Estrutura e funcionamento da alça microbiana nos sedimentos da Baía do Araçá, São Sebastião - SP

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Pressure Dependence of N-15 Chemical Shifts in Model Peptides Ac-Gly-Gly-X-Ala-NH2

High pressure NMR spectroscopy has developed into an important tool for studying conformational equilibria of proteins in solution. We have studied the amide proton and nitrogen chemical shifts of the 20 canonical amino acids X in the random-coil model peptide Ac-Gly-Gly-X-Ala-NH2, in a pressure range from 0.1 to 200 MPa, at a proton resonance frequency of 800 MHz. The obtained data allowed the determination of first and second order pressure coefficients with high accuracy at 283 K and pH 6.7. The mean first and second order pressure coefficients <B-1(15N)> and <B-2(15N)> for nitrogen are 2.91 ppm/GPa and -2.32 ppm/GPa(2), respectively. The corresponding values <B-1(1H)> and <B-2(1H)> for the amide protons are 0.52 ppm/GPa and -0.41 ppm/GPa(2). Residual dependent (1)J(1H15N)-coupling constants are shown.

Venomics Profiling of Thamnodynastes strigatus Unveils Matrix Metalloproteinases and Other Novel Proteins Recruited to the Toxin Arsenal of Rear-Fanged Snakes

Rear-fanged and aglyphous snakes are usually considered not dangerous to humans because of their limited capacity of injecting venom. Therefore, only a few studies have been dedicated to characterizing the venom of the largest parcel of snake fauna. Here, we investigated the venom proteome of the rear-fanged snake Thamnodynastes strigatus, in combination with a transcriptomic evaluation of the venom gland. About 60% of all transcripts code for putative venom components. A striking finding is that the most abundant type of transcript (similar to 47%) and also the major protein type in the venom correspond to a new kind of matrix metalloproteinase (MMP) that is unrelated to the classical snake venom metalloproteinases found in all snake families. These enzymes were recently suggested as possible venom components, and we show here that they are proteolytically active and probably recruited to venom from a MMP-9 ancestor. Other unusual proteins were suggested to be venom components: a protein related to lactadherin and an EGF repeat-containing transcript. Despite these unusual molecules, seven toxin classes commonly found in typical venomous snakes are also present in the venom. These results support the evidence that the arsenals of these snakes are very diverse and harbor new types of biologically important molecules.

Evidence of 5-aminolevulinic acid (ALA) penetration increase due to microdrilling in soft tissue using femtosecond laser ablation

Photodynamic therapy (PDT) is a therapeutic technique mainly applied to the treatment of malignant and pre-malignant lesions, which induces cell death by the combined effect of a photosensitizer, irradiation in a proper wavelength, and molecular oxygen. One of the main limitations of PDT using 5-aminolevulinic acid (ALA) is the superficial volume of treatment, mainly due to the limited penetration of topical photosensitization. In this context, the present study investigates if a laser micromachining producing microchannels on the tissue surface could improve ALA penetration and result in an increase in the treatment depth. The laser micromachining under femtosecond regime was performed on the tissue surface of rat livers. Conventional PDT was applied and the induced depth of necrosis with or without laser micromachining was compared. The results showed an increase of more than 20% in the depth of necrosis when the femtosecond laser micromachining was performed before the treatment with the PDT.

Un proyecto de arsenal para la Barceloneta (1743)

[ES] En 1743 el ingeniero militar Miguel Marín diseñó un arsenal naval en Barcelona. En este artículo se estudia el contexto inmediato de este proyecto. Primeramente, la voluntad de trasladar la principal base naval mediterránea de Cartagena a la capital catalana. En segundo lugar, la relación centro-periferia y el papel del lobby catalán dentro del proceso.

