Genetic engineering of carbohydrate biosynthetic pathways in transgenic mice demonstrates cell cycle-associated regulation of glycoconjugate production in small intestinal epithelial cells.

Proliferation, migration-associated differentiation, and cell death occur continuously and in a spatially well-organized fashion along the crypt-villus axis of the mouse small intestine, making it an attractive system for studying how these processes are regulated and interrelated. A pathway for producing glycoconjugates was engineered in adult FVB/N transgenic mice by expressing a human alpha 1,3/4-fucosyltransferase (alpha 1,3/4-FT; EC 2.4.1.65) along the length of this crypt-villus axis. The alpha 1,3/4-FT can use lacto-N-tetraose or lacto-neo-N-tetraose core chains to generate Lewis (Le) blood group antigens Le(a) or Le(x), respectively, and H type 1 or H type 2 core chains to produce Leb and Le(y). Single- and multilabel immunohistochemical studies revealed that expression of the alpha 1,3/4-FT results in production of Le(a) and Leb antigens in both undifferentiated proliferated crypt cells and in differentiated postmitotic villus-associated epithelial cells. In contrast, Le(x) antigens were restricted to crypt cells. Villus enterocytes can be induced to reenter the cell cycle by expression of simian virus 40 tumor antigen under the control of a promoter that only functions in differentiated members of this lineage. Bitransgenic animals, generated from a cross of FVB/N alpha 1,3/4-FT with FVB/N simian virus 40 tumor antigen mice, expand the range of Le(x) expression to include villus-associated enterocytes that have reentered the cell cycle. Thus, the fucosylations unveil a proliferation-dependent switch in oligosaccharide production, as defined by a monoclonal antibody specific for the Le(x) epitope. These findings show that genetic engineering of oligosaccharide biosynthetic pathways can be used to define markers for entry into, or progression through, the cell cycle and to identify changes in endogenous carbohydrate metabolism that occur when proliferative status is altered in a manner that is not deleterious to the system under study.

Particle engineering for the production of respirable dry powder formulations

Hyaluronan (HA) plays an important role in lung pathophysiology. For this reason it has attracted great attention both as active ingredient and as excipient in treating lung diseases by direct pulmonary HA administration. The aim was the production of highly respirable and flowable HA powders either as a potential carrier for drug delivery or for being delivered directly by inhalation. Engineered sodium hyaluronate powders were produced by spray-drying technique. All the spray-dried powders were characterised in terms of particle size distribution, drug content, morphology and in vitro respirability. HA was successfully formulated with salbutamol sulphate in combination with leucine and highlighted remarkable aerodynamic performance (emitted dose equal to 83 % and FPF % equal to 97.1%). Moreover, HA colloidal solutions were designed and they were spray-dried. In order to improve particle aerodynamic characteristics, different types of excipients were investigated. In particular, stearylamine (5% w/w) allowed to obtain the best performance throughout the experimental set. Finally, in vitro biocompatibility was carried out by MTT assay and High Content Analysis for selected dry powder formulations and starting materials. The assays demonstrated the same outcome by confirming the HA biocompatibility and by producing the same rank of toxicity for the surfactants. The general conclusion of the project is that formulation containing HA and stearyl alcohol represents the best performing formulation.

Production engineering of automotive triaxial crash recorder, Model 35500. Final report.

National Highway Traffic Safety Administration, Washington, D.C.

Final report on the third census of production of the United Kingdom (1924) The iron and steel trades, the engineering trades, and the non-ferrous metals trades.

Mode of access: Internet.

Machinery and production engineering.

Latest issue consulted: Vol. 160, no. 4059 (20 Sept. 2002).

Improving photofermentative hydrogen production through metabolic engineering and DOE (Design of Experiments)

