detectors

Future experiments in nuclear and particle physics are moving towards the high luminosity regime in order to access rare processes. In this framework, particle detectors require high rate capability together with excellent timing resolution for precise event reconstruction. In order to achieve this, the development of dedicated FrontEnd Electronics (FEE) for detectors has become increasingly challenging and expensive. Thus, a current trend in R&D is towards flexible FEE that can be easily adapted to a great variety of detectors, without impairing the required high performance. This thesis reports on a novel FEE for two different detector types: imaging Cherenkov counters and plastic scintillator arrays. The former requires high sensitivity and precision for detection of single photon signals, while the latter is characterized by slower and larger signals typical of scintillation processes. The FEE design was developed using high-bandwidth preamplifiers and fast discriminators which provide Time-over-Threshold (ToT). The use of discriminators allowed for low power consumption, minimal dead-times and self-triggering capabilities, all fundamental aspects for high rate applications. The output signals of the FEE are readout by a high precision TDC system based on FPGA. The performed full characterization of the analogue signals under realistic conditions proved that the ToT information can be used in a novel way for charge measurements or walk corrections, thus improving the obtainable timing resolution. Detailed laboratory investigations proved the feasibility of the ToT method. The full readout chain was investigated in test experiments at the Mainz Microtron: high counting rates per channel of several MHz were achieved, and a timing resolution of better than 100 ps after walk correction based on ToT was obtained. Ongoing applications to fast Time-of-Flight counters and future developments of FEE have been also recently investigated.

Genome-wide investigation reveals high evolutionary rates in annual model plants

Background: ;Rates of molecular evolution vary widely among species. While significant deviations from molecular clock have been found in many taxa, effects of life histories on molecular evolution are not fully understood. In plants, annual/perennial life history traits have long been suspected to influence the evolutionary rates at the molecular level. To date, however, the number of genes investigated on this subject is limited and the conclusions are mixed. To evaluate the possible heterogeneity in evolutionary rates between annual and perennial plants at the genomic level, we investigated 85 nuclear housekeeping genes, 10 non-housekeeping families, and 34 chloroplast;genes using the genomic data from model plants including Arabidopsis thaliana and Medicago truncatula for annuals and grape (Vitis vinifera) and popular (Populus trichocarpa) for perennials.;Results: ;According to the cross-comparisons among the four species, 74-82% of the nuclear genes and 71-97% of the chloroplast genes suggested higher rates of molecular evolution in the two annuals than those in the two perennials. The significant heterogeneity in evolutionary rate between annuals and perennials was consistently found both in nonsynonymous sites and synonymous sites. While a linear correlation of evolutionary rates in orthologous genes between species was observed in nonsynonymous sites, the correlation was weak or invisible in synonymous sites. This tendency was clearer in nuclear genes than in chloroplast genes, in which the overall;evolutionary rate was small. The slope of the regression line was consistently lower than unity, further confirming the higher evolutionary rate in annuals at the genomic level.;Conclusions: ;The higher evolutionary rate in annuals than in perennials appears to be a universal phenomenon both in nuclear and chloroplast genomes in the four dicot model plants we investigated. Therefore, such heterogeneity in evolutionary rate should result from factors that have genome-wide influence, most likely those associated with annual/perennial life history. Although we acknowledge current limitations of this kind of study, mainly due to a small sample size available and a distant taxonomic relationship of the model organisms, our results indicate that the genome-wide survey is a promising approach toward further understanding of the;mechanism determining the molecular evolutionary rate at the genomic level.

qPCR-based mitochondrial DNA quantification: Influence of template DNA fragmentation on accuracy

Real-time PCR (qPCR) is the method of choice for quantification of mitochondrial DNA (mtDNA) by relative comparison of a nuclear to a mitochondrial locus. Quantitative abnormal mtDNA content is indicative of mitochondrial disorders and mostly confines in a tissue-specific manner. Thus handling of degradation-prone bioptic material is inevitable. We established a serial qPCR assay based on increasing amplicon size to measure degradation status of any DNA sample. Using this approach we can exclude erroneous mtDNA quantification due to degraded samples (e.g. long post-exicision time, autolytic processus, freeze-thaw cycles) and ensure abnormal DNA content measurements (e.g. depletion) in non-degraded patient material. By preparation of degraded DNA under controlled conditions using sonification and DNaseI digestion we show that erroneous quantification is due to the different preservation qualities of the nuclear and the mitochondrial genome. This disparate degradation of the two genomes results in over- or underestimation of mtDNA copy number in degraded samples. Moreover, as analysis of defined archival tissue would allow to precise the molecular pathomechanism of mitochondrial disorders presenting with abnormal mtDNA content, we compared fresh frozen (FF) with formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) skeletal muscle tissue of the same sample. By extrapolation of measured decay constants for nuclear DNA (λnDNA) and mtDNA (λmtDNA) we present an approach to possibly correct measurements in degraded samples in the future. To our knowledge this is the first time different degradation impact of the two genomes is demonstrated and which evaluates systematically the impact of DNA degradation on quantification of mtDNA copy number.

Assessment of use of microsatellite polymorphism analysis for improving spatial distribution tracking of echinococcus multilocularis

Alveolar echinococcosis (AE)--caused by the cestode Echinococcus multilocularis--is a severe zoonotic disease found in temperate and arctic regions of the northern hemisphere. Even though the transmission patterns observed in different geographical areas are heterogeneous, the nuclear and mitochondrial targets usually used for the genotyping of E. multilocularis have shown only a marked genetic homogeneity in this species. We used microsatellite sequences, because of their high typing resolution, to explore the genetic diversity of E. multilocularis. Four microsatellite targets (EmsJ, EmsK, and EmsB, which were designed in our laboratory, and NAK1, selected from the literature) were tested on a panel of 76 E. multilocularis samples (larval and adult stages) obtained from Alaska, Canada, Europe, and Asia. Genetic diversity for each target was assessed by size polymorphism analysis. With the EmsJ and EmsK targets, two alleles were found for each locus, yielding two and three genotypes, respectively, discriminating European isolates from the other groups. With NAK1, five alleles were found, yielding seven genotypes, including those specific to Tibetan and Alaskan isolates. The EmsB target, a tandem repeated multilocus microsatellite, found 17 alleles showing a complex pattern. Hierarchical clustering analyses were performed with the EmsB findings, and 29 genotypes were identified. Due to its higher genetic polymorphism, EmsB exhibited a higher discriminatory power than the other targets. The complex EmsB pattern was able to discriminate isolates on a regional and sectoral level, while avoiding overdistinction. EmsB will be used to assess the putative emergence of E. multilocularis in Europe.