Progetto e realizzazione del sistema di gestione autonoma del volo e controllo in remoto per un velivolo UAV ad ala rotante

This PhD thesis presents the results, achieved at the Aerospace Engineering Department Laboratories of the University of Bologna, concerning the development of a small scale Rotary wing UAVs (RUAVs). In the first part of the work, a mission simulation environment for rotary wing UAVs was developed, as main outcome of the University of Bologna partnership in the CAPECON program (an EU funded research program aimed at studying the UAVs civil applications and economic effectiveness of the potential configuration solutions). The results achieved in cooperation with DLR (German Aerospace Centre) and with an helicopter industrial partners will be described. In the second part of the work, the set-up of a real small scale rotary wing platform was performed. The work was carried out following a series of subsequent logical steps from hardware selection and set-up to final autonomous flight tests. This thesis will focus mainly on the RUAV avionics package set-up, on the onboard software development and final experimental tests. The setup of the electronic package allowed recording of helicopter responses to pilot commands and provided deep insight into the small scale rotorcraft dynamics, facilitating the development of helicopter models and control systems in a Hardware In the Loop (HIL) simulator. A neested PI velocity controller1 was implemented on the onboard computer and autonomous flight tests were performed. Comparison between HIL simulation and experimental results showed good agreement.

Studio e implementazione di un autopilota su un UAV ad ala fissa

Si riporta inizialmente un’analisi tecnica dell’autopilota Ardupilot, utilizzato con il firmware Arduplane, che predispone la scheda all’utilizzo specifico su velivoli senza pilota ad ala fissa. La parte sostanziale della tesi riguarda invece lo studio delle leggi di controllo implementate su Arduplane e la loro modellazione, assieme ad altre parti del codice, in ambiente Matlab Simulink. Il sistema di controllo creato, chiamato Attitude Flight System, viene verificato con la tecnica del Software In the Loop in un simulatore di volo virtuale modellato anch’esso in Simulink, si utilizza la dinamica di un velivolo UAV di prova e il software FlightGear per l’ambiente grafico. Di fondamentale importanza è la verifica della compatibilità fra il firmware originale e il codice generato a partire dai modelli Simulink, verifica effettuata mediante test di tipo Hardware in the Loop. L’ultima parte della tesi descrive le prove di volo svolte per verificare le prestazioni della scheda su un aeromodello trainer.

Studio ed implementazione di algoritmi per la navigazione inerziale di velivoli autonomi ad ala rotante

I sistemi di navigazione inerziale, denominati INS, e quelli di navigazione inerziale assistita, ovvero che sfruttano anche sensori di tipo non inerziale come ad esempio il GPS, denominati in questo caso INS/GPS, hanno visto un forte incremento del loro utilizzo soprattutto negli ultimi anni. I filtri complementari sfruttano segnali in ingresso che presentano caratteristiche complementari in termine di banda. Con questo lavoro di tesi mi sono inserito nel contesto del progetto SHERPA (Smart collaboration between Humans and ground-aErial Robots for imProving rescuing activities in Alpine environments), un progetto europeo, coordinato dall'Università di Bologna, che prevede di mettere a punto una piattaforma robotica in grado di aiutare i soccorritori che operano in ambienti ostili, come quelli del soccorso alpino, le guardie forestali, la protezione civile. In particolare è prevista la possibilità di lanciare i droni direttamente da un elicottero di supporto, per cui potrebbe essere necessario effettuare l'avvio del sistema in volo. Ciò comporta che il sistema di navigazione dovrà essere in grado di convergere allo stato reale del sistema partendo da un grande errore iniziale, dal momento che la fase di inizializzazione funziona bene solo in condizioni di velivolo fermo. Si sono quindi ricercati, in special modo, schemi che garantissero la convergenza globale. Gli algoritmi implementati sono alla base della navigazione inerziale, assistita da GPS ed Optical Flow, della prima piattaforma aerea sviluppata per il progetto SHERPA, soprannominata DreamDroneOne, che include una grande varietà di hardware appositamente studiati per il progetto, come il laser scanner, la camera termica, ecc. Dopo una panoramica dell'architettura del sistema di Guida, Navigazione e Controllo (GNC) in cui mi sono inserito, si danno alcuni cenni sulle diverse terne di riferimento e trasformazioni, si descrivono i diversi sensori utilizzati per la navigazione, si introducono gli AHRS (Attitude Heading Rference System), per la determinazione del solo assetto sfruttando la IMU ed i magnetometri, si analizza l'AHRS basato su Extended Kalman Filter. Si analizzano, di seguito, un algoritmo non lineare per la stima dell'assetto molto recente, e il sistema INS/GPS basato su EKF, si presenta un filtro complementare molto recente per la stima di posizione ed assetto, si presenta un filtro complementare per la stima di posizione e velocità, si analizza inoltre l'uso di un predittore GPS. Infine viene presentata la piattaforma hardware utilizzata per l'implementazione e la validazione, si descrive il processo di prototipazione software nelle sue fasi e si mostrano i risultati sperimentali.

Aspetti della certificazione di un sistema a pilotaggio remoto (SAPR) ad ala fissa

La rapida diffusione di Sistemi Aerei a Pilotaggio Remoto che si è verificata negli ultimi anni ha portato alla necessità di regolamentare ed armonizzare il loro utilizzo. I vari enti regolatori nazionali hanno dovuto trovare una soluzione a fronte di una serie di incidenti che hanno portato alla luce le lacune normative ed organizzative che ancora esistevano in materia. In Italia, in particolare, l’Ente Nazionale Aviazione Civile (ENAC) ha introdotto da fine 2013 un regolamento, più volte aggiornato e in parte ancora in fase di definizione, che impone delle rigide norme agli operatori dei mezzi a pilotaggio remoto. La presente attività riporta quindi lo sviluppo di un processo di certificazione di un Sistema Aereo a Pilotaggio Remoto ad ala fissa con peso massimo al decollo superiore a 25 kg, che si possa adattare alle più recenti norme presenti nel regolamento. Si presenta quindi lo sviluppo del Manuale di volo e del documento di Valutazione del rischio del mezzo, seguiti dallo studio del programma di attività sperimentale necessario per la certificazione. Infine, nella parte finale dell’elaborato si presentano dei test di volo effettuati seguendo il piano di sperimentazione strutturato e atti a dimostrare l’efficacia di tale pianificazione. Tali voli sono stati condotti infatti con un velivolo con caratteristiche similari a quelle del mezzo oggetto di studio, ma avente dimensioni e peso minori.

Studio e ottimizzazione di una configurazione mista ad ala rotante e fissa per la nuova versione del CH-47 Chinook

Studio e ottimizzazione di una configurazione mista ad ala rotante e fissa per un aeromobile VTOL CH-47 Chinook ibrido con ala.

Physics and Science Policy Implications of Reduction of the U.S. Nuclear Weapons Arsenal

Maintaining the readiness U.S. nuclear weapons stockpile is a fundamental pillar of American defense policy. The biggest issue facing the national laboratories that are charged with this mission is replenishing the highly skilled and specialized manpower that is necessary for this task. This lecture presents both physics and science policy questions that must be answered. It also presents employment opportunities for young scientists and engineers.

5-ALA complete resections go beyond MR contrast enhancement: shift corrected volumetric analysis of the extent of resection in surgery for glioblastoma

BACKGROUND The technique of 5-aminolevulinic acid (5-ALA) tumor fluorescence is increasingly used to improve visualization of tumor tissue and thereby to increase the rate of patients with gross total resections. In this study, we measured the resection volumes in patients who underwent 5-ALA-guided surgery for non-eloquent glioblastoma and compared them with the preoperative tumor volume. METHODS We selected 13 patients who had received a complete resection according to intraoperative 5-ALA induced fluorescence and CRET according to post-operative T1 contrast-enhanced MRI. The volumes of pre-operative contrast enhancing tissue, post-operative resection cavity and resected tissue were determined through shift-corrected volumetric analysis. RESULTS The mean resection cavity (29 cm(3)) was marginally smaller than the pre-operative contrast-enhancing tumor (39 cm(3), p = 0.32). However, the mean overall resection volume (84 cm(3)) was significantly larger than the pre-operative contrast-enhancing tumor (39 cm(3), p = 0.0087). This yields a mean volume of resected 5-ALA positive, but radiological non-enhancing tissue of 45 cm(3). The mean calculated rim of resected tissue surpassed pre-operative tumor diameter by 6 mm (range 0-10 mm). CONCLUSIONS Results of the current study imply that (i) the resection cavity underestimates the volume of resected tissue and (ii) 5-ALA complete resections go significantly beyond the volume of pre-operative contrast-enhancing tumor bulk on MRI, indicating that 5-ALA also stains MRI non-enhancing tumor tissue. Use of 5-ALA may thus enable extension of coalescent tumor resection beyond radiologically evident tumor. The impact of this more extended resection method on time to progression and overall survival has not been determined, and potentially puts adjacent and functionally intact tissue at risk.