A l’heure actuelle, les biocarburants renouvelables et qui ne nuit pas à l'environnement sont à l'étude intensive en raison de l'augmentation des problèmes de santé et de la diminution des combustibles fossiles. H2 est l'un des candidats les plus prometteurs en raison de ses caractéristiques uniques, telles que la densité d'énergie élevée et la génération faible ou inexistante de polluants. Une façon attrayante pour produire la H2 est par les bactéries photosynthétiques qui peuvent capter l'énergie lumineuse pour actionner la production H2 avec leur système de nitrogénase. L'objectif principal de cette étude était d'améliorer le rendement de H2 des bactéries photosynthétiques pourpres non sulfureuses utilisant une combinaison de génie métabolique et le plan des expériences. Une hypothèse est que le rendement en H2 pourrait être améliorée par la redirection de flux de cycle du Calvin-Benson-Bassham envers du système de nitrogénase qui catalyse la réduction des protons en H2. Ainsi, un PRK, phosphoribulose kinase, mutant « knock-out » de Rhodobacter capsulatus JP91 a été créé. L’analyse de la croissance sur des différentes sources de carbone a montré que ce mutant ne peut croître qu’avec l’acétate, sans toutefois produire d' H2. Un mutant spontané, YL1, a été récupéré qui a retenu l'cbbP (codant pour PRK) mutation d'origine, mais qui avait acquis la capacité de se développer sur le glucose et produire H2. Une étude de la production H2 sous différents niveaux d'éclairage a montré que le rendement d’YL1 était de 20-40% supérieure à la souche type sauvage JP91. Cependant, il n'y avait pas d'amélioration notable du taux de production de H2. Une étude cinétique a montré que la croissance et la production d'hydrogène sont fortement liées avec des électrons à partir du glucose principalement dirigés vers la production de H2 et la formation de la biomasse. Sous des intensités lumineuses faibles à intermédiaires, la production d'acides organiques est importante, ce qui suggère une nouvelle amélioration additionnel du rendement H2 pourrait être possible grâce à l'optimisation des processus. Dans une série d'expériences associées, un autre mutant spontané, YL2, qui a un phénotype similaire à YL1, a été testé pour la croissance dans un milieu contenant de l'ammonium. Les résultats ont montré que YL2 ne peut croître que avec de l'acétate comme source de carbone, encore une fois, sans produire de H2. Une incubation prolongée dans les milieux qui ne supportent pas la croissance de YL2 a permis l'isolement de deux mutants spontanés secondaires intéressants, YL3 et YL4. L'analyse par empreint du pied Western a montré que les deux souches ont, dans une gamme de concentrations d'ammonium, l'expression constitutive de la nitrogénase. Les génomes d’YL2, YL3 et YL4 ont été séquencés afin de trouver les mutations responsables de ce phénomène. Fait intéressant, les mutations de nifA1 et nifA2 ont été trouvés dans les deux YL3 et YL4. Il est probable qu'un changement conformationnel de NifA modifie l'interaction protéine-protéine entre NifA et PII protéines (telles que GlnB ou GlnK), lui permettant d'échapper à la régulation par l'ammonium, et donc d'être capable d'activer la transcription de la nitrogénase en présence d'ammonium. On ignore comment le nitrogénase synthétisé est capable de maintenir son activité parce qu’en théorie, il devrait également être soumis à une régulation post-traductionnelle par ammonium. Une autre preuve pourrait être obtenue par l'étude du transcriptome d’YL3 et YL4. Une première étude sur la production d’ H2 par YL3 et YL4 ont montré qu'ils sont capables d’une beaucoup plus grande production d'hydrogène que JP91 en milieu d'ammonium, qui ouvre la porte pour les études futures avec ces souches en utilisant des déchets contenant de l'ammonium en tant que substrats. Enfin, le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec la bactérie photosynthétique, Rhodopseudomonas palustris CGA009 a été examiné. La production d'éthanol avec fermentation utilisant des ressources renouvelables microbiennes a été traitée comme une technique mature. Cependant, la plupart des études du reformage de l'éthanol à H2 se sont concentrés sur le reformage chimique à la vapeur, ce qui nécessite généralement une haute charge énergetique et résultats dans les émissions de gaz toxiques. Ainsi le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec des bactéries photosynthétiques, qui peuvent capturer la lumière pour répondre aux besoins énergétiques de cette réaction, semble d’être plus prometteuse. Une étude précédente a démontré la production d'hydrogène à partir d'éthanol, toutefois, le rendement ou la durée de cette réaction n'a pas été examiné. Une analyse RSM (méthode de surface de réponse) a été réalisée dans laquelle les concentrations de trois facteurs principaux, l'intensité lumineuse, de l'éthanol et du glutamate ont été variés. Nos résultats ont montré que près de 2 moles de H2 peuvent être obtenus à partir d'une mole d'éthanol, 33% de ce qui est théoriquement possible.

Improving photofermentative hydrogen production through metabolic engineering and DOE (Design of Experiments)

