Dynamics and Regulation of RecA Polymerization and De-Polymerization on Double-Stranded DNA

The RecA filament formed on double-stranded (ds) DNA is proposed to be a functional state analogous to that generated during the process of DNA strand exchange. RecA polymerization and de-polymerization on dsDNA is governed by multiple physiological factors. However, a comprehensive understanding of how these factors regulate the processes of polymerization and de-polymerization of RecA filament on dsDNA is still evolving. Here, we investigate the effects of temperature, pH, tensile force, and DNA ends (in particular ssDNA overhang) on the polymerization and de-polymerization dynamics of the E. coli RecA filament at a single-molecule level. Our results identified the optimal conditions that permitted spontaneous RecA nucleation and polymerization, as well as conditions that could maintain the stability of a preformed RecA filament. Further examination at a nano-meter spatial resolution, by stretching short DNA constructs, revealed a striking dynamic RecA polymerization and de-polymerization induced saw-tooth pattern in DNA extension fluctuation. In addition, we show that RecA does not polymerize on S-DNA, a recently identified novel base-paired elongated DNA structure that was previously proposed to be a possible binding substrate for RecA. Overall, our studies have helped to resolve several previous single-molecule studies that reported contradictory and inconsistent results on RecA nucleation, polymerization and stability. Furthermore, our findings also provide insights into the regulatory mechanisms of RecA filament formation and stability in vivo.

Structural and Magnetic Phase Transformations of Hydroxyapatite-Magnetite Composites under Inert and Ambient Sintering Atmospheres

The present work reports the impact of sintering conditions on the phase stability in hydroxyapatite (HA) magnetite (Fe3O4) bulk composites, which were densified using either pressureless sintering in air or by rapid densification via hot pressing in inert atmosphere. In particular, the phase abundances, structural and magnetic properties of the (1-x)HA-xFe(3)O(4) (x = 5, 10, 20, and 40 wt %) composites were quantified by corroborating results obtained from Rietveld refinement of the X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and Mossbauer spectroscopy. Post heat treatment phase analysis revealed a major retention of Fe3O4 in argon atmosphere, while it was partially/completely oxidized to hematite (alpha-Fe2O3) in air. Mossbauer results suggest the high-temperature diffusion of Fe3+ into hydroxyapatite lattice, leading to the formation of Fe-doped HA. A preferential occupancy of Fe3+ at the Ca(1) and Ca(2) sites under hot-pressing and conventional sintering conditions, respectively, was observed. The lattice expansion in HA from Rietveld analysis correlated well with the amounts of Fe-doped HA determined from the Mossbauer spectra. Furthermore, hydroxyapatite in the monoliths and composites was delineated to exist in the monoclinic (P2(1)/b) structure as against the widely reported hexagonal (P6(3)/m) crystal lattice. The compositional similarity of iron doping in hydroxyapatite to that of tooth enamel and bone presents HA-Fe3O4 composites as potential orthopedic and dental implant materials.

Numerical Investigations for Leakage and Windage Heating in Straight-Through Labyrinth Seals

The ability to quantify leakage flow and windage heating for labyrinth seals with honeycomb lands is critical in understanding gas turbine engine system performance and predicting its component life. Variety of labyrinth seal configurations (number of teeth, stepped or straight, honeycomb cell size) are in use in gas turbines, and for each configuration, there are many geometric factors that can impact a seal's leakage and windage characteristics. This paper describes the development of a numerical methodology aimed at studying the effect of honeycomb lands on leakage and windage heating. Specifically, a three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) model is developed utilizing commercial finite volume-based software incorporating the renormalization group (RNG) k-epsilon turbulence model with modified Schmidt number. The modified turbulence model is benchmarked and fine-tuned based on several experiments. Using this model, a broad parametric study is conducted by varying honeycomb cell size, pressure ratio (PR), and radial clearance for a four-tooth straight-through labyrinth seal. The results show good agreement with available experimental data. They further indicate that larger honeycomb cells predict higher seal leakage and windage heating at tighter clearances compared to smaller honeycomb cells and smooth lands. However, at open seal clearances larger honeycomb cells have lower leakage compared to smaller honeycomb cells.

A general design method for electric machines using magnetic circuit model considering the flux saturation problem

This paper proposes an analytical approach that is generalized for the design of various types of electric machines based on a physical magnetic circuit model. Conventional approaches have been used to predict the behavior of electric machines but have limitations in accurate flux saturation analysis and hence machine dimensioning at the initial design stage. In particular, magnetic saturation is generally ignored or compensated by correction factors in simplified models since it is difficult to determine the flux in each stator tooth for machines with any slot-pole combinations. In this paper, the flux produced by stator winding currents can be calculated accurately and rapidly for each stator tooth using the developed model, taking saturation into account. This aids machine dimensioning without the need for a computationally expensive finite element analysis (FEA). A 48-slot machine operated in induction and doubly-fed modes is used to demonstrate the proposed model. FEA is employed for verification.

Effect of dentin tubules on the mechanical properties of dentin - part III: Numerical, analysis

Imitating a real tooth and the periodontal supporting tissues, we have established a 2D finite element model and carried out a numerical analysis based on the inhomogeneous and anisotropic (IA) stress-strain relation and strength model of dentin proposed in the preceding Parts I and II, and the conventional homogeneous and isotropic (III) model, respectively. Quite a few cases of loadings for a non-defected and a defected tooth are considered. The numerical results show that the stress level predicted by the IA model is remarkably higher than that by the III model, revealing that the effect of the dentin tubules should be taken into a serious consideration from the viewpoint of biomechanics.

Estimating age of spotted and spinner dolphins (Stenella attenuata and Stenella longirostris) from teeth

This paper is an account of preparation and examination techniques and criteria used to estimate age in decalcified and stained tooth thin sections from spinner and spotted dolphins. A dentinal growth layer group (GLG), composed of two thin light and two thicker dark-stained layers, is deposited annually. The GLG component layers are variably visible, but the "ideal" pattern and successive thinning of dentinal GLGs are used as a guide to determine GLG limits. Age-specific thicknesses of dentinal GLGs found in Hawaiian spinner dolphin teeth seem to be applicable to teeth of spotted dolphins and can be used as an aid in locating GLG boundaries. Cementa1 GLGs are composed of a dark-stained and alightly stained layer and usually are deposited at a rate of one per year, but may be deposited every other year or two or three times per year. Two slightly different methods of counting dentinal GLGs are presented, along with guidelines for determining whether dentinal or cementa1 GLG counts provide the best estimate of age for a specimen. (PDF contains 23 pages.)

Preparation of acetate peels of valves from the ocean quahog, Arctica islandica, for age determinations

Techniques are described for preparing acetate peels of sectioned valves of ocean quahogs, Arctica islandica, for age determinations. The respective sequence of preparation begins by sectioning left valves oriented to include a single hinge tooth, bleaching to remove the heavy periostracum, embedding the valves in an epoxy resin, grinding and polishing the embedments to a high luster, etching the exposed cut valve surfaces, and applying sheet acetate with acetone. Annuli are clearly defined relative to growth increments in the peel preparations for all sizes and ages of ocean quahogs. (PDF file contains12 pages.)

Additions to a revision of the shark genus Carcharhinus: Synonymy of Aprionodon and Hypoprion, and description of a new species of Carcharhinus (Carcharhinidae)

Features of the valid nominal species of Aprionodon Gill (isodon Valenciennes) and Hypoprion Muller and Henle (hemiodon Valenciennes, macloti Muller and Henle, and signatus Poey), plus those of a previously unrecognized species here described as Carcharhinus leiodon n.sp., are examined and compared with those of Carcharhinus Blainville. Features studied include morphometrics, vertebral numbers and other vertebral characteristics, tooth numbers, color pattern, and some other aspects of external morphology. It is concluded that on these features C. leiodon n.sp. is entirely encompassed within the parameters of Carcharhinus, and that, although A. isodon, H. hemiodon, H. macloti, and H. signatus each extend the range of diversity of Carcharhinus in one or more features, A. isodon is not uniquely different from Carcharhinus, and there is no common pattern of difference between the three species of Hypoprion and Carcharhinus. Accordingly, and because the nature of the teeth of Aprionodon and Hypoprion has been found insufficient to warrant generic distinction from Carcharhinus, the genera Aprionodon and Hypoprion are synonymised with Carcharhinus. A diagnosis and description are given for each of the above species. The descriptions include measurements, counts, and line illustrations that show the whole shark in lateral view, underside of head, nostril, and teeth. The geographic distribution is summarized, as are also the meager biological data available on number of embryos, size at birth, size at sexual maturity, and maximum size. (PDF file contains 32 pages.)

First occurrence of Mosasauridae (Squamata) in the Maastrichtian (latest Cretaceous) of Alicante (Valencia Community, Eastern Spain)

8 p.

Expressão e distribuição de CGRP, VEGF e TGF-β na gengiva dos dentes de ratos com periodontite induzida por ligadura: aspectos imunohistoquímicos

No momento em que há a agressão tecidual e a defesa inata é deflagrada, mediadores químicos são liberados no local afetado. Esses mediadores podem ser de origem celular tais como CGRP, VEGF e TGFß. Os objetivos desta pesquisa foram avaliar a expressão e distribuição de CGRP, TGFß e VEGF na gengiva do primeiro molar inferior esquerdo de rato no 7 e 14 dias após a indução por ligadura; a expressão e distribuição de CGRP, TGFß e VEGF na gengiva do dente contralateral correspondente sem ligadura, no 7 e 14 dias, e se a indução da periodontite por ligadura no dente experimental provoca uma inflamação na gengiva do dente contralateral correspondente no 7 e 14 dias após a ligadura. Para o desenvolvimento deste trabalho foram selecionados 15 ratos Rattus Novergicus, Albinus, Wistar. O grupo experimental de 12 ratos foi dividido em 2 subgrupos compostos por 6 ratos cada um deles distribuídos da seguinte maneira: os do subgrupo A1 permaneceram com a ligadura no primeiro molar inferior esquerdo por 7 dias e foram sacrificados; os do subgrupo A-2 -permaneceram com a ligadura no primeiro molar inferior esquerdo por 14 dias e foram sacrificados. Outros três animais constituíram o grupo controle. Após o sacrifício dos 12 animais dos grupos experimentais e controle suas mandíbulas foram colocadas em ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) neutro para sofrerem descalcificação. Então foram processadas para inclusão em parafina e os cortes histológicos foram corados pela hematoxilina-eosina e submetidos à técnica imunohistoquímica para imunomarcação de CGRP, VEGF e TGFß. Aos 7 dias de ligadura observou-se na lâmina própria gengival, epitélio juncional e epitélio oral, expressiva marcação para CGRP. A expressão de VEGF foi intensa na lamina própria e com pouca ou nenhuma marcação no epitélio oral e juncional. O TGFß apresentou pouca marcação na lâmina própria ou nenhuma marcação no epitélio oral e juncional. Aos 14 dias de ligadura houve expressiva marcação de CGRP na lâmina própria, epitélios oral e juncional. O VEGF e o TGFß apresentaram muita marcação na lâmina própria e pouca ou nenhuma marcação no epitélio oral e juncional. Na gengiva dos dentes contralaterais nos 7 e 14 dias houve pouca marcação do CGRP do TGFß na lâmina própria e muita marcação do VEGF. Na gengiva dos dentes controle observou-se muita marcação do CGRP no epitélio juncional e oral e na lâmina própria. O TGFß e o VEGF se expressaram muito pouco ou não se expressaram. Devido à marcação expressiva do VEGF na lâmina própria dos dentes contralaterais, permanece inconclusiva a adequação do uso dos dentes contralaterais nos estudos experimentais das doenças periodontais, embora a expressão de TGFß e CGRP tenham sido menores nestes dentes. A maior marcação do CGRP, VEGF e TGFß nos animais com 14 dias de ligadura do que aos 7 dias demonstra a progressão do processo inflamatório crônico, não se observando processo de reparação cicatricial.

Aplicação da técnica de difração de raios X usando luz síncroton para caracterização de esmalte dentário humano flluorótico e de controle

Com a introdução do flúor como o principal agente anticariogênico e, talvez, um aumento do flúor na nossa cadeia alimentar, a fluorose dentária tornou-se um problema mundial. Os mecanismos que conduzem à formação do esmalte fluorótico são desconhecidos, mas devem envolver modificações nas reações físico-químicas básicas de desmineralização e remineralização do esmalte dentário. O aumento daquantidade de flúor no cristal apatita resulta no aumento dos parâmetros de rede. O objetivo deste trabalho é caracterizar o esmalte dentário humano saudável e fluorótico usando difração de raios X com luz síncrotron. Todos os perfis de espalhamento foram medidos na linha de difração de raios X (XRD1) do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, Campinas SP. Os experimentos foram realizados usando amostras em pó e em lâminas polidas. As amostras em pó foram analisadas a fim de obter a caracterização do esmalte dentário saudável. As lâminas foram analisadas em áreas do esmalte específicas identificadas como fluoróticas. Todos os perfis foram comparados com amostras de esmalte de controle e também com a literatura. A evidente similaridade entre os perfis de difração mostraram a analogia entre as estruturas do esmalte dentário e a hidroxiapatita padrão. Fica evidente que os perfis de difração do esmalte dentário das amostras em lâmina são diferentes daqueles obtidos para o esmalte em pó. As diferenças encontradas incluem variação na cristalinidade e orientação preferencial. Os valores encontrados para as distâncias interplanares para o esmalte de controle e fluorótico das amostras em lâmina não apresentaram diferenças estatisticamente significativas. Isto pode ser explicado pelo fato que a hidroxiapatita e a fluoropatita formam cristais com a mesma estrutura hexagonal, mesmo grupo de simetria e têm parâmetros de rede muito próximos, os quais a habilidade do sistema não foi suficiente para resolver. Finalmente, este trabalho mostra que a difração de raios X usando radiação síncrotron é uma técnica poderosa para o estudo da cristalografia e microestrutura do esmalte dentário e, ainda, pode ser igualmente aplicada no estudo de outros tecidos biológicos duros e de biomateriais sintéticos.

Ancylidae (Mollusca, Heterobranchia, Pulmonata, Basommatophora) do Estado do Rio de Janeiro, Brasil: morfologia, sistemática e distribuição geográfica

Os moluscos pateliformes de água doce da região Neotropical são comumente atribuídos a família Ancylidae sensu latum, abrangendo sete gêneros com pelo menos 13 espécies válidas e sete com identificação duvidosa. Os ancilídeos possuem pequenas dimensões, alcançam no máximo 15 mm de comprimento. Sua concha é frágil, composta por duas regiões, a protoconcha e a teleoconcha, as quais apresentam caracteres relevantes para a sistemática. Na parte mole as impressões musculares, a pigmentação do manto, o sistema reprodutor e a rádula são importantes para o estudo da família. Apesar de existirem vários registros de ocorrência para ancílideos no Estado do Rio de Janeiro (ERJ), existem poucos dados morfológicos. O principal objetivo deste estudo foi fornecer e ampliar as informações sobre a morfologia e distribuição geográfica das espécies de Ancylidae encontradas no ERJ. Os materiais utilizados foram procedentes de coletas próprias, material depositado em Coleções Científicas e dados de revisão bibliográfica. O estudo da morfologia comparada das conchas foi realizado com o auxílio de imagens de microscópio óptico e de varredura. Para a comparação das partes moles, os espécimes foram corados e dissecados sob lupa. Através da conquiliometria analisamos as diferenças inter e intrapopulacionais. Com este trabalho, a riqueza conhecida para Ancylidae no ERJ, aumentou de cinco para sete espécies: Burnupia sp., Ferrissia sp., Gundlachia radiata (Guilding, 1828),G. ticaga (Marcus & Marcus, 1962), Gundlachia sp., Hebetancylus moricandi (d`Orbigny, 1837) e Uncancylus concentricus (d`Orbigny, 1837). Gundlachia radiata e U. concentricus constituem novos registros para o ERJ, e G. radiata para a Região Sudeste. As três espécies com o maior número de registros de ocorrência no ERJ foram: G. ticaga (66%), Ferrissia sp. (37%) e Gundlachia sp. (18%). A ampla distribuição de G. ticaga pode ser devido à capacidade de suportar ambientes impactados. Em relação à morfologia, Burnupia sp. difere de Burnupia ingae Lanzer, 1991, única espécie deste gênero descrita para o Brasil, por apresentar diferenças na microescultura da concha e também na forma das impressões musculares. Ferrissia sp. difere de F. gentilis Lanzer, 1991, devido a diferenças na microescultura apical e número de cúspides no dente central da rádula. Gundlachia sp. é diferente de G. ticaga e G. radiata, por apresentar a abertura da concha mais arredondada, ápice mais recurvado, ultrapassando a borda da concha, pontuações irregulares em toda a protoconcha e forma dos músculos adutores anterior direito e posterior mais elíptica. A morfologia interna também mostra diferenças entre Gundlachia sp. e G. ticaga, como o apêndice terminal do útero e o número de folículos do ovoteste. Através das análises conquiliométricas, constatamos para os gêneros Burnupia, Ferrrissia e Gundlachia, que os índices morfométricos se mostraram melhores que as medidas lineares para a discriminação das espécies, provavelmente porque esses índices diminuem o efeito da amplitude de tamanho das conchas, que são fortemente influenciadas pelas variações ecofenotípicas. Contudo, os caracteres diagnósticos das conchas e das partes moles (impressões musculares) são indispensáveis para a identificação dos gêneros e espécies de Ancylidae. Palavras-chave: Mollusca. Moluscos de água doce. Morfologia. Distribuição geográfica. Estado do Rio de Janeiro.uscos.

Em busca do convívio social: o regime semi-aberto no Instituto Penal Oscar Stevenson

O presente trabalho tem como objetivo central analisar o Sistema Penitenciário do Estado do Rio de Janeiro a partir do regime semi-aberto, tendo como campo de análise o Instituto Penal Oscar Stevenson, situado em Benfica, no município do Rio de Janeiro, voltado para um público carcerário feminino. Buscou-se verificar, sob o enfoque das presas, a expectativa e possibilidades de retorno ao convívio social; analisar os aspectos jurídico-institucionais referentes ao regime semi-aberto, no que tange a obtenção dos benefícios, junto a Lei de Execução Penal e identificar quais as parcerias que viabilizam a inserção delas no mercado de trabalho. Para a efetivação desse trabalho utilizou-se, preferencialmente os pressupostos teóricos e metodológicos da pesquisa quali-quantitativa, pois foi trabalhado não só no nível da objetividade, mas também no significado das ações e relações humanas, sabendo que a realidade prisional é perpassada por questões de cunho opressor, punitivo, em função de preconizar a segurança. Foram realizados também levantamentos de dados bibliográficos e censitários, bem como entrevistas semi-estruturadas junto aos agentes penitenciários do setor de educação e classificação e principalmente as presas. A análise do material coletado permitiu confirmar as hipóteses da pesquisa: i) que a ausência de oportunidades que garantam às presas os benefícios do regime semi-aberto não se dá por falta de instrumentos legais, mas sim pela burocracia no cadastramento e poucas parcerias de cursos profissionalizantes, empresas privadas que absorvam mão-de-obra das presas do regime semi-aberto; e ii) e que no momento em que as presas ainda estavam no regime fechado, não tiveram oportunidades de se capacitarem e também os vínculos familiares não foram mantidos, com isso dificultando que estas usufruam dos benefícios do regime semi-aberto. E, conseqüentemente, sendo cada vez mais adiado o seu retorno gradativo ao convívio social, através da progressão de regime.

Avaliação dos métodos para análise da microinfiltração marginal em restaurações de resina composta classe V in vitro

O objetivo deste estudo foi comparar os resultados da microinfiltração marginal obtidos por diferentes meios de aquisição de imagens e métodos de mensuração da penetração de prata em restaurações de resina composta classe V, in vitro. Dezoito pré-molares humanos hígidos, recém extraídos, foram divididos em três grupos, de acordo com o tipo de instrumento para preparação cavitária utilizado. Grupo 1: ponta diamantada número 3100, em alta rotação. Grupo 2: broca carbide número 330, em alta rotação. Grupo 3: ponta CVDentus código 82137, em aparelho de ultrassom. Foram realizados preparos cavitários padronizados (3x4x2mm) classe V nas faces vestibular e lingual de todos os dentes, com margens oclusais em esmalte e cervicais em dentina/cemento. As cavidades foram restauradas com o sistema adesivo Solobond M (VOCO) e resina composta Grandio (VOCO), a qual foi inserida e fotoativada em três incrementos. Os corpos de prova ficaram imersos em água destilada por 24h a 37oC; receberam acabamento e polimento com discos SofLex (3M) e foram novamente armazenados em água destilada, por sete dias. Posteriormente, as superfícies dentárias foram coberta com duas camadas de esmalte para unhas vermelho, exceto as áreas adjacentes às restaurações. Os espécimes ficaram imersos em solução aquosa de nitrato de prata a 50% por 24h e em solução fotorreveladora por 2h e foram seccionados no sentido vestíbulo-lingual, passando pelo centro das restaurações, com disco diamantado em baixa rotação. As amostras foram polidas em politriz horizontal e analisadas por diferentes métodos. À extensão da microinfiltração foi atribuído escores de 0 a 3 através de análises por meio de estereomicroscópio tradicional e com leds e microscópio ótico. As imagens obtidas na lupa com leds e no microscópio ótico tiveram as áreas infiltradas medidas através do software AxioVision. O teste χ2 de McNemar-Bowker revelou concordância estatística entre estereomicroscópio tradicional e o com leds (p=0,809) durante análises semiquantitativas. Porém, houve diferenças significantes entre microscópio ótico e estereomicroscópios (p<0,001). Houve boa correlação entre análises semiquantitativas e quantitativas de acordo com o teste de Spearmann (p<0,001). O teste de Kruskall-Wallis não revelou diferenças estatisticamente significantes (p=0,174) entre os grupos experimentais na análise quantitativa por microscópio ótico, em esmalte. Ao contrário do que se observa com a mesma em lupa (p<0,001). Conclui-se que o método de atribuição de escores comumente aplicado com a lupa nos estudos da microinfiltração marginal é uma opção confiável para análise da microinfiltração.

Adesão dos cimentos Epiphany SE e iRoot SP: Resistência à tração e mapeamento dentinário por microscopia digital

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da microestrutura dentinária na adesão de cimentos endodônticos modernos através: do desenvolvimento de uma metodologia para caracterizar microestruturalmente a dentina; da avaliação da resistência de união (através de ensaios de tração) dos cimentos endodônticos Epiphany SE, iRoot SP e AH Plus; da correlação dos dados obtidos da caracterização da microestrutura dentinária e dos ensaios de tração. Trinta terceiros molares inclusos, recém extraídos, foram embutidos em resina epóxi e seccionados 0,5mm abaixo da junção esmalte-dentina. Doze amostras foram eliminadas durante à preparação metalográfica devido à exposição da câmara pulpar. De cada dente, uma área de análise (AA) com 3,25 mm de diâmetro foi mapeada utilizando técnicas de microscopia ótica digital para: captura de ~400 imagens formando um mosaico; análise digital de imagens, obtendo os resultados de quantidade de túbulos (QT) e de fração de área de túbulos (FAT) do mosaico; conversão da imagem do mosaico em um mapa colorido em que as cores estão diretamente relacionadas à densidade de área tubular. As dezoito amostras restantes foram divididas em 3 grupos (N=6), de acordo com o cimento utilizado, para confecção dos corpos de prova para os ensaios de tração. Os valores de da resistência de união (RU) obtidos foram analisados estatisticamente com teste não-pareado t com correção de Welch e pelo teste F para comparar variâncias Os dados de FAT e de QT foram submetidos ao teste de D'Agostino & Pearson revelando-se não normais (P>0,05), o que indica grande variabilidade da amostragem. O cimento Epiphany SE apresentou uma resistência de união significativamente menor que o cimento AH Plus (P <0,05). Os corpos de prova do iRoot SP falharam prematuramente e não foram analisados. A aplicação do teste r de Spearman não demonstrou correlação significativa entre FAT e RU (P>0,05). O MEV de pressão variável foi utilizado para avaliar qualitativamente a superfície de fratura após os ensaios de tração. A análise revelou um padrão de fratura mista para o AH Plus e o Epiphany SE, além de diferenças no tamanho e na forma das partículas desses cimentos, o que pode influenciar no comportamento mecânico. Dentro da amostragem realizada, não se encontrou correlação significativa entre microestrutura dentinária e a resistência de união.