A semi-grand canonical Monte Carlo simulation model for ion binding to ionizable surfaces: proton binding of carboxylated latex particles as a case study

In this paper, we present a computer simulation study of the ion binding process at an ionizable surface using a semi-grand canonical Monte Carlo method that models the surface as a discrete distribution of charged and neutral functional groups in equilibrium with explicit ions modelled in the context of the primitive model. The parameters of the simulation model were tuned and checked by comparison with experimental titrations of carboxylated latex particles in the presence of different ionic strengths of monovalent ions. The titration of these particles was analysed by calculating the degree of dissociation of the latex functional groups vs. pH curves at different background salt concentrations. As the charge of the titrated surface changes during the simulation, a procedure to keep the electroneutrality of the system is required. Here, two approaches are used with the choice depending on the ion selected to maintain electroneutrality: counterion or coion procedures. We compare and discuss the difference between the procedures. The simulations also provided a microscopic description of the electrostatic double layer (EDL) structure as a function of p H and ionic strength. The results allow us to quantify the effect of the size of the background salt ions and of the surface functional groups on the degree of dissociation. The non-homogeneous structure of the EDL was revealed by plotting the counterion density profiles around charged and neutral surface functional groups.

Virosome-Formulated Plasmodium falciparum AMA-1 & CSP Derived Peptides as Malaria Vaccine: Randomized Phase 1b Trial in Semi-Immune Adults & Children.

Background: This trial was conducted to evaluate the safety and immunogenicity of two virosome formulated malaria peptidomimetics derived from Plasmodium falciparum AMA-1 and CSP in malaria semi-immune adults and children.Methods: The design was a prospective randomized, double-blind, controlled, age-deescalating study with two immunizations. 10 adults and 40 children (aged 5-9 years) living in a malaria endemic area were immunized with PEV3B or virosomal influenza vaccine Inflexal (R) V on day 0 and 90.Results: No serious or severe adverse events (AEs) related to the vaccines were observed. The only local solicited AE reported was pain at injection site, which affected more children in the Inflexal (R) V group compared to the PEV3B group (p = 0.014). In the PEV3B group, IgG ELISA endpoint titers specific for the AMA-1 and CSP peptide antigens were significantly higher for most time points compared to the Inflexal (R) V control group. Across all time points after first immunization the average ratio of endpoint titers to baseline values in PEV3B subjects ranged from 4 to 15 in adults and from 4 to 66 in children. As an exploratory outcome, we found that the incidence rate of clinical malaria episodes in children vaccinees was half the rate of the control children between study days 30 and 365 (0.0035 episodes per day at risk for PEV3B vs. 0.0069 for Inflexal (R) V; RR = 0.50 [95%-CI: 0.29-0.88], p = 0.02).Conclusion: These findings provide a strong basis for the further development of multivalent virosomal malaria peptide vaccines.

Toxicidade de antibióticos no cultivo in vitro da batata em meios semi-sólido e líquido

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos fitotóxicos de antibióticos no crescimento e na taxa de multiplicação in vitro da batata. Brotações da cultivar Baronesa foram cultivadas em meio de multiplicação de consistência semi-sólida e líquida. O meio de multiplicação foi formado pelos sais e vitaminas de MS ao qual adicionou-se um dos seguintes antibióticos: ampicilina, cloranfenicol, estreptomicina e tetraciclina, previamente selecionados em razão da ação bactericida sobre contaminantes da cultura, nas concentrações de 0, 32, 64, 128, 256, 512 e 1.024 mg L-1. Por 21 dias os materiais foram mantidos em sala de crescimento a 25±2°C, 16 horas de luz e fluxo de radiação de 35 µmol m-2 s-1. Nos tratamentos em que se utilizou meio de cultura líquido, os frascos foram mantidos sob constante agitação em mesa agitadora do tipo orbital. A ampicilina foi o único antibiótico que não afetou a sobrevivência e o desenvolvimento dos explantes de batata em meio de multiplicação, podendo ser indicada para trabalhos de descontaminação in vitro dessa espécie. O aumento das concentrações de cloranfenicol, estreptomicina e tetraciclina no meio de cultura apresentou efeitos fitotóxicos severos sobre o crescimento e taxa de multiplicação do material vegetal.

