Properties of tetrahedral amorphous carbon prepared by vacuum arc deposition

The structural, optical, electrical and physical properties of amorphous carbon deposited from the filtered plasma stream of a vacuum arc were investigated. The structure was determined by electron diffraction, neutron diffraction and energy loss spectroscopy and the tetrahedral coordination of the material was confirmed. The measurements gave a nearest neighbour distance of 1.53 Å, a bond angle of 110 and a coordination number of four. A model is proposed in which the compressive stress generated in the film by energetic ion impact produces pressure and temperature conditions lying well inside the region of the carbon phase diagram within which diamond is stable. The model is confirmed by measurements of stress and plasmon energy as a function of ion energy. The model also predicts the formation of sp2-rich materials on the surface owing to stress relaxation and this is confirmed by a study of the surface plasmon energy. Some nuclear magnetic resonance, infrared and optical properties are reported and the behaviour of diodes using tetrahedral amorphous carbon is discussed. © 1991.

First-principles study of transition metal impurities in Si

By using ab initio electronic structure calculations within density functional theory, we study the structural, electronic, and magnetic properties of Si doped with a transition metal impurity. We consider the transition metals of the 3d series V, Cr, Mn, Fe, Co, and Ni. To get insight into the level filling mechanism and the magnetization saturation, we first investigate the transition metal-Si alloys in the zinc-blende structure. Next, we investigate the doping of bulk Si with a transition metal atom, in which it occupies the substitutional site, the interstitial site with tetrahedral symmetry, and the interstitial site with hexagonal symmetry. It is found that all of these transition metal impurities prefer an interstitial position in Si. Furthermore, we show that it is possible to interpret the electronic and magnetic properties by using a simple level filling picture and a comparison is made to Ge doped with the same transition metal atoms. In order to get insight into the effect of a strained environment, we calculate the formation energy as a function of an applied homogeneous pressure and we show that an applied pressure can stabilize the substitutional position of transition metal impurities in Si. Finally, the energies of the ferromagnetic states are compared to those of the antiferromagnetic states. It is shown that the interstitial site of the Mn dopant helps us to stabilize the nearest neighbor substitutional site to realize the ferromagnetic state. For doping of Si with Cr, a ferrimagnetic behavior is predicted.

Régulation de l'activité transcriptionnelle de PPARgamma via l'activation des récepteurs CD36 et GHS-R1a : potentiel anti-athérosclérotique

