A cytoplasmically transmissible hypovirulence phenotype associated with mitochondrial DNA mutations in the chestnut blight fungus Cryphonectria parasitica.

Mutations causing mitochondrial defects were induced in a virulent strain of the chestnut blight fungus Cryphonectria parasitica (Murr.) Barr. Virulence on apples and chestnut trees was reduced in four of six extensively characterized mutants. Relative to the virulent progenitor, the attenuated mutants had reduced growth rates, abnormal colony morphologies, and few asexual spores, and they resembled virus-infected strains. The respiratory defects and attenuated virulence phenotypes (hypovirulence) were transmitted from two mutants to a virulent strain by hyphal contact. The infectious transmission of hypovirulence occurred independently of the transfer of nuclei, did not involve a virus, and dynamically reflects fungal diseases caused by mitochondrial mutations. In these mutants, mitochondrial mutations are further implicated in generation of the attenuated state by (i) uniparental (maternal) inheritance of the trait, (ii) presence of high levels of cyanide-insensitive mitochondrial alternative oxidase activity, (iii) cytochrome deficiencies, and (iv) structural abnormalities in the mtDNA. Hence, cytoplasmically transmissible hypovirulence phenotypes found in virus-free strains of C. parasitica from recovering trees may be caused by mutant forms of mtDNA.

The ionized gas in the CALIFA early-type galaxies I. Mapping two representative cases: NGC 6762 and NGC 5966

As part of the ongoing CALIFA survey, we have conducted a thorough bidimensional analysis of the ionized gas in two E/S0 galaxies, NGC 6762 and NGC 5966, aiming to shed light on the nature of their warm ionized ISM. Specifically, we present optical (3745–7300 Å) integral field spectroscopy obtained with the PMAS/PPAK integral field spectrophotometer. Its wide field-of-view (1′ × 1′) covers the entire optical extent of each galaxy down to faint continuum surface brightnesses. To recover the nebular lines, we modeled and subtracted the underlying stellar continuum from the observed spectra using the STARLIGHT spectral synthesis code. The pure emission-line spectra were used to investigate the gas properties and determine the possible sources of ionization. We show the advantages of IFU data in interpreting the complex nature of the ionized gas in NGC 6762 and NGC 5966. In NGC 6762, the ionized gas and stellar emission display similar morphologies, while the emission line morphology is elongated in NGC 5966, spanning ~6 kpc, and is oriented roughly orthogonal to the major axis of the stellar continuum ellipsoid. Whereas gas and stars are kinematically aligned in NGC 6762, the gas is kinematically decoupled from the stars in NGC 5966. A decoupled rotating disk or an “ionization cone” are two possible interpretations of the elongated ionized gas structure in NGC 5966. The latter would be the first “ionization cone” of such a dimension detected within a weak emission-line galaxy. Both galaxies have weak emission-lines relative to the continuum[EW(Hα) ≲ 3 Å] and have very low excitation, log([OIII]λ5007/Hβ) ≲ 0.5. Based on optical diagnostic ratios ([OIII]λ5007/Hβ, [NII]λ6584/Hα, [SII]λ6717, 6731/Hα, [OI]λ6300/Hα), both objects contain a LINER nucleus and an extended LINER-like gas emission. The emission line ratios do not vary significantly with radius or aperture, which indicates that the nebular properties are spatially homogeneous. The gas emission in NGC 6762 can be best explained by photoionization by pAGB stars without the need of invoking any other excitation mechanism. In the case of NGC 5966, the presence of a nuclear ionizing source seems to be required to shape the elongated gas emission feature in the “ionization cone” scenario, although ionization by pAGB stars cannot be ruled out. Further study of this object is needed to clarify the nature of its elongated gas structure.

