Amyloid Beta Precursor Protein: Proper Credit for the Basic Biochemical Properties of the Most Studied Protein in the 21st Century

The amyloid precursor protein (APP) is mainly known for being the precursor of the ß-amyloid peptide, which accumulates in plaques found in the brain of Alzheimer's disease patients. Expression in different tissues and the degree of sequence identity among mammals indicate an essential and non-tissue specific physiological function. APP is anchored to the membrane and displays a single C-terminal intracellular domain and a longer N-terminal extracellular domain. The basic biochemical properties and the scattered data on research, not related to production of beta-amyloid peptide, suggest that the protein and the molecules resulting from APP proteolytic cleavage may act as adhesion factors, enzymes, hormones/neurotransmitters and/or protease inhibitors. APP deserves to be known for its quite notable properties and its physiological role(s).

Comparison of a deterministic and a data driven model to describe MBR fouling

Membrane bioreactors (MBRs) are a combination of activated sludge bioreactors and membrane filtration, enabling high quality effluent with a small footprint. However, they can be beset by fouling, which causes an increase in transmembrane pressure (TMP). Modelling and simulation of changes in TMP could be useful to describe fouling through the identification of the most relevant operating conditions. Using experimental data from a MBR pilot plant operated for 462days, two different models were developed: a deterministic model using activated sludge model n°2d (ASM2d) for the biological component and a resistance in-series model for the filtration component as well as a data-driven model based on multivariable regressions. Once validated, these models were used to describe membrane fouling (as changes in TMP over time) under different operating conditions. The deterministic model performed better at higher temperatures (>20°C), constant operating conditions (DO set-point, membrane air-flow, pH and ORP), and high mixed liquor suspended solids (>6.9gL-1) and flux changes. At low pH (<7) or periods with higher pH changes, the data-driven model was more accurate. Changes in the DO set-point of the aerobic reactor that affected the TMP were also better described by the data-driven model. By combining the use of both models, a better description of fouling can be achieved under different operating conditions

Towards integrated operation of membrane bioreactors : effects of aeration on biological and filtration performance

Two experimental studies evaluated the effect of aerobic and membrane aeration changes on sludge properties, biological nutrient removal and filtration processes in a pilot plant membrane bioreactor. The optimal operating conditions were found at an aerobic dissolved oxygen set-point (DO) of 0.5mgO2L-1 and a membrane specific aeration demand (SADm) of 1mh-1, where membrane aeration can be used for nitrification. Under these conditions, a total flow reduction of 42% was achieved (75% energy reduction) without compromising nutrient removal efficiencies, maintaining sludge characteristics and controlled filtration. Below these optimal operating conditions, the nutrient removal efficiency was reduced, increasing 20% for soluble microbial products, 14% for capillarity suction time and reducing a 15% for filterability. Below this DO set-point, fouling increased with a transmembrane pressure 75% higher. SADm below 1mh-1 doubled the values of transmembrane pressure, without recovery after achieving the initial conditions

Progressive Purkinje Cell Degeneration in tambaleante Mutant Mice Is a Consequence of a Missense Mutation in HERC1 E3 Ubiquitin Ligase

The HERC gene family encodes proteins with two characteristic domains: HECT and RCC1-like. Proteins with HECT domain shave been described to function as ubiquitin ligases, and those that contain RCC1-like domains have been reported to function as GTPases regulators. These two activities are essential in a number of important cellular processes such as cell cycle, cell signaling, and membrane trafficking. Mutations affecting these domains have been found associated with retinitis pigmentosa, amyotrophic lateral sclerosis, and cancer. In humans, six HERC genes have been reported which encode two subgroups of HERC proteins: large (HERC1-2) and small (HERC3-6). The giant HERC1 protein was the first to be identified. It has been involved in membrane trafficking and cell proliferation/growth through its interactions with clathrin, M2-pyruvate kinase, and TSC2 proteins. Mutations affecting other members of the HERC family have been found to be associated with sterility and growth retardation. Here, we report the characterization of a recessive mutation named tambaleante, which causes progressive Purkinje cell degeneration leading to severe ataxia with reduced growth and lifespan in homozygous mice aged over two months. We mapped this mutation in mouse chromosome 9 and then performed positional cloning. We found a GuA transition at position 1448, causing a Gly to Glu substitution (Gly483Glu) in the highly conserved N- terminal RCC1-like domain of the HERC1 protein. Successful transgenic rescue, with either a mouse BAC containing the normal copy of Herc1 or with the human HERC1 cDNA, validated our findings. Histological and biochemical studies revealed extensive autophagy associated with an increase of the mutant protein level and a decrease of mTOR activity. Our observations concerning this first mutation in the Herc1 gene contribute to the functional annotation of the encoded E3 ubiquitin ligase and underline the crucial and unexpected role of this protein in Purkinje cell physiology.

Controle em pós-colheita de Monilinia fructicola em pêssegos

A podridão parda (Monilinia fructicola) causa danos relevantes nos pessegueiros (Prunus persicae) apesar das práticas de profilaxia e produtos químicos utilizados em pré e pós-colheita. O controle biológico vem sendo pesquisado como alternativa, e neste trabalho foram selecionados microrganismos antagônicos ao patógeno e avaliada a eficiência destes antagônicos, de fungicidas (iminoctadine tris albesilate e azoxystrobin) e de fosfitos (CaB e K) no controle da doença em pós-colheita. No laboratório, o antagonismo de fungos filamentosos obtidos de pêssegos da região da Lapa, PR, foi avaliado utilizando dois métodos: culturas pareadas e difusão de metabólitos por membrana. Em pós-colheita, dois ensaios foram realizados utilizando frutos da safra 1997 e 1999. Cada fruto foi imerso nas suspensões preparadas com os produtos químicos e com os fungos antagônicos e, em seguida, inoculado com o patógeno por aspersão. Avaliou-se a incidência da doença em ferimentos provocados e fora deles. Os fungos que mostraram produção de substâncias inibitórias foram Trichothecium spp. (isolados F1, F2 e F4), e Trichoderma spp. (F8 e F12) e, com crescimento sobre o patógeno foram Trichoderma spp. (F7, F8 e F12) e Penicillium sp (F9). Nos frutos, os antagonistas que exerceram maior controle da doença foram os isolados de Trichothecium spp. (F1 e F2), acima de 80% de controle, não diferindo estatisticamente dos fungicidas testados, iminoctadine e azoxystrobin. O fosfito de K proporcionou um controle superior a 85% de lesões latentes em ambos experimentos.

Efeito de exsudatos de cultura de células de plantas em juvenis de segundo estádio de Meloidogyne incognita

Calus foram obtidos de tomateiro (Lycopersicon esculentum), cafeeiro (Coffea arabica), alfafa (Medicago sativa), orquídea (Dendrobium nobile), mostarda (Brassica rapa), batata doce (Ipomoea batatas), fumo (Nicotiana tabacum), cenoura (Daucus carota) e Crotalaria juncea em meio sólido de Murashige & Skoog (MS) seguido do cultivo em meio líquido MS em temperatura de 25-28 ºC. Após um mês, a suspensão foi passada em membrana Millipore 0,22 µm, obtendo-se, assim, o exsudato da cultura de células de cada planta testada. Ovos ou juvenis de segundo estádio (J2) de Meloidogyne incognita foram incubados nesses exsudatos e avaliadas as percentagens de eclosão, mobilidade e mortalidade dos J2. Com exceção dos ovos incubados em exsudato de orquídea, todos os demais inibiram a eclosão quando comparados com a incubação em água (testemunha). Entretanto, nos exsudatos de L. esculentum, cafeeiro e C. juncea a inibição foi mais drástica, semelhante ao aldicarb, mas significativamente diferente e menor do que em soluções contendo ingredientes do meio MS (1-5). Todos os exsudatos reduziram a mobilidade e aumentaram a mortalidade, com maior intensidade em 24 h de exposição. Porém, maior redução na mobilidade ocorreu nos exsudatos de tomateiro e alfafa, enquanto maior mortalidade no exsudato de tomateiro, seguido pelo de mostarda.

Avaliação bioquímica e ultraestrutural da interação de imunocomplexos de IgG com leucócitos polimorfonucleares: efeito de antioxidantes naturais

A produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) por leucócitos polimorfonucleares (LPMNs) durante a fagocitose é essencial para a defesa do organismo contra microrganismos invasores. Entretanto, em algumas doenças ocorre a deposição de imunocomplexos, o que leva à produção e liberação excessiva dessas EROs, e conseqüente lesão nos tecidos hospedeiro. Neste trabalho avaliamos o efeito de substâncias naturais (quercetina e 7-aliloxicumarina) sobre a produção de EROs por LPMNs de coelho, estimulados com imunocomplexos de imunoglobulina G (ICIgG), empregando o ensaio de quimioluminescência (QL) dependente de luminol (QL lum) e de QL dependente de lucigenina (QL luc). A interação entre ICIgG e LPMNs, mediada pelo receptor de membrana Fcgama, foi observada por microscopia eletrônica de transmissão, pela intensa marcação dos ICIgG com partículas de ouro coloidal. Os resultados obtidos indicaram que as substâncias analisadas inibiram a QL lum e a QL luc e que tais efeitos não parecem estar relacionados com a inibição da fagocitose, conforme observado no ensaio por microscopia eletrônica.

Utilização de um eletrodo de grafite recoberto com PbO2 incorporado em matriz de PVC como eletrodo indicador em titulações coulométricas

A aplicação de um eletrodo sensível a íons H3O+, obtido pelo recobrimento de um eletrodo de grafite com uma membrana polimérica contendo PbO2 incorporado em uma matriz de PVC (PbO2-PVC), como eletrodo indicador em titulações coulométricas de neutralização, foi investigada. As leituras dos potenciais foram feitas usando o eletrodo indicador de PbO2-PVC e para comparação dos resultados foi usado um eletrodo de vidro combinado (EVC). As curvas de titulação monitoradas com o eletrodo de PbO2-PVC apresentaram características semelhantes àquelas monitoradas com o EVC e os tempos de equivalência obtidos foram concordantes a um nível de confiança de 95%. O eletrodo de PbO2-PVC apresentou resposta linear no intervalo de pH 2 a 12 com inclinação de Nernst de -57,6 ± 0,1 mV/pH (r= 0,9998), sendo o tempo de resposta deste eletrodo bem menor do que aquele obtido com o EVC. O eletrodo de PbO2-PVC é de fácil construção, possui baixo custo e tempo de vida útil superior a 4 meses, equivalente a (pelo menos 1200 determinações por membrana polimérica).

Análise do perfil de expressão dos genes da cana-de-açúcar envolvidos na interação com Leifsonia xyli subsp: xyli

Utilizando a técnica de macroarranjos de cDNA em membranas de náilon, analisou-se o perfil de expressão de 3.575 ESTs ("Expressed Sequence Tags") de cana-de-açúcar, oriundas do projeto SUCEST, em duas variedades, uma tolerante (SP80-0185) e outra suscetível (SP70-3370) ao Raquitismo da Soqueira. Foram analisadas amostras foliares de plantas inoculadas com Leifsonia xyli subsp. xyli., agente etiológico do Raquitismo, contrastadas com plantas não inoculadas (controle), para cada variedade, marcadas com sondas de cDNA e hibridizadas contra os macroarranjos. Após as hibridizações e análises estatísticas dos dados foi possível identificar 49 ESTs com expressão alterada, sendo 44 na variedade tolerante (41 ESTs induzidos e 3 reprimidos) e 5 na variedade suscetível (2 ESTs induzidos e 3 reprimidos). Os resultados obtidos sugerem que a tolerância da variedade SP80-0185 de cana-de-açúcar à bactéria fitopatogênica pode estar relacionada com a percepção de sinais extracelulares, visto que ESTs relacionados a vias de transdução de sinais apresentaram expressão gênica induzida na variedade tolerante, os quais codificam para uma EST com similaridade à H+-ATPase da membrana plasmática, fatores de transcrição G-box, OsNAC6, "DNA binding", família MYB e "Zinc Finger" e ainda uma EST com similaridade ao fator de ligação ao G-Box, o qual corresponde a uma seqüência de DNA cis presente em vários promotores de plantas e requerido para o reconhecimento de muitos estímulos ambientais. Na variedade suscetível foi reprimido uma EST com similaridade à lipase. Esta enzima, também de membrana, faz parte da síntese do jasmonato, o qual ativa as defesas vegetais contra patógenos de plantas. Possíveis funções para os genes induzidos ou reprimidos nas cultivares de cana tolerante ou resistente ao Raquitismo são discutidas neste trabalho.

Otimização da técnica de PCR para a detecção de Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli em sementes de feijão

O crestamento bacteriano comum, causado por Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli (Xap), é a principal bacteriose do feijoeiro no Brasil, sendo transmitida principalmente por sementes. O presente trabalho teve como objetivo aperfeiçoar uma técnica, por meio de diferentes métodos de preparação do extrato, para a detecção de Xap, bem como sua detecção simultânea com Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens (Cff) nos extratos de sementes de feijão,via PCR. A partir de amostras de sementes de feijão inoculadas artificialmente com Xap e lotes comerciais, foram avaliados: extrato bruto obtido diretamente das sementes, extrato concentrado por filtração em membrana de 0,22µM de diâmetro, extrato concentrado por centrifugação e extrato plaqueado em meio semi-seletivo XCP1 com e sem antibióticos (BIO-PCR). Avaliou-se a presença simultânea de Xap e Cff em 10 lotes comerciais de sementes de feijão através da reação multiplex, utilizandos-se os primers X4c, X4e, CffFOR2 e CffREV4. A partir do extrato bruto, do extrato concentrado por centrifugação e por filtragem em membrana Millipore® não foi possível a detecção de Xap nas sementes de feijão artificialmente contaminadas nem nos 47 lotes comerciais de sementes/ grãos de feijão. A técnica de BIO-PCR permitiu a detecção de Xap a partir de extratos de sementes de feijão artificialmente contaminadas e em 18 dos 47 lotes comerciais. A técnica de detecção simultânea de Xap e Cff no mesmo gel é viável, por amplificar fragmentos de DNA típicos de cada fitobactéria. O uso do meio de cultura XCP1 sem adição de antibióticos permitiu detectar Xap com período de incubação menor em um dia em comparação à detecção utilizando-se o meio de cultura com antibióticos

Comportamento fisiológico de sementes osmocondicionadas de Platymiscium pubescens Micheli (tamboril-da-mata)

O objetivo deste trabalho foi investigar alterações fisiológicas e bioquímicas em sementes osmocondicionadas de tamboril-da-mata (Platymiscium pubescens Micheli). Foram analisados o crescimento do eixo embrionário, a germinação, as alterações na parede celular, a mobilização de carboidratos e proteínas e a atividade de a-galactosidase. Observou-se que o teor de umidade das sementes da testemunha aumentou continuamente até 96 horas de embebição, enquanto as mantidas nas soluções de PEG estabilizaram-se a partir de 48 horas. A germinação ocorreu somente nas sementes mantidas em água, alcançando 30% em 120 horas. As sementes mantidas em solução-0,4 MPa de PEG por 120 horas tiveram 66% de germinação quando transferidas para água, sendo a maior em relação aos demais potenciais. A massa fresca e o comprimento do embrião aumentaram significativamente durante o período de 120 horas em solução de PEG (-0,4 MPa/120 horas), porém a massa seca teve incremento não-significativo. Os teores de arabinose e xilose em membranas lavadas com água decresceram significativamente durante o osmocondicionamento. A galactose não foi detectada na membrana em 120 horas. A arabinose mostrou ser a principal constituinte da membrana. A atividade de a-galactosidase mostrou diferença significativa durante o período de 120 horas. Os teores de ramnose, arabinose e xilose alteraram-se significativamente na fração péctica, enquanto a ramnose foi a única na fração hemicelulósica. A glicose foi detectada somente nessa última fração. Os teores de glicose no embrião e cotilédones alteraram-se significativamente durante o osmocondicionamento. Os teores de estaquiose e de rafinose não tiveram alterações significativas nos cotilédones, enquanto o de sacarose reduziu-se significativamente, mantendo-se mais alto do que os dos outros dois oligossacarídeos. O teor de proteína decresceu significativamente nas 120 horas de osmocondicionamento. Concluiu-se que o osmocondicionamento potencializou a germinação das sementes durante o processo de embebição, resultando em modificações da parede celular pela deposição de açúcares redutores.

Alterações fisiológicas em sementes de Tachigalia multijuga (Benth.) (mamoneira) relacionadas aos métodos para a superação da dormência

Este trabalho teve como objetivo estudar as alterações fisiológicas causadas por métodos de quebra da dormência em sementes de Tachigalia multijuga (Benth) provenientes de três matrizes. Compararam-se os efeitos do ácido sulfúrico, da água fervente e do desponte na porcentagem de embebição, na porcentagem e velocidade de germinação, na atividade de alfagalactosidase e betamananase, na síntese de proteína e na alteração da membrana que recobre o embrião. Não houve germinação em sementes tratadas com água quente. Todos os tratamentos resultaram em porcentagem de germinação superior (P<0,05) à da testemunha, com exceção das sementes da matriz Cachoeira, em que o tratamento com ácido sulfúrico por 10 minutos foi semelhante. Entretanto, a velocidade de germinação da testemunha foi diferente (P<0,05) da de todos os tratamentos somente em sementes da matriz Araponga 2. A porcentagem de umidade das sementes tratadas com água quente por 60 segundos foi semelhante àquelas da testemunha e diferente (P<0,05) das tratadas com água quente por 30 minutos e com ácido por 20 minutos. As atividades das enzimas e teores de proteínas durante a germinação foram diferentes (P<0,05) entre os tratamentos com água e ácido.

Trocas gasosas influenciam na morfogênese in vitro de duas cultivares de oliveira (Olea europaea L.)

Os objetivos deste trabalho foram estabelecer in vitro as cultivares de oliveira 'Arbequina' e 'Maria da Fé' e avaliar a influência das tampas com membranas permeáveis a gases na morfogênese in vitro dessas cultivares. Inocularam-se segmentos nodais com gemas previamente descontaminadas pelo protocolo aqui desenvolvido. Utilizaram-se o delineamento inteiramente casualizado (DIC) em esquema fatorial 2³, duas cultivares; dois meios de cultura OM (Olive medium) (OM + 20 µM de zeatina [1]; e OM + 20 µM de zeatina + 10 µM de GA3 [2]); dois tipos de vedação (tampa rígida sem orifício e com membrana porosa) com cinco repetições/ tratamento; e a unidade experimental constituída por quatro tubos de ensaio. Avaliaram-se: a porcentagem de contaminação total; a porcentagem de contaminação fúngica e bacteriana; o número de gemas intumescidas; o número de brotos; e a porcentagem de oxidação. Aos 30 dias de cultivo, constatou-se a contaminação de 15% e 8,8% dos explantes de 'Arbequina' e 'Maria da Fé', respectivamente. Em 'Arbequina', 33,3% e 66,7% ocorreram por contaminação fúngica e bacteriana, respectivamente. Em 'Maria da Fé', 28,6% e 71,4% decorreram de contaminação fúngica e bacteriana, respectivamente. O número de gemas foi superior (p<0,05) em 'Arbequina', comparativamente à 'Maria da Fé', quando se utilizou tampa com membrana porosa para vedar os frascos. Em tampa rígida não houve diferença entre cultivares. O número de brotos no meio 1 foi superior estatisticamente (p<0,05) ao no meio 2. Não houve diferença estatística em porcentagem de oxidação. Sugere-se a utilização do protocolo de desinfestação aqui desenvolvido, como também do meio 1 e tampas com membranas porosas, pois isso favorecerá o desenvolvimento das gemas e a posterior formação de plantas.

FISIOLOGIA DA GERMINAÇÃO DE SEMENTES DE Dalbergia nigra(Vell.) Allemão ex Benth. SOB DIFERENTES TEMPERATURAS E TEMPOS DE EXPOSIÇÃO

A germinação de sementes é dependente de fatores abióticos, sendo a temperatura um dos principais, cuja influência, em condições extremas, causa danos às sementes. Este trabalho teve por objetivo investigar o efeito das diferentes temperaturas durante a germinação de Dalbergia nigra e suas implicações na fisiologia das sementes. Avaliaram-se o percentual de germinação, o índice de velocidade de germinação (IVG) e a integridade de membranas celulares pelo teste de condutividade elétrica de sementes em diferentes tempos de exposição às temperaturas de 5, 15, 25 (controle), 35 e 45 ºC. A temperatura de 25 ºC correspondeu à temperatura ideal de germinação. Em temperaturas de 5 e 45 ºC, a germinação foi nula. Houve redução da germinação de sementes de D. nigra com o aumento do tempo de exposição das sementes às temperaturas de 5, 15, 35 e 45 ºC. Diferentemente das demais temperaturas, a semipermeabilidade da membrana não é recuperada nas temperaturas de 5 e 45 ºC. A condutividade elétrica é uma técnica eficiente para avaliar a qualidade fisiológica das sementes em diferentes temperaturas.

Tratamento das uropatias obstrutivas fetais: experiência com novo cateter

A abordagem das uropatias diagnosticadas no período pré-natal é controversa, principalmente, porque o prognóstico desses fetos é variável. Contudo, trabalhos pioneiros têm demonstrado que a drenagem pré-natal do trato urinário obstruído pode melhorar o resultado em fetos selecionados. O objetivo deste trabalho é relatar a experiência do Serviço no tratamento das lesões obstrutivas do trato urinário, utilizando o cateter desenvolvido no Centro de Medicina Fetal do Hospital das Clínicas da UFMG. No total, 25/25 fetos com uropatia obstrutiva receberam o cateter. Três fetos necessitaram de mais de uma inserção; 10 dos 25 fetos que receberam o cateter (40%) sobreviveram com boa função renal e pulmonar pós-natal. Ocorreram complicações em 12/25 casos (48%) incluindo 6 com drenagem inadequada ou migração do cateter (24%); 1/25 (4%) ascite urinária; 1/25 (4%) descolamento prematuro de placenta; 1/25 (4%) rutura prematura de membrana; 2/25 (08%) trabalho de parto prematuro; 01/25 (04%) fibrose ou cicatrização do parênquima renal. Três dos 25 fetos (12%) morreram intra-útero e 12 (48%) fetos morreram no período neonatal. Concluindo, a drenagem do trato urinário com esse cateter provou ser tecnicamente possível e segura para mãe e feto, com uma taxa de sobrevida de 40%.