Les sécrétines peptidiques de l’hormone de croissance (GHRPs) constituent une classe de peptides synthétiques capables de stimuler la sécrétion de l’hormone de croissance (GH). Cette activité est médiée par leur liaison à un récepteur couplé aux protéines G : le récepteur des sécrétines de l’hormone de croissance (GHS-R1a), identifié subséquemment comme le récepteur de la ghréline. La ghréline est un peptide de 28 acides aminés sécrété principalement par les cellules de la muqueuse de l’estomac, qui exerce de nombreux effets périphériques indépendamment de la sécrétion de l’hormone de croissance. Les effets indépendants de la sécrétion de GH incluent, entre autres, des actions sur le contrôle de la prise de nourriture, le métabolisme énergétique, la fonction cardiaque, le système immunitaire et la prolifération cellulaire. L’étude de la distribution périphérique des sites de liaison des GHRPs nous a permis d’identifier un second site, le CD36, un récepteur scavenger exprimé dans plusieurs tissus dont le myocarde, l’endothélium de la microvasculature et les monocytes/macrophages. Le CD36 exprimé à la surface du macrophage joue un rôle clé dans l’initiation du développement de l’athérosclérose par la liaison et l’internalisation des lipoprotéines de faible densité oxydées (LDLox) dans l’espace sous-endothélial de l’artère. L’hexaréline, un analogue GHRP, a été développé comme agent thérapeutique pour stimuler la sécrétion de l’hormone de croissance par l’hypophyse. Sa propriété de liaison aux récepteurs GHS-R1a et CD36 situés en périphérie et particulièrement sa capacité d’interférer avec la liaison des LDLox par le CD36 nous ont incité à évaluer la capacité de l’hexaréline à moduler le métabolisme lipidique du macrophage. L’objectif principal de ce projet a été de déterminer les effets de l’activation des récepteurs CD36 et GHS-R1a, par l’hexaréline et la ghréline, le ligand endogène du GHS-R1a, sur la physiologie du macrophage et de déterminer son potentiel anti-athérosclérotique. Les résultats montrent premièrement que l’hexaréline et la ghréline augmentent l’expression des transporteurs ABCA1 et ABCG1, impliqués dans le transport inverse du cholestérol, via un mécanisme contrôlé par le récepteur nucléaire PPARγ. La régulation de l’activité transcriptionnelle de PPARγ par l’activation des récepteurs CD36 et GHS-R1a se fait indépendamment de la présence du domaine de liaison du ligand (LBD) de PPARγ et est conséquente de changements dans l’état de phosphorylation de PPARγ. Une étude plus approfondie de la signalisation résultant de la liaison de la ghréline sur le GHS-R1a révèle que PPARγ est activé par un mécanisme de concertation entre les voies de signalisation Gαq/PI3-K/Akt et Fyn/Dok-1/ERK au niveau du macrophage. Le rôle de PPARγ dans la régulation du métabolisme lipidique par l’hexaréline a été démontré par l’utilisation de macrophages de souris hétérozygotes pour le gène de Ppar gamma, qui présentent une forte diminution de l’activation des gènes de la cascade métabolique PPARγ-LXRα-transporteurs ABC en réponse à l’hexaréline. L’injection quotidienne d’hexaréline à un modèle de souris prédisposées au développement de l’athérosclérose, les souris déficientes en apoE sous une diète riche en cholestérol et en lipides, se traduit également en une diminution significative de la présence de lésions athérosclérotiques correspondant à une augmentation de l’expression des gènes cibles de PPARγ et LXRα dans les macrophages péritonéaux provenant des animaux traités à l’hexaréline. L’ensemble des résultats obtenus dans cette thèse identifie certains nouveaux mécanismes impliqués dans la régulation de PPARγ et du métabolisme du cholestérol dans le macrophage via les récepteurs CD36 et GHS-R1a. Ils pourraient servir de cibles thérapeutiques dans une perspective de traitement des maladies cardiovasculaires.