A l’heure actuelle, les biocarburants renouvelables et qui ne nuit pas à l'environnement sont à l'étude intensive en raison de l'augmentation des problèmes de santé et de la diminution des combustibles fossiles. H2 est l'un des candidats les plus prometteurs en raison de ses caractéristiques uniques, telles que la densité d'énergie élevée et la génération faible ou inexistante de polluants. Une façon attrayante pour produire la H2 est par les bactéries photosynthétiques qui peuvent capter l'énergie lumineuse pour actionner la production H2 avec leur système de nitrogénase. L'objectif principal de cette étude était d'améliorer le rendement de H2 des bactéries photosynthétiques pourpres non sulfureuses utilisant une combinaison de génie métabolique et le plan des expériences. Une hypothèse est que le rendement en H2 pourrait être améliorée par la redirection de flux de cycle du Calvin-Benson-Bassham envers du système de nitrogénase qui catalyse la réduction des protons en H2. Ainsi, un PRK, phosphoribulose kinase, mutant « knock-out » de Rhodobacter capsulatus JP91 a été créé. L’analyse de la croissance sur des différentes sources de carbone a montré que ce mutant ne peut croître qu’avec l’acétate, sans toutefois produire d' H2. Un mutant spontané, YL1, a été récupéré qui a retenu l'cbbP (codant pour PRK) mutation d'origine, mais qui avait acquis la capacité de se développer sur le glucose et produire H2. Une étude de la production H2 sous différents niveaux d'éclairage a montré que le rendement d’YL1 était de 20-40% supérieure à la souche type sauvage JP91. Cependant, il n'y avait pas d'amélioration notable du taux de production de H2. Une étude cinétique a montré que la croissance et la production d'hydrogène sont fortement liées avec des électrons à partir du glucose principalement dirigés vers la production de H2 et la formation de la biomasse. Sous des intensités lumineuses faibles à intermédiaires, la production d'acides organiques est importante, ce qui suggère une nouvelle amélioration additionnel du rendement H2 pourrait être possible grâce à l'optimisation des processus. Dans une série d'expériences associées, un autre mutant spontané, YL2, qui a un phénotype similaire à YL1, a été testé pour la croissance dans un milieu contenant de l'ammonium. Les résultats ont montré que YL2 ne peut croître que avec de l'acétate comme source de carbone, encore une fois, sans produire de H2. Une incubation prolongée dans les milieux qui ne supportent pas la croissance de YL2 a permis l'isolement de deux mutants spontanés secondaires intéressants, YL3 et YL4. L'analyse par empreint du pied Western a montré que les deux souches ont, dans une gamme de concentrations d'ammonium, l'expression constitutive de la nitrogénase. Les génomes d’YL2, YL3 et YL4 ont été séquencés afin de trouver les mutations responsables de ce phénomène. Fait intéressant, les mutations de nifA1 et nifA2 ont été trouvés dans les deux YL3 et YL4. Il est probable qu'un changement conformationnel de NifA modifie l'interaction protéine-protéine entre NifA et PII protéines (telles que GlnB ou GlnK), lui permettant d'échapper à la régulation par l'ammonium, et donc d'être capable d'activer la transcription de la nitrogénase en présence d'ammonium. On ignore comment le nitrogénase synthétisé est capable de maintenir son activité parce qu’en théorie, il devrait également être soumis à une régulation post-traductionnelle par ammonium. Une autre preuve pourrait être obtenue par l'étude du transcriptome d’YL3 et YL4. Une première étude sur la production d’ H2 par YL3 et YL4 ont montré qu'ils sont capables d’une beaucoup plus grande production d'hydrogène que JP91 en milieu d'ammonium, qui ouvre la porte pour les études futures avec ces souches en utilisant des déchets contenant de l'ammonium en tant que substrats. Enfin, le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec la bactérie photosynthétique, Rhodopseudomonas palustris CGA009 a été examiné. La production d'éthanol avec fermentation utilisant des ressources renouvelables microbiennes a été traitée comme une technique mature. Cependant, la plupart des études du reformage de l'éthanol à H2 se sont concentrés sur le reformage chimique à la vapeur, ce qui nécessite généralement une haute charge énergetique et résultats dans les émissions de gaz toxiques. Ainsi le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec des bactéries photosynthétiques, qui peuvent capturer la lumière pour répondre aux besoins énergétiques de cette réaction, semble d’être plus prometteuse. Une étude précédente a démontré la production d'hydrogène à partir d'éthanol, toutefois, le rendement ou la durée de cette réaction n'a pas été examiné. Une analyse RSM (méthode de surface de réponse) a été réalisée dans laquelle les concentrations de trois facteurs principaux, l'intensité lumineuse, de l'éthanol et du glutamate ont été variés. Nos résultats ont montré que près de 2 moles de H2 peuvent être obtenus à partir d'une mole d'éthanol, 33% de ce qui est théoriquement possible.

An Evaluation of Different Bioreactor Configurations with Immobilized Yeast for Bioethanol Production

The bioethanol industry expects a huge expansion and new technologies are being implemented with the aim of optimizing the fermentation process. The behavior of cells of Saccharomyces cerevisiae immobilized in PVA-LentiKats, during the production of bioethanol in two reactor systems, was studied. The entrapped cell in LentiKats lenses showed a different profile using stirred tank reactor (STR) and packed column reactor (PCR). Low free cells accumulation in the medium was observed for the STR after 72 h of fermentation. On the other hand, no free cells accumulation was observed, probably due to the absence of mechanical agitation in PCR configuration. Better fermentation results were obtained working with STR (final cellular concentration = 13 g.L-1, Pf = 28 g.L-1, Qp = 1.17 g.L-1.h-1,and Yp/s = 0.3 g.g-1) in comparison to PCR (final cellular concentration = 11.4 g.L-1, Pf = 20 g.L-1, Qp = 0.83 g.L-1.h-1,and Yp/s = 0.25 g.g-1). Such results are probably due to the mechanical agitation of the medium provided by STR configuration, which permitted a better heat and mass transference.

Production of Cellulolytic Enzymes by Anaerobic Fungi Cultivated in Different Conditions

The present paper studies the influence of different nutrients for the production of two cellulolytic enzymes: endo beta-1.4 glucanase and exo beta-1.4 glucanase by anaerobic fungi taken from cow rumen, that were fed a diet of corn silage and Brachiaria decumbens grass hay. During the enzymatic degradation assays, it was observed that the addition of some essential nutrients in the formulation of the culture medium contributed positively in the cellulolytic enzyme production, with exception of riboflavin. Such results contributed in the establishment of an effective method for the evaluation of enzymatic activities in anaerobic fibrolytic fungi. In this work, nutrients added to enrich the culture medium have successfully proven that they can be used as inoculating agents (inductors) in diets rich in ensilage with law nutritive value.

Fermentation of Groundnut Shell Enzymatic Hydrolysate for Fuel Ethanol Production by Free and Sorghum Stalks Immobilized Cells of Pichia stipitis NCIM 3498

Groundnut shell (GS), after separation of pod, is readily available as a potential feedstock for production of fermentable sugars. The substrate was delignified with sodium sulfite. The delignified substrate released 670 mg/g of sugars after enzymatic hydrolysis (50 degrees C, 120 rpm, 50 hrs) using commercial cellulases (Dyadic Xylanase PLUS, Dyadic Inc. USA). The groundnut shell enzymatic hydrolysate (45.6 g/L reducing sugars) was fermented for ethanol production with free and sorghum stalks immobilized cells of Pichia stipitis NCIM 3498 under submerged cultivation conditions. Immobilization of yeast cells on sorghum stalks were confirmed by scanning electron microscopy (SEM). A maximum of ethanol production (17.83 g/L, yield 0.44 g/g and 20.45 g/L, yield 0.47 g/g) was observed with free and immobilized cells of P. stipitis respectively in batch fermentation conditions. Recycling of immobilized cells showed a stable ethanol production (20.45 g/L, yield 0.47 g/g) up to 5 batches followed by a gradual downfall in subsequent cycles.

Architecture for machining process and production monitoring based in open computer numerical control

This paper proposes an architecture for machining process and production monitoring to be applied in machine tools with open Computer numerical control (CNC). A brief description of the advantages of using open CNC for machining process and production monitoring is presented with an emphasis on the CNC architecture using a personal computer (PC)-based human-machine interface. The proposed architecture uses the CNC data and sensors to gather information about the machining process and production. It allows the development of different levels of monitoring systems with mininium investment, minimum need for sensor installation, and low intrusiveness to the process. Successful examples of the utilization of this architecture in a laboratory environment are briefly described. As a Conclusion, it is shown that a wide range of monitoring solutions can be implemented in production processes using the proposed architecture.

Use of Cassava Peel as Carbon Source for Production of Amylolytic Enzymes by Aspergillus niveus

Aspergillus niveus produced high levels of alpha-amylase and glucoamylase in submerged fermentation using the agricultural residue cassava peel as a carbon source. In static conditions, the amylase production was substantially greater than in the agitated condition. The optimized culture conditions were initially at pH 5.0, 35 degrees C during 48 hours. Amylolytic activity was still improved (50%) with a mixture of cassava peel and soluble starch in the proportion 1:1 (w/w). The crude extract exhibited temperature and pH optima approximately 70 degrees C and 4.5, respectively. Amylase activity was stable for 1 h at 60 degrees C, and at pH values between 3.0 and 7.0. The enzyme hydrolysed preferentially maltose, starch, penetrose, amylose, isomaltose, maltotriose, glycogen and amylopectin, and not hydrolysed cyclodextrin (alpha and beta), trehalose and sucrose. In the first hour of reaction on soluble starch, the hydrolysis products were glucose and maltose, but after two hours of hydrolysis, glucose was the unique product formed, confirming the presence in the crude extract of an alpha-amylase and a glucoamylase.