Avaliação do antagonismo do efeito do sódio sobre o tratamento de água residuária de Charqueada com elevada salinidade em reator anaeróbio de manta de lodo (UASB)

As águas residuárias provenientes da indústria do charque são conhecidas por apresentarem elevado teor de cloreto de sódio, aliado a grandes concentrações de matéria orgânica proveniente do sangue liberado ao longo do processo industrial. Esse tipo de água residuária apresenta potencial para degradação biológica, contudo, o cloreto de sódio, em concentração elevada, pode inibir a atividade dos microrganismos e, em alguns casos, levar sistemas biológicos à falência. No presente trabalho, foi avaliada a viabilidade de degradação anaeróbia de efluente sintético de Charqueada contendo elevado teor de cloreto de sódio, em reator anaeróbio tipo UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), em escala de laboratório. Foram utilizados 4 reatores, alimentados com água residuária sintética com características similares à água residuária de Charqueada. O reator 1 foi utilizado como controle, o reator 2 recebeu NaCl e os demais (3 e 4) foram operados na presença de NaCl acrescidos de: betaína e potássio com cálcio, respectivamente. Os compostos citados são conhecidos como antagonizantes, por possuirem capacidade de minimizar o efeito inibitório do sódio sobre o processo de digestão anaeróbia. Os reatores foram inoculados com lodo de reator UASB e submetidos à concentração de 5000 mg/L de matéria orgânica, como DQO. A carga orgânica aplicada foi de 5 Kg/m3.d e os reatores não suportaram tal carga. Reiniciou-se a operação com aumento progressivo da DQO de 500 a 2000 mg/L resultando em cargas orgânicas de 0,5 a 2,0 Kg/m3.d, respectivamente. Após estabilização dos reatores, iniciou-se a fase de introdução de cloreto de sódio (1.500 a 13.500 mg/L) e antagonizantes com aumento progressivo a cada fase. Na presença ou ausência de antagonizantes, os reatores 2, 3 e 4 não tiveram o desempenho alterado até a concentração de NaCl de 6000 mg/L. Na presença de 9000 mg/L de NaCl, a betaína se mostrou pouco efetiva como soluto compatível no reator 3 e os antagonizantes do reator 4, potássio e cálcio, apresentaram efeitos estimulatórios. As morfologias encontradas ao longo do experimento foram cocos, víbrios, bacilos, sarcinas, além de morfologias semelhantes a Methanosarcina sp. e Methanosaeta sp. O aumento da concentração de cloreto de sódio provocou a redição da população de Arqueas.

Estudo da solidificação equiaxial utilizando o modelo do campo de fases tridimensional.

Este trabalho apresenta um estudo da solidificação de metais puros utilizando o modelo de campo de fases. O modelo é utilizado para simular a solidificação com o intuito de obter a morfologia da interface sólido-líquido sob diversas condições de transferência de calor. Foram realizados testes de validação comparando as morfologias da interface sólido-líquido obtida com as morfologias apresentadas em trabalhos anteriores para os casos bi e tridimensionais. O modelo do campo de fases adotado consiste principalmente de duas equações diferenciais: uma para calcular a variável de campo de fases e outra para calcular o campo de temperaturas. As equações foram solucionadas numericamente para um oitavo do domínio devido a simetria do problema. Os cálculos do modelo indicam que um sólido esférico com um raio inicial menor que o raio crítico de nucleação refunde. Entretanto uma esfera de raio maior cresce. Quando o sólido inicial cresce em uma malha numérica relativamente grosseira, a forma do sólido desvia da forma esférica devido perturbações na interface sólido-líquido. Quando a malha é refinada, as perturbações não são detectadas; contudo, quando introduzidas artificialmente as perturbações crescem e distorcem o formato esférico.

Plasma membrane dynamics in the Drosophila embryo

ABSTRACT Convergent extension is a highly conserved process among mammals, in which the tissue narrows in one axis, and extends across another. Tissue elongation is directed by the regulation of cell interface behaviors, which guides cell intercalation and rosette formation. Rosette formation occurs through the contraction of vertically oriented cell interfaces, and the subsequent elongation of new horizontal interfaces. It has been shown that actomyosin-generated tension functions to direct rosette formation. In this thesis, I have tested the function of regulators of F-actin networks, as well as endocytic and exocytic mechanisms, to identify new components that control interface behaviors and cell shape. I have performed a screen of F-actin regulators and nucleators, and pinpointed the specific actin nucleator dPod-1 as a candidate protein that is localized to vertical interfaces during tissue elongation. Furthermore, I have probed the function of endocytosis using the Shibire mutation, and demonstrated that endocytosis is required for vertical interface shrinking. Finally, I have used mutations in components of the Exocyst Complex and the associated protein RalA to inhibit exocytic mechanisms, in order to address their function in directing cell and tissue morphologies.

Ação sinérgica entre terapia fotodinâmica e terapia hipertérmica utilizando nanobarras de ouro

Estudos com tratamento hipertérmico de tumores utilizando nanopartículas metálicas têm sido realizados durante as últimas décadas e mostram resultados bons quanto à remissão de tumores, por vezes chegando à cura completa. O mesmo acontece em relação aos tratamentos baseados em ação fotodinâmica de fotossensibilizadores. Tratamentos aliando a terapia hipertérmica com nanopartículas de ouro e a terapia fotodinâmica com diversos fotossensibilizadores tem efeito sinérgico e apresenta excelente potencial terapêutico, em que pese serem necessários mais estudos para que uma nova terapia conjunta possa ser implementada. A proposta deste trabalho foi investigar esse efeito sinérgico utilizando nanobastões de ouro complexados com fotossensibilizadores. Após a síntese dos nanobastões pelo método de seeding, a eficácia do tratamento fotodinâmico e da terapia hipertérmica, separadamente, foi investigada. A metodologia do recobrimento dos nanobastões por fotossensibilizador, em um primeiro momento, não logrou êxito com a porfirina, porém com a ftalocianina tetracarboxilada se mostrou mais eficaz. A taxa de fotodegradação da ftalocianina em solução foi investigada como parâmetro para a eficiência em geração de oxigênio singlete. Após centrifugação e lavagem das nanopartículas, no entanto, evidenciou-se por espectrofotometria que o fotossensibilizador não permaneceu aderido aos nanobastões. Em um segundo momento, optamos por recobrir os nanobastões por porfirinas tetrassulfonadas, com ou sem grupamentos metil-glucamina. Após o processo de recobrimento, essas ftalocianinas formaram complexos iônicos com o CTAB que recobre os nanobastões. Os complexos nanobastões-ftalocianinas foram analisados por microscopia eletrônica de transmissão e as taxas de geração de oxigênio singlete e de radical hidroxil foram investigadas. Além disso, foram utilizadas para testes in vivo e in vitro com células de melanoma melanótico (B16F10) ou amelanótico (B16G4F). As células tumorais em cultura ou os tumores em camundongos C57BL6 foram irradiados com luz em 635 nm e os tumores foram observados por 15 dias após o tratamento. Houve evidente aumento na geração de oxigênio singlete por ambos fotossensibilizadores, e maior geração de radicais livres por parte do fotossensibilizador metilglucaminado. O oposto ocorre com o fotossensibilizador sem metilglucamina. Houve, também, moderada citotoxicidade no escuro quando células foram incubadas com nanopartículas recobertas por ftalocianinas ou não. Quando ativados pela luz, os complexos ftalocianinas-nanobastões desencadearam um aumento de 5ºC no meio de cultura das células, e a morte celular observada foi extensa (91% para a linhagem B16G4F e 95% para a linhagem B16F10). Tanto os resultados in vitro quanto os in vivo indicam que as propriedades das ftalocianinas testadas são melhoradas significativamente quando elas estão complexadas aos nanobastões. Este é um estudo pioneiro por utilizar duas porfirinas tetrassulfonadas específicas e por utilizar o mesmo comprimento de onda para a ativação dos fotossensibilizadores e nanobastões.

Avaliação de elementos potencialmente tóxicos em tintas

Neste trabalho são apresentados os resultados da determinação, por ICP OES, de elementos tóxicos e/ou potencialmente tóxicos (AI, Cr, Ni, Cu, Cd, As, Co e Pb) em tintas de acabamento imobiliário à base de água ou de solvente orgânico. Foram desenvolvidas e comparadas método de digestão de amostras utilizando diferentes misturas ácidas em bombas de decomposição, em fomo de microondas (sistema com radiação focalizada e com cavidade) e método de cinzas. O Método de digestão utilizando fomo de microondas com cavidade permitiu solubilização rápida e eficiente de todos os tipos de tintas testados, em tempo inferior a 35 minutos. As método apresentaram valores aceitáveis para a maioria dos elementos nos testes de adição e recuperação dos analitos. Os resíduos resultantes da digestão foram avaliados por MEV-EDS e não apresentaram os elementos estudados, comprovando a eficiência da metodologia. Mercúrio foi determinado usando um Analisador Direto de Mercúrio (DMA) e apresentou valores entre 43,0 ± 4,5 e 188 ± 9 µg Kg-1, valor considerado baixo quando comparado ao limite de 100 mg Kg-1, estabelecido na norma NRR 10004 para disposição de resíduos sólidos sem instalações especiais. O estudo da migração dos elementos para o ambiente após a exposição da tinta a agentes \"agressores\" , como raios ultravioletas e umidade, foi realizado usando câmara do tipo \"Weather-Ometer\" (envelhecimento acelerado). A avaliação dos resultados foi feita por MEV EDS e ICP OES. As micrografias de MEV mostraram que houve mudança na morfologia do polímero que foi submetido ao intemperismo acelerado. Os resultados obtidos não foram conclusivos quanto à migração dos analitos em função da baixa razão entre as massas degradada e não degradada das amostras. Uma proposta de metodologia para a avaliação por ICP OES das tintas e da disponibilidade de elementos tóxicos e potencialmente tóxicos, baseada na lixiviação de amostras secas em ambiente controlado é apresentada. São mostrados resultados de lixiviação de AI, Cr, Ni, Cu, Cd, As, Co e Pb com vários extratores e tempos diferentes de extração. Os resultados mostram que ocorre a migração de alguns elementos para as soluções estudadas e que, dos extratores avaliados, a chuva ácida apresentou maior potencial de lixiviação.

Resistência à abrasão de aço Hadfield para britadores: efeito do tamanho do abrasivo e do pH do meio.

Neste trabalho, foi investigado o efeito do tamanho do abrasivo e do pH do meio na resistência ao desgaste abrasivo do aço H-13 com matriz martensítica e do aço Hadfield com matriz austenítica. Ensaios de abrasão foram realizados utilizando o equipamento roda de borracha a úmido, variando o tamanho do abrasivo entre 0,15 e 2,40 mm e o pH do meio entre 5,5 e 12,8. As microestruturas dos materiais estudados foram analisadas utilizando microscopia óptica, as superfícies de desgaste e as partículas de desgaste foram analisadas em microscópio eletrônico de varredura. A macrodureza e a microdureza, antes e após os ensaios, foram obtidas utilizando durômetro Vickers. A topografia da região central da superfície de desgaste foi obtida utilizando Perfilometria 3D, visando obter valores de profundidade de penetração do abrasivo. Os resultados mostraram que o aço Hadfield é mais resistente do que o aço H-13 em todos os valores de pH e tamanhos de abrasivo utilizados. Para os dois materiais, a perda de massa aumenta linearmente até um tamanho crítico de abrasivo (TCA) e, após este, a mesma continua a aumentar, mas com uma intensidade menor. Para os dois materiais e para todos os tamanhos de abrasivo, o aumento do pH do meio resultou em menores perdas de massa, sendo este efeito maior para os dois menores tamanhos de abrasivo. Para maiores valores de pH, foram observadas menores profundidades de penetração do abrasivo. A microdureza da superfície de desgaste do aço H-13 sofreu um pequeno aumento com o aumento do tamanho do abrasivo enquanto que para o aço Hadfield esse aumento foi mais intenso. A análise das partículas de desgaste mostraram que, para todas as condições ensaiadas, os debris do aço H-13 tinham duas morfologias, contínuas e descontínuas enquanto que os cavacos do aço Hadfield foram sempre descontínuos. Para os dois materiais, foram observados dois micromecanismos de desgaste, sendo eles microcorte e microsulcamento. Por fim, os resultados apresentados neste trabalho sugerem que a análise de desempenho do aço Hadfield em serviço deve considerar o pH do meio bem como a granulometria do abrasivo em contato.

Overexpression of guanylate cyclase activating protein 2 in rod photoreceptors in vivo leads to morphological changes at the synaptic ribbon

Guanylate cyclase activating proteins are EF-hand containing proteins that confer calcium sensitivity to retinal guanylate cyclase at the outer segment discs of photoreceptor cells. By making the rate of cGMP synthesis dependent on the free intracellular calcium levels set by illumination, GCAPs play a fundamental role in the recovery of the light response and light adaptation. The main isoforms GCAP1 and GCAP2 also localize to the synaptic terminal, where their function is not known. Based on the reported interaction of GCAP2 with Ribeye, the major component of synaptic ribbons, it was proposed that GCAP2 could mediate the synaptic ribbon dynamic changes that happen in response to light. We here present a thorough ultrastructural analysis of rod synaptic terminals in loss-of-function (GCAP1/GCAP2 double knockout) and gain-of-function (transgenic overexpression) mouse models of GCAP2. Rod synaptic ribbons in GCAPs−/− mice did not differ from wildtype ribbons when mice were raised in constant darkness, indicating that GCAPs are not required for ribbon early assembly or maturation. Transgenic overexpression of GCAP2 in rods led to a shortening of synaptic ribbons, and to a higher than normal percentage of club-shaped and spherical ribbon morphologies. Restoration of GCAP2 expression in the GCAPs−/− background (GCAP2 expression in the absence of endogenous GCAP1) had the striking result of shortening ribbon length to a much higher degree than overexpression of GCAP2 in the wildtype background, as well as reducing the thickness of the outer plexiform layer without affecting the number of rod photoreceptor cells. These results indicate that preservation of the GCAP1 to GCAP2 relative levels is relevant for maintaining the integrity of the synaptic terminal. Our demonstration of GCAP2 immunolocalization at synaptic ribbons at the ultrastructural level would support a role of GCAPs at mediating the effect of light on morphological remodeling changes of synaptic ribbons.

Microwave-assisted catalysis by iron oxide nanoparticles on MCM-41: Effect of the support morphology

Catalytically active heterogeneous catalysts have been prepared via microwave deposition of iron oxide nanoparticles (0.5–1.2 wt%) on MCM-41 type silica materials with different morphologies (particles, helical and spheres). This methodology leads to iron oxide nanoparticles composed by a mixture of FeO and Fe2O3 species, being the Fe(II)/Fe(III) peak ratio near to 1.11 by XPS. DRUV spectroscopy indicates the presence of tetrahedral coordinated Fe3+ in the silica framework of the three catalysts as well as some extraframework iron species in the catalysts with particle and sphere-like morphologies. The loading of the nanoparticles does neither affect the mesopore arrangement nor the textural properties of the silica supports, as indicated by SAXS and nitrogen adsorption/desorption isotherms. A detailed investigation of the morphology of the supports in various microwave-assisted catalyzed processes shows that helical mesostructures provide optimum catalytic activities and improved reusabilities in the microwave-assisted redox (selective oxidation of benzyl alcohol) catalyzed process probably due to a combination of lower particle size and higher acidity in comparison with the supports with particle and sphere morphology.

Análisis de las relaciones morfología-propiedades en nanocompuestos basados en matrices de copolímeros de bloque

El objetivo principal de la presente investigación ha sido desarrollar una nueva clase de materiales nanocompuestos orgánicos-inorgánicos basados en la capacidad de los copolímeros de bloque de auto-organizarse promoviendo la dispersión de nanopartículas, así como relacionar las diferentes morfologías obtenidas con las propiedades finales de los nanocompuestos. Para generar la nanoestructuración de estos nanocompuestos basados en copolímeros de bloque, como el poli(estireno-b-isopreno-b-estireno) (SIS) y el poli(estireno-b-butadieno-b-estireno) (SBS) en nanopartículas de plata, se han utilizado los conceptos de compatibilización y confinamiento. Es decir, las nanopartículas inorgánicas se confinaron en una sola fase del copolímero de bloque mediante tratamientos superficiales y su funcionalización física. En particular, se utilizaron surfactantes (el cloruro de tetrametilamonio, TMAC, y el dodecanotiol, DT) para favorecer la interacción entre las nanopartículas inorgánicas y la matriz polimérica. Teniendo en cuenta los cálculos teóricos de los parámetros de solubilidad obtenidos mediante la teoría de Hoftizer-Van Krevelen, y la electronegatividad propia de los diferentes elementos, los dos surfactantes elegidos tienen una muy buena compatibilidad con el bloque de estireno favoreciendo la localización de las nanopartículas de plata en este bloque.

Tailoring the Surface Chemistry of Activated Carbon Cloth by Electrochemical Methods

This paper presents a systematic study of the effect of the electrochemical treatment (galvanostatic electrolysis in a filter-press electrochemical cell) on the surface chemistry and porous texture of commercial activated carbon cloth. The same treatments have been conducted over a granular activated carbon in order to clarify the effect of morphology. The influence of different electrochemical variables, such as the electrode polarity (anodic or cathodic), the applied current (between 0.2 and 1.0 A) and the type of electrolyte (HNO3 and NaCl) have also been analyzed. The anodic treatment of both activated carbons causes an increase in the amount of surface oxygen groups, whereas the cathodic treatment does not produce any relevant modification of the surface chemistry. The HNO3 electrolyte produced a lower generation of oxygen groups than the NaCl one, but differences in the achieved distribution of surface groups can be benefitial to selectively tune the surface chemistry. The porous texture seems to be unaltered after the electro-oxidation treatment. The validity of this method to introduce surface oxygen groups with a pseudocapacitive behavior has been corroborated by cyclic voltammetry. As a conclusion, the electrochemical treatment can be easily implemented to selectively and quantitatively modify the surface chemistry of activated carbons with different shapes and morphologies.

Ultraluminous X-ray sources with the SKA

The discovery almost three decades ago of non-nuclear, point-like X-ray sources with X-ray luminosities LX ≥ 3 × 1039 erg s−1 revolutionized the physics of black hole accretion. If of stellar origin, such Ultraluminous X-ray sources (ULXs) would have to accrete at super-Eddington rates in order to reach the observed high X-ray luminosities. Alternatively, ULXs could host sub-Eddington accreting intermediate-mass black holes, which are the long-time sought missing link between stellar and supermassive black holes and the possible seeds of the supermassive black holes that formed in the early Universe. The nature of ULXs can be better investigated in those cases for which a radio counterpart is detected. Radio observations of ULXs have revealed a wide variety of morphologies and source types, from compact and extended jets to radio nebulae and transient behaviours, providing the best observational evidence for the presence of an intermediate-mass black hole in some of them. The high sensitivity of the SKA will allow us to study the faintest ULX radio counterparts in the Local Universe as well as to detect new sources at much larger distances. It will thus perform a leap step in understanding ULXs, their accretion physics, and their possible role as seed black holes in supermassive black hole and galaxy growth.

Morphological classification of microtidal sand and gravel beaches

A new classification of microtidal sand and gravel beaches with very different morphologies is presented below. In 557 studied transects, 14 variables were used. Among the variables to be emphasized is the depth of the Posidonia oceanica. The classification was performed for 9 types of beaches: Type 1: Sand and gravel beaches, Type 2: Sand and gravel separated beaches, Type 3: Gravel and sand beaches, Type 4: Gravel and sand separated beaches, Type 5: Pure gravel beaches, Type 6: Open sand beaches, Type 7: Supported sand beaches, Type 8: Bisupported sand beaches and Type 9: Enclosed beaches. For the classification, several tools were used: discriminant analysis, neural networks and Support Vector Machines (SVM), the results were then compared. As there is no theory for deciding which is the most convenient neural network architecture to deal with a particular data set, an experimental study was performed with different numbers of neuron in the hidden layer. Finally, an architecture with 30 neurons was chosen. Different kernels were employed for SVM (Linear, Polynomial, Radial basis function and Sigmoid). The results obtained for the discriminant analysis were not as good as those obtained for the other two methods (ANN and SVM) which showed similar success.

Water-triggered spontaneous surface patterning in thin films of mexylaminotriazine molecular glasses

Surface patterning that occurs spontaneously during the formation of a thin film is a powerful tool for controlling film morphology at the nanoscale level because it avoids the need for further processing. However, one must first learn under which conditions these patterning phenomena occur or not, and how to achieve control over the surface morphologies that are generated. Mexylaminotriazine-based molecular glasses are small molecules that can readily form amorphous thin films. It was discovered that this class of materials can either form smooth films, or films exhibiting either dome or pore patterns. Depending on the conditions, these patterns can be selectively obtained during film deposition by spin-coating. It was determined that this behavior is controlled by the presence of water or, more generally, of a solvent in which the compounds are insoluble, and that the relative amount and volatility of this poor solvent determines which type of surface relief is obtained. Moreover, AFM and FT-IR spectroscopy have revealed that the thin films are amorphous independently of surface morphology, and no difference was observed at the molecular or supramolecular level. These findings make this class of materials and this patterning approach in general extremely appealing for the control of surface morphology with organic nanostructures.