Caractérisation des complexes ribonucléoprotéiques de Staufen1 et Staufen2

Dans la cellule, chaque ARNm se doit d’être régulé finement au niveau transcriptionnel, bien entendu, mais également au niveau de sa traduction, de sa dégradation ainsi que de sa localisation intracellulaire, et ce, afin de permettre l’expression de chaque produit protéique au moment et à l’endroit précis où son action est requise. Lorsqu’un mécanisme physiologique est mis de l’avant dans la cellule, il arrive souvent que plusieurs ARNm se doivent d’être régulés simultanément. L’un des moyens permettant d’orchestrer un tel processus est de réguler l’action d’une protéine commune associée à chacun de ces ARNm, via un mécanisme post-traductionnel par exemple. Ainsi l’expression d’un groupe précis d’ARNm peut être régulée finement dans le temps et dans l’espace selon les facteurs protéiques auxquels il est associé. Dans l’optique d’étudier certains de ces complexes ribonucléoprotéiques (mRNP), nous nous sommes intéressés aux isoformes et paralogues de Staufen, une protéine à domaine de liaison à l’ARN double-brin (dsRBD) impliquée dans de nombreux aspects de la régulation post-transcriptionnelle, tels la dégradation, la traduction ou encore la localisation d’ARNm. Chez la drosophile, un seul gène Staufen est exprimé alors que chez les mammifères, il existe deux paralogues de la protéine, soit Stau1 et Stau2, tous deux possédant divers isoformes produits suite à l’épissage alternatif de leur gène. Stau1 et Stau2 sont identiques à 50%. Les deux isoformes de Stau2, Stau259 et Stau262 ne diffèrent qu’en leur extrémité N-terminale. En effet, alors que Stau259 arbore un dsRBD1 tronqué, celui de Stau262 est complet. Ces observations introduisent une problématique très intéressante à laquelle nous nous sommes attaqué : ces différentes protéines, quoique très semblables, font-elles partie de complexes ribonucléoprotéiques distincts ayant des fonctions propres à chacun ou, au contraire, vu cette similarité de séquence, travaillent-elles de concert au sein des mêmes complexes ribonucléoprotéiques? Afin d’adresser cette question, nous avons entrepris d’isoler, à partir de cellules HEK293T, les différents complexes de Stau1 et Stau2 par la technique d’immunoprécipitation. Nous avons isolé les ARNm associés à chaque protéine, les avons identifiés grâce aux micropuces d’ADN et avons confirmé nos résultats par RT-PCR. Malgré la présence d’une population commune d’ARNm associée à Stau1 et Stau2, la majorité des transcrits identifiés furent spécifiques à chaque orthologue. Cependant, nous avons remarqué que les diverses populations d’ARNm participaient aux mêmes mécanismes de régulation, ce qui suggère que ces deux protéines possèdent des rôles complémentaires dans la mise en œuvre de divers phénomènes cellulaires. Au contraire, les transcrits associés à Stau259 et Stau262 sont davantage similaires, indiquant que celles-ci auraient des fonctions plutôt semblables. Ces résultats sont très intéressants, car pour la première fois, nous avons identifié des populations d’ARNm associées aux isoformes Stau155, Stau259 et Stau262. De plus, nous les avons analysées en parallèle afin d’en faire ressortir les populations spécifiques à chacune de ces protéines. Ensuite, connaissant l’importance de Stau2 dans le transport dendritique d’ARNm, nous avons cherché à caractériser les complexes ribonucléoprotéiques neuronaux associés à celle-ci. Dans un premier temps et à l’aide de la technique d’immunoprécipitation, nous avons identifié une population d’ARNm neuronaux associés à Stau2. Plus de 1700 ARNm montraient une présence d’au moins huit fois supérieure dans le précipité obtenu avec l’anticorps anti-Stau2 par rapport à celui obtenu avec le sérum pré-immun. Ces ARNm codent pour des protéines impliquées dans des processus de modifications post-traductionnelles, de traduction, de transport intracellulaire et de métabolisme de l’ARN. De façon intéressante, cette population d’ARNm isolée du cerveau de rat est relativement différente de celle caractérisée des cellules humaines HEK293T. Ceci suggère que la spécificité d’association Stau2-ARNm peut diffèrer d’un tissu à un autre. Dans un deuxième temps, nous avons isolé les protéines présentes dans les complexes ribonucléoprotéiques obtenus de cerveaux de rat et les avons identifiées par analyse en spectrométrie de masse. De cette façon, nous avons identifié au sein des particules de Stau2 des protéines liant l’ARN (PABPC1, hnRNPH1, YB1, hsc70), des protéines du cytosquelette (α- et β-tubuline), de même que la protéine peu caractérisée RUFY3. En poussant davantage la caractérisation, nous avons établi que YB1 et PABPC1 étaient associées à Stau2 grâce à la présence de l’ARN, alors que la protéine hsc70, au contraire, interagissait directement avec celle-ci. Enfin, cette dernière association semble être modulable par l’action de l’ATP. Ce résultat offre de nombreuses possibilités quant à la régulation de la fonction de Stau2 et/ou de son mRNP. Entre autres, cette étude suggère un mécanisme de régulation de la traduction au sein de ces particules. Pour faire suite à la caractérisation des mRNP de Stau, nous avons voulu déterminer au niveau neurophysiologique l’importance de ceux-ci. Comme l’étude de Stau2 avait déjà été entreprise préalablement par un autre laboratoire, nous avons décidé de concentrer notre étude sur le rôle de Stau1. Ainsi, nous avons démontré que celle-ci était nécessaire à la mise en place d’une forme de plasticité synaptique à long terme, la forme tardive de potentialisation à long terme ou L-LTP, dépendante de la transcription et de l’activité des récepteurs NMDA. La transmission de base, de même que la faculté de ces épines à faire de la E-LTP, la forme précoce de potentialisation à long terme, et la dépression à long terme ou LTD sont conservées. Ceci indique que les épines conservent la capacité d’être modulées. Ainsi, l’inhibition de la L-LTP, suite à la sous-expression de Stau1, n’est pas simplement due à la perte d’éléments fonctionnels, mais réside plutôt dans l’incapacité de ceux-ci à induire les changements synaptiques spécifiquement nécessaires à la mise en place de la L-LTP. De plus, au niveau synaptique, la sous-expression de Stau1 réduit à la fois l’amplitude et la fréquence des mEPSC. Ces résultats concordent avec l’observation que la sous-expression de Stau1 augmente significativement la proportion d’épines allongées et filopodales, des épines formant des synapses dites silencieuses. Par le fait même, elle diminue le nombre d’épines fonctionnelles, de forme dite normale. Ainsi, nous avons été en mesure de démontrer que l’absence, au niveau neuronal, de la protéine Stau1 induisait un déficit probable dans la localisation et/ou la traduction d’ARNm responsable de la restructuration de l’épine et de facteurs nécessaires à la mise en place de la L-LTP. En conclusion, nous avons participé à lever le voile sur la composition et l’importance des complexes ribonucléoprotéiques de Stau1 et Stau2. Nous avons identifié des populations distinctes et communes d’ARNm associées aux différents isoformes de Stau, à partir des mRNP présents au sein des cellules HEK293. De plus, nous avons réussi à mettre à l’avant plan certaines composantes des mRNP neuronaux de Stau2, dont un partenaire protéique direct, hsc70, partenaire dont l’association est modulable par l’action de l’ATP, ainsi qu’une population neuronale de transcrits d’ARNm. Enfin, nous avons mis en lumière l’importance de Stau1 dans la morphologie des épines dendritiques ainsi que dans le phénomène de la plasticité synaptique.