Atividade microbiana em solo do semi-árido sob cultivo de Atriplex nummularia

Métodos para avaliar a atividade microbiana no solo são fundamentais no monitoramento ambiental de áreas degradadas. O objetivo deste trabalho foi investigar a atividade microbiana de solo do semi-árido cultivado com Atriplex nummularia Lindl. em áreas que receberam rejeito salino durante um e três anos, em comparação com um solo nativo, sem cultivo e não irrigada. O solo cultivado por três anos e que recebeu rejeito salino apresentou, no período seco, valores de pH, CE e atividade de hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA) superiores aos das demais áreas. No entanto, foi observada correlação negativa entre o carbono microbiano e os valores do quociente metabólico (qCO2). A biomassa microbiana e a fosfatase alcalina também foram superiores no solo cultivado por três anos e que recebeu rejeito salino em relação ao solo nativo sem irrigação, confirmando o desempenho de plantas halófitas na melhoria da qualidade do solo sob condições de estresse salino. O cultivo de A. nummularia constitui uma das alternativas para utilização de rejeito salino proveniente da dessalinização por osmose reversa.

Características de crescimento de cordeiros F1 para abate no semi-árido do Nordeste do Brasil

O objetivo deste trabalho foi determinar a influência do reprodutor nas características de crescimento de 303 cordeiros para abate, dos grupos genéticos ½ sangue Somalis Brasileira x Sem Raça Definida (SRD) e ½ sangue Santa Inês x SRD. Os animais foram pesados a intervalos de 14 dias, até o desmame na época seca, e até 140 dias de idade na época chuvosa. O grupo genético e o ano de nascimento não influenciaram (P>0,05) nenhuma das características avaliadas. O mês de nascimento influenciou (P<0,05) os pesos ao nascer, aos 56 dias de idade e ao desmame, e o ganho em peso até o desmame. Fevereiro foi o melhor mês para nascimento de cordeiros. Animais de nascimentos simples pesaram mais e ganharam mais peso (P<0,05) que os de nascimentos múltiplos, em todas as idades e intervalos de ganhos estudados, exceto no período compreendido entre o desmame e a idade de 140 dias. Os machos pesaram mais e ganharam mais peso que as fêmeas, tanto no período de cria como no pós-desmame. Os dois grupos genéticos avaliados são semelhantes quanto ao peso corporal e ao ganho em peso, tanto no período pré-desmame como no pós-desmame.

Full activation of the T cell receptor requires both clustering and conformational changes at CD3.

T cell receptor (TCR-CD3) triggering involves both receptor clustering and conformational changes at the cytoplasmic tails of the CD3 subunits. The mechanism by which TCRalphabeta ligand binding confers conformational changes to CD3 is unknown. By using well-defined ligands, we showed that induction of the conformational change requires both multivalent engagement and the mobility restriction of the TCR-CD3 imposed by the plasma membrane. The conformational change is elicited by cooperative rearrangements of two TCR-CD3 complexes and does not require accompanying changes in the structure of the TCRalphabeta ectodomains. This conformational change at CD3 reverts upon ligand dissociation and is required for T cell activation. Thus, our permissive geometry model provides a molecular mechanism that rationalizes how the information of ligand binding to TCRalphabeta is transmitted to the CD3 subunits and to the intracellular signaling machinery.

Produção e sobrevivência de miniestacas e minicepas de erva-mate cultivadas em sistema semi-hidropônico

O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade técnica do sistema semi-hidropônico para condução de minicepas de erva-mate e a resposta destas a soluções nutritivas de diferentes diluições nas sucessivas coletas, bem como, a sobrevivência das miniestacas produzidas neste sistema, após enraizamento. Depois de onze coletas, obteve-se 95,6% de sobrevivência das minicepas e média de 291 miniestacas m-2 de minijardim. As mudas obtidas por miniestaquia apresentaram média de 85,6% de sobrevivência, sem variação significativa entre as soluções testadas e número da coleta. O sistema adotado é tecnicamente viável, e recomenda-se a utilização de solução nutritiva menos concentrada.

Controle biológico de nematóides gastrintestinais de caprinos em clima semi-árido pelo fungo Monacrosporium thaumasium

O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade do fungo nematófago Monacrosporium thaumasium, no controle de larvas infectantes de nematóides gastrintestinais de caprinos em campo, no Semi-Árido cearense. Uma área de 20 ha, com pasto recém-formado, livre de vermes, foi dividida em quatro piquetes de 5 ha. Em cada piquete, foi formado um grupo constituído por nove caprinos, onde cada animal recebeu os seguintes tratamentos, durante os meses de abril a junho de 2002: grupo 1, 10 g de péletes por via oral, semanalmente; grupo 2, 10 g de péletes por via oral, quinzenalmente; grupo 3, 0,5 mL de moxidectin por 25 kg de peso vivo; grupo 4, controle, não tratado. Mensalmente, dois caprinos traçadores foram colocados junto ao rebanho por 30 dias, e após esse período, foram sacrificados e necropsiados. O grupo de animais que recebeu o tratamento com o fungo uma vez por semana apresentou redução no número de ovos por grama de fezes, menor carga parasitária e maior ganho de peso, em relação aos animais dos demais grupos. O fungo M. thaumasium é eficiente no controle de larvas infectantes nas pastagens e pode ser utilizado no controle e profilaxia de nematóides gastrintestinais de caprinos, no Semi-Árido cearense.

Adaptabilidade e estabilidade produtiva de genótipos de feijão-caupi de porte semi-ereto na Região Nordeste do Brasil

O objetivo deste trabalho foi avaliar a adaptabilidade e a estabilidade da produtividade de grãos de 20 genótipos de feijão-caupi de porte semi-ereto, utilizando o modelo de efeitos aditivos principais e interação multiplicativa. Os ensaios foram conduzidos em 16 ambientes da Região Nordeste do Brasil. Os efeitos de genótipos, ambientes e da interação genótipo x ambiente, e os três primeiros eixos da análise de componentes principais (ACP) foram significativos. Os dois primeiros eixos da ACP explicaram juntos 55,11% da soma de quadrados da interação, correspondendo a 83,20% do padrão da interação genótipo x ambiente. As linhagens TE-97-321G-4, EVX-92-49E e EVX-63-10E apresentaram alta adaptabilidade, mas somente a última foi altamente previsível. A cultivar BRS Guariba e as linhagens EVX-92-49E e TE97-321G-4 expressam melhor potencial genético em ambientes de alta produtividade.

Multicentric carpotarsal osteolysis is caused by mutations clustering in the amino-terminal transcriptional activation domain of MAFB.

Multicentric carpotarsal osteolysis (MCTO) is a rare skeletal dysplasia characterized by aggressive osteolysis, particularly affecting the carpal and tarsal bones, and is frequently associated with progressive renal failure. Using exome capture and next-generation sequencing in five unrelated simplex cases of MCTO, we identified previously unreported missense mutations clustering within a 51 base pair region of the single exon of MAFB, validated by Sanger sequencing. A further six unrelated simplex cases with MCTO were also heterozygous for previously unreported mutations within this same region, as were affected members of two families with autosomal-dominant MCTO. MAFB encodes a transcription factor that negatively regulates RANKL-induced osteoclastogenesis and is essential for normal renal development. Identification of this gene paves the way for development of novel therapeutic approaches for this crippling disease and provides insight into normal bone and kidney development.

Divergência fenotípica entre acessos de uvas de mesa no Semi-Árido brasileiro

O objetivo deste trabalho foi avaliar a divergência fenotípica em uvas da Coleção da Embrapa Semi-Árido, com base em oito variáveis morfoagronômicas avaliadas nos anos 2005 e 2006. Nas uvas com sementes, a análise por componentes principais identificou oito grupos contrastantes. As variáveis mais relevantes, quanto à divergência genética, foram peso e comprimento de bagas. Em uvas sem sementes, formou-se apenas um grupo, e as variáveis mais relevantes foram peso de bagas e produção. A distância euclidiana média padronizada no grupo com sementes mostrou que 41% dos acessos apresentaram estimativas acima da média geral. No grupo sem sementes, o percentual foi de 47%. Foi observada concordância de resultados com os componentes principais. Pelo UPGMA, formaram-se três grandes grupos das uvas com sementes: o primeiro, com 14 acessos; o segundo, com seis acessos e similaridade de 56%; e o terceiro, com 19 acessos e similaridade de 73%. Das uvas sem sementes, formaram-se três grupos: um, com 11 acessos e similaridade de 59%; outro, com sete acessos e similaridade de 58%; e o terceiro com apenas um acesso. Sugere-se que os acessos com maior divergência quanto aos caracteres estudados sejam utilizados para a obtenção de híbridos de videira.

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.

Clustering of HCV coinfections on HIV phylogeny indicates domestic and sexual transmission of HCV.

BACKGROUND: HCV coinfection remains a major cause of morbidity and mortality among HIV-infected individuals and its incidence has increased dramatically in HIV-infected men who have sex with men(MSM). METHODS: Hepatitis C virus (HCV) coinfection in the Swiss HIV Cohort Study(SHCS) was studied by combining clinical data with HIV-1 pol-sequences from the SHCS Drug Resistance Database(DRDB). We inferred maximum-likelihood phylogenetic trees, determined Swiss HIV-transmission pairs as monophyletic patient pairs, and then considered the distribution of HCV on those pairs. RESULTS: Among the 9748 patients in the SHCS-DRDB with known HCV status, 2768(28%) were HCV-positive. Focusing on subtype B(7644 patients), we identified 1555 potential HIV-1 transmission pairs. There, we found that, even after controlling for transmission group, calendar year, age and sex, the odds for an HCV coinfection were increased by an odds ratio (OR) of 3.2 [95% confidence interval (CI) 2.2, 4.7) if a patient clustered with another HCV-positive case. This strong association persisted if transmission groups of intravenous drug users (IDUs), MSMs and heterosexuals (HETs) were considered separately(in all cases OR>2). Finally we found that HCV incidence was increased by a hazard ratio of 2.1 (1.1, 3.8) for individuals paired with an HCV-positive partner. CONCLUSIONS: Patients whose HIV virus is closely related to the HIV virus of HIV/HCV-coinfected patients have a higher risk for carrying or acquiring HCV themselves. This indicates the occurrence of domestic and sexual HCV transmission and allows the identification of patients with a high HCV-infection risk.

Spatial Scale of Clustering of Motor Vehicle Crash Types and Appropriate Countermeasures, 2009

This project analyzes the characteristics and spatial distributions of motor vehicle crash types in order to evaluate the degree and scale of their spatial clustering. Crashes occur as the result of a variety of vehicle, roadway, and human factors and thus vary in their clustering behavior. Clustering can occur at a variety of scales, from the intersection level, to the corridor level, to the area level. Conversely, other crash types are less linked to geographic factors and are more spatially “random.” The degree and scale of clustering have implications for the use of strategies to promote transportation safety. In this project, Iowa's crash database, geographic information systems, and recent advances in spatial statistics methodologies and software tools were used to analyze the degree and spatial scale of clustering for several crash types within the counties of the Iowa Northland Regional Council of Governments. A statistical measure called the K function was used to analyze the clustering behavior of crashes. Several methodological issues, related to the application of this spatial statistical technique in the context of motor vehicle crashes on a road network, were identified and addressed. These methods facilitated the identification of crash clusters at appropriate scales of analysis for each crash type. This clustering information is useful for improving transportation safety through focused countermeasures directly linked to crash causes and the spatial extent of identified problem locations, as well as through the identification of less location-based crash types better suited to non-spatial countermeasures. The results of the K function analysis point to the usefulness of the procedure in identifying the degree and scale at which crashes cluster, or do not cluster, relative to each other. Moreover, for many individual crash types, different patterns and processes and potentially different countermeasures appeared at different scales of analysis. This finding highlights the importance of scale considerations in problem identification and countermeasure formulation.

Deciphering the global organization of clustering in real complex networks

We uncover the global organization of clustering in real complex networks. To this end, we ask whether triangles in real networks organize as in maximally random graphs with given degree and clustering distributions, or as in maximally ordered graph models where triangles are forced into modules. The answer comes by way of exploring m-core landscapes, where the m-core is defined, akin to the k-core, as the maximal subgraph with edges participating in at least m triangles. This property defines a set of nested subgraphs that, contrarily to k-cores, is able to distinguish between hierarchical and modular architectures. We find that the clustering organization in real networks is neither completely random nor ordered although, surprisingly, it is more random than modular. This supports the idea that the structure of real networks may in fact be the outcome of self-organized processes based on local optimization rules, in contrast to global optimization principles.