The curvature of the conical intersection seam: an approximate second-order analysis

We present a method for analyzing the curvature (second derivatives) of the conical intersection hyperline at an optimized critical point. Our method uses the projected Hessians of the degenerate states after elimination of the two branching space coordinates, and is equivalent to a frequency calculation on a single Born-Oppenheimer potential-energy surface. Based on the projected Hessians, we develop an equation for the energy as a function of a set of curvilinear coordinates where the degeneracy is preserved to second order (i.e., the conical intersection hyperline). The curvature of the potential-energy surface in these coordinates is the curvature of the conical intersection hyperline itself, and thus determines whether one has a minimum or saddle point on the hyperline. The equation used to classify optimized conical intersection points depends in a simple way on the first- and second-order degeneracy splittings calculated at these points. As an example, for fulvene, we show that the two optimized conical intersection points of C2v symmetry are saddle points on the intersection hyperline. Accordingly, there are further intersection points of lower energy, and one of C2 symmetry - presented here for the first time - is found to be the global minimum in the intersection space

Blockade of ActRIIB signaling triggers muscle fatigability and metabolic myopathy

Myostatin regulates skeletal muscle size via the activin receptor IIB (ActRIIB). However, its effect on muscle energy metabolism and energy dependent muscle function remains largely unexplored. This question needs to be solved urgently since various therapies for neuromuscular diseases based on blockade of ActRIIB signaling are being developed. Here we show in mice that four months of pharmacological abrogation of ActRIIB signaling by treatment with soluble ActRIIB-Fc triggers extreme muscle fatigability. This is associated with elevated serum lactate levels and a severe metabolic myopathy in the mdx mouse, an animal model of Duchenne muscular dystrophy. Blockade of ActRIIB signaling down-regulates Porin, a crucial ADP/ATP shuttle between cytosol and mitochondrial matrix leading to a consecutive deficiency of oxidative phosphorylation as measured by in vivo Phophorus Magnetic Resonance Spectroscopy (31P-MRS). Further, ActRIIB blockade reduces muscle capillarization, which further compounds the metabolic stress. We show that ActRIIB regulates key determinants of muscle metabolism, such as Pparβ, Pgc1α, and Pdk4 thereby optimizing different components of muscle energy metabolism. In conclusion, ActRIIB signaling endows skeletal muscle with high oxidative capacity and low fatigability. The severe metabolic side effects following ActRIIB blockade caution against deploying this strategy, at least in isolation, for treatment of neuromuscular disorders.

Gamma transition intensity determination using multidetector coincidence data

This work describes two similar methods for calculating gamma transition intensities from multidetector coincidence measurements. In the first one, applicable to experiments where the angular correlation function is explicitly fitted, the normalization parameter from this fit is used to determine the gamma transition intensities. In the second, that can be used both in angular correlation or DCO measurements, the spectra obtained for all the detector pairs are summed up, in order to get the best detection statistics possible, and the analysis of the resulting bidimensional spectrum is used to calculate the transition intensities; in this method, the summation of data corresponding to different angles minimizes the influence of the angular correlation coefficient. Both methods are then tested in the calculation of intensities for well-known transitions from a (152)Eu standard source, as well as in the calculation of intensities obtained in beta-decay experiments with (193)Os and (155)Sm sources, yielding excellent results in all these cases. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Placas de aço inoxidável 316L aplicadas no reparo de fratura experimental diafisária do rádio e ulna de cães

O objetivo do presente trabalho foi o de estudar a resistência à corrosão em placas de aço inoxidável 316L, com diferentes tipos de acabamento e tratamento superficial, e a possível interferência dessa reação corrosiva na consolidação óssea. Utilizaram-se placas semi-acabadas, polidas, tratadas com jatos de microesferas de vidro e passivadas, as quais foram aplicadas na epífise distal do rádio de cães. Foram utilizados 12 animais, divididos em dois grupos, nos quais, após osteotomia bilateral do rádio e ulna, foram realizadas osteossínteses do rádio, totalizando 24 procedimentos. Avaliou-se a evolução clínica e radiográfica das regiões que receberam os implantes aos 30, 60, 90, 180, 240 e 360 dias. Os animais do grupo 1 (GI) foram sacrificados aos 180 dias e os do GII aos 360 dias para estudo histológico e de microscopia eletrônica de varredura do local da osteotomia sob a região dos implantes metálicos e para estudo da resistência à corrosão no organismo, pelos implantes metálicos, por meio de análises química e metalográfica (microscopia óptica e eletrônica de varredura e espectroscopia de espalhamento de energia por raios X). Os animais recuperaram a função dos membros operados 24 horas após a cirurgia. Radiograficamente, verificou-se a consolidação óssea em todos os animais. Macro e microscopicamente não foram observados sinais de corrosão nos implantes metálicos, exceto em uma placa passivada, aplicada no rádio esquerdo de um animal, na qual a corrosão foi detectada pela microscopia óptica e eletrônica de varredura. Este estudo permite concluir que as placas de aço inoxidável 316L, independente do acabamento superficial a que foram submetidas, não sofreram corrosão ou reações adversas e foram efetivas no tratamento das fraturas experimentais do rádio e ulna de cães.

Modelos para estimar as exigências de energia metabolizável para poedeiras

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Scaling and universality in two dimensions: three-body bound states with short-ranged interactions

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

Casimir effect for the scalar field under Robin boundary conditions: a functional integral approach

In this work we show how to define the action of a scalar field such that the Robin boundary condition is implemented dynamically, i.e. as a consequence of the stationary action principle. We discuss the quantization of that system via functional integration. Using this formalism, we derive an expression for the Casimir energy of a massless scalar field under Robin boundary conditions on a pair of parallel plates, characterized by constants c(1) and c(2). Some special cases are discussed; in particular, we show that for some values of cl and c(2) the Casimir energy as a function of the distance between the plates presents a minimum. We also discuss the renormalization at one-loop order of the two-point Green function in the philambda(4) theory subject to the Robin boundary condition on a plate.

Thermogravimetric studies of the decomposition kinetics of four different Hevea rubber clones using Ozawa's approach

Thermal degradation of natural rubber extracted from four different rubber clones of the Hevea brasiliensis species was investigated by thermogravimetry using Ozawa's approach to assess the kinetic parameters of the decomposition process. The results are discussed in terms of the order of reaction, kinetic parameters such as activation energy as a function of conversion degree, and thermal stability for each of the clones.

Stability analysis of power system including facts (TCSC) effects by direct method approach

The problem of power system stability including the effects of a flexible alternating current transmission system (FACTS) is approached. First, the controlled series compensation is considered in the machine against infinite bar system and its effects are taken into account by means of construction of a Lyapunov function (LF). This simple system is helpful in order to understand the form the device affects dynamic and transient performance of the power system. After, the multimachine case is considered and it is shown that the single-machine results apply to multimachine systems. An energy-form Lyapunov function is derived for the power system including the FACTS device and it is used to analyse damping and synchronizing effects due to the FACTS device in single-machine as well as in multimachine power systems. © 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Three-Dimensional Low-Momentum Interaction in Two-Body Bound State Calculations

The deuteron binding energy and wave function are calculated by using the recently developed three-dimensional form of low-momentum nucleon-nucleon (NN) interaction. The homogeneous Lippmann-Schwinger equation is solved in momentum space by using the low-momentum two-body interaction, which is constructed from Malfliet-Tjon potential. The results for both, deuteron binding energy and wave function, obtained with low-momentum interaction, are compared with the corresponding results obtained with bare potential. © 2012 Springer-Verlag.

Desenvolvimento de um sistema de posicionamento automático para painéis fotovoltaicos

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA