Multidrug resistance proteins QacA and QacB from Staphylococcus aureus: membrane topology and identification of residues involved in substrate specificity.

The closely related multidrug efflux pumps QacA and QacB, from the bacterial pathogen Staphylococcus aureus, both confer resistance to various toxic organic cations but differ in that QacB mediates lower levels of resistance to divalent cations. Cloning and nucleotide sequencing of the qacB gene revealed that qacB differs from qacA by only seven nucleotide substitutions. Random hydroxylamine mutagenesis of qacB was undertaken, selecting for variants that conferred increased resistance to divalent cations. Both QacA and the QacB mutants capable of conferring resistance to divalent cations contain an acidic residue at either amino acid 322 or 323, whereas QacB contains uncharged residues in these positions. Site-directed mutagenesis of qacA confirmed the importance of an acidic residue within this region of QacA in conferring resistance to divalent cations. Membrane topological analysis using alkaline phosphatase and beta-galactosidase fusions indicated that the QacA protein contains 14 transmembrane segments. Thus, QacA represents the first membrane transport protein shown to contain 14 transmembrane segments, and confirms that the major facilitator superfamily contains a family of proteins with 14 transmembrane segments.

Cell acidification in apoptosis: granulocyte colony-stimulating factor delays programmed cell death in neutrophils by up-regulating the vacuolar H(+)-ATPase.

Neutrophils in tissue culture spontaneously undergo programmed cell death (apoptosis), a process characterized by well-defined morphological alterations affecting the cell nucleus. We found that these morphological changes were preceded by intracellular acidification and that acidification and the apoptotic changes in nuclear morphology were both delayed by granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF). Among the agents that defend neutrophils against intracellular acidification is a vacuolar H(+)-ATPase that pumps protons out of the cytosol. When this proton pump was inhibited by bafilomycin A1, G-CSF no longer protected the neutrophils against apoptosis. We conclude that G-CSF delays apoptosis in neutrophils by up-regulating the cells' vacuolar H(+)-ATPase and that intracellular acidification is an early event in the apoptosis program.

Impacto no sistema imunológico da utilização prolongada de morfina para tratamento da dor

Introdução. Apesar das evidências dos efeitos imunomodulatórios da morfina, não há na literatura estudos que tenham comparado a interação entre citocinas, imunidade celular (linfócitos T, B e NK) e a administração prolongada de morfina administrada pelas vias oral ou intratecal em doentes com dor crônica neuropática não relacionada ao câncer. Foram avaliados de forma transversal e comparativa 50 doentes com diagnóstico de dor lombar crônica e com presença de radiculopatia (dor neuropática) previamente operados para tratar hérnia discal lombar (Síndrome Dolorosa Pós- Laminectomia), sendo 18 doentes tratados prolongadamente com infusão de morfina pela via intratecal com uso de sistema implantável no compartimento subaracnóideo (grupo intratecal); 17 doentes tratados prolongadamente com morfina pela via oral (n=17) e 15 doentes tratados com fármacos mas sem opióides (grupo sem opioide). Foram analisadas as concentração das citocinas IL-2, IL-4, IL-8, TNFalfa, IFNy, IL-5, GM-CSF, IL-6, IL-10 e IL-1beta no plasma e no líquido cefalorraquidiano; imunofenotipagem de linfócitos T, B e células NK e avaliados os Índice de Escalonamento de Opióide (em percentagem de opióide utilizada e em mg), dose cumulativa de morfina (mg), duração do tratamento em meses, dose final de morfina utilizada (em mg), e equivalente de morfina por via oral (em mg). Resultados. Não houve diferença estatisticamente significativa entre o número de linfócitos T, B e NK nos doentes com morfina administrada pelas vias IT, VO e os não usuários de morfina. Houve correlação positiva entre as concentrações de linfócitos T CD4 e o Índice de Escalonamento de Opióide (em % e mg) nos doentes tratados com morfina por via intratecal. Houve correlação negativa entre as concentrações de células NK (CD56+) e o Índice de Escalonamento de Opióide (em % e mg) nos doentes tratados com morfina por via intratecal. Houve correlação positiva entre o número de células NK (CD56+) e a dose cumulativa de morfina (em mg) administrada pelas vias intratecal e oral. Houve correlação positiva entre as concentrações de linfócitos T CD8 e a duração do tratamento em meses nos doentes tratados com morfina pela via oral. As concentrações de IL-8 e IL-1beta foram maiores no LCR do que no plasma em todos os doentes da amostra analisada. As concentrações de IFNy no LCR foram maiores nos doentes que utilizavam morfina pela via oral e nos não usuários de morfina do que nos que a utilizavam pela via intratecal. As concentrações de plasmáticas de IL-5 foram maiores nos doentes utilizavam morfina pela via oral ou intratecal do que nos que não a utilizavam. A concentração de IL-5 no LCR correlacionou-se negativamente com a magnitude da dor de acordo com a EVA nos doentes tratados com morfina pelas via oral ou intratecal. Nos doentes tratados com morfina pelas via oral ou intratecal, a concentração de IL-2 no LCR correlacionou-se positivamente com a magnitude da dor de acordo com a EVA e negativamente com o Índice de Escalonamento de Opióide (em % e mg) e a dose cumulativa de morfina (em mg). As concentrações plasmáticas de GMCSF foram maiores nos doentes utilizavam morfina pela via oral ou intratecal do que nos não a utilizavam. A concentração de TNFalfa no LCR nos doentes tratados com morfina pela via intratecal correlacionou-se negativamente com o Índice de Escalonamento de Opióide (em % e mg), a dose cumulativa de morfina (em mg) e dose equivalente por via oral (em mg) de morfina. A concentração plasmática das citocinas IL-6 e IL-10 correlacionou-se negativamente com a duração do tratamento (em meses) nos doentes tratados com morfina administrada pela via oral. O Índice de Escalonamento de Opióide (em mg e %) correlacionou-se negativamente com as concentrações no LCR de IL-2 e TNFalfa nos doentes tratados com morfina administrada pela via intratecal. O Índice de Escalonamento de Opióide (em mg e %) correlacionou-se negativamente com as concentrações no LCR de IL-2 e IL-5 nos doentes tratados com morfina administrada pela via oral. Houve correlação negativa entre a intensidade da dor de acordo com a EVA e as concentrações de IL-5 e IL-2 no LCR nos doentes tratados com morfina administrada pelas vias oral e intratecal. Houve correlação negativa entre a intensidade da dor de acordo com a EVA e as concentrações plasmáticas de IL-4 nos doentes tratados com morfina administrada pela via intratecal. Houve correlação negativa entre a intensidade da dor de acordo com a EVA e as concentrações plasmáticas de IL-1beta nos doentes tratados com morfina administrada pela via intratecal. Conclusões: Os resultados sugerem associações entre citocinas e imunidade celular (células T , B e NK) e o tratamento prolongado com morfina administrada pela via oral ou intratecal. Estes resultados podem contribuir para a compreensão da imunomodulação da morfina administrada por diferentes vias em doentes com dor neuropática crônica não oncológica . São necessários mais estudos sobre os efeitos da morfina sobre o sistema imunológico

Tecnologia construtiva de revestimento externo de argamassa com projeção contínua.

Os métodos construtivos de revestimento externo produzidos com argamassa vêm evoluindo ao longo do tempo, apresentando como maior mudança a substituição da aplicação manual pela projeção mecânica. Atualmente destaca-se no mercado o sistema de execução de revestimento externo com argamassa industrializada e projeção mecânica contínua com bombas helicoidais. Por se tratar de uma tecnologia ainda não muito utilizada pelas construtoras brasileiras, faltam dados confiáveis acerca de seu potencial de ganho de produtividade, redução de perdas, diminuição de contingente de mão de obra, exigências de infraestrutura para aplicação e custos envolvidos. Sem parâmetros confiáveis, adotar a tecnologia significa assumir um nível de risco elevado e isto dificulta a tomada de decisão por parte das construtoras e, por consequência, dificulta-se a evolução tecnológica. Buscando contribuir para o necessário avanço nas tecnologias de produção de revestimentos de edifícios, o objetivo desta pesquisa é estabelecer parâmetros em relação à tecnologia de produção de revestimentos de fachada que empregam argamassa com projeção contínua. Para tanto, buscou-se informações em referências como teses, dissertações, textos técnicos, normas nacionais, dentre outras, bem como, acompanhou-se e avaliou-se os resultados da implantação de um método construtivo de revestimento de argamassa com projeção mecânica contínua em uma construtora de São Paulo. Foram realizados um protótipo e um piloto que contribuíram para o desenvolvimento da tecnologia por meio de apresentação de soluções para os problemas encontrados, do levantamento de melhores práticas e de dados para o cálculo de índices de produtividade e perda. Buscou-se, portanto, a consolidação da tecnologia de projeção contínua na construtora anteriormente mencionada e no mercado em geral.

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.

Determinação a baixo custo de açúcares redutores totais em caldo-de-cana, empregando sistemas de análise por injeção em fluxo com o uso de DNS

Determinação a baixo custo de açúcares redutores totais em caldo-de-cana, empregando sistema de análise por injeção em fluxo com o uso de DNS Um sistema de análise por injeção em fluxo foi utilizado para a determinação de açúcares redutores totais em caldo-de-cana. O método é baseado na hidrólise da sacarose, seguido da oxidação dos açúcares redutores pelo ácido 3,5-dinitrosalicílico (DNS) em meio alcalino, e determinação espectrofotométrica em 510 nm. Visando obter melhor sensibilidade e seletividade, os parâmetros volume de amostra e comprimento dos reatores foram estudados para avaliar o comportamento das curvas analíticas. Foram utilizados mini-compressores de aquários no lugar de bomba peristálticas e cela espectrofotométrica em acrílico no lugar de cela de vidro importada, a fim de minimizar o consumo de reagentes e o custo do sistema FIA. O presente sistema foi comparado ao método Lane-Eynon recomendado pelo Ministério da Agricultura. Usando o teste-t, não foram constatadas diferenças significativas entre os resultados dos dois métodos, sendo que os desvios relativos foram ao redor de 1%. O método permite analisar cerca de 14 amostras h-1 com desvio padrão relativo inferior a 1,35%.

From community approaches to single-cell genomics: the discovery of ubiquitous hyperhalophilic Bacteroidetes generalists

The microbiota of multi-pond solar salterns around the world has been analyzed using a variety of culture-dependent and molecular techniques. However, studies addressing the dynamic nature of these systems are very scarce. Here we have characterized the temporal variation during 1 year of the microbiota of five ponds with increasing salinity (from 18% to >40%), by means of CARD-FISH and DGGE. Microbial community structure was statistically correlated with several environmental parameters, including ionic composition and meteorological factors, indicating that the microbial community was dynamic as specific phylotypes appeared only at certain times of the year. In addition to total salinity, microbial composition was strongly influenced by temperature and specific ionic composition. Remarkably, DGGE analyses unveiled the presence of most phylotypes previously detected in hypersaline systems using metagenomics and other molecular techniques, such as the very abundant Haloquadratum and Salinibacter representatives or the recently described low GC Actinobacteria and Nanohaloarchaeota. In addition, an uncultured group of Bacteroidetes was present along the whole range of salinity. Database searches indicated a previously unrecognized widespread distribution of this phylotype. Single-cell genome analysis of five members of this group suggested a set of metabolic characteristics that could provide competitive advantages in hypersaline environments, such as polymer degradation capabilities, the presence of retinal-binding light-activated proton pumps and arsenate reduction potential. In addition, the fairly high metagenomic fragment recruitment obtained for these single cells in both the intermediate and hypersaline ponds further confirm the DGGE data and point to the generalist lifestyle of this new Bacteroidetes group.

Optimization of test and maintenance of ageing components consisting of multiple items and addressing effectiveness

There are many models in the literature that have been proposed in the last decades aimed at assessing the reliability, availability and maintainability (RAM) of safety equipment, many of them with a focus on their use to assess the risk level of a technological system or to search for appropriate design and/or surveillance and maintenance policies in order to assure that an optimum level of RAM of safety systems is kept during all the plant operational life. This paper proposes a new approach for RAM modelling that accounts for equipment ageing and maintenance and testing effectiveness of equipment consisting of multiple items in an integrated manner. This model is then used to perform the simultaneous optimization of testing and maintenance for ageing equipment consisting of multiple items. An example of application is provided, which considers a simplified High Pressure Injection System (HPIS) of a typical Power Water Reactor (PWR). Basically, this system consists of motor driven pumps (MDP) and motor operated valves (MOV), where both types of components consists of two items each. These components present different failure and cause modes and behaviours, and they also undertake complex test and maintenance activities depending on the item involved. The results of the example of application demonstrate that the optimization algorithm provide the best solutions when the optimization problem is formulated and solved considering full flexibility in the implementation of testing and maintenance activities taking part of such an integrated RAM model.

Investigation of Performance Enhancements for a Liquid-Desiccant Solar Air-Conditioner

Thermally driven liquid-desiccant air-conditioners (LDAC) are a proven but still developing technology. LDACs can use a solar thermal system to reduce the operational cost and environmental impact of the system by reducing the amount of fuel (e.g. natural gas, propane, etc.) used to drive the system. LDACs also have a key benefit of being able to store energy in the form of concentrated desiccant storage. TRNSYS simulations were used to evaluate several different methods of improving the thermal and electrical coefficients of performance (COPt and COPe) and the solar fraction (SF) of a LDAC. The study analyzed a typical June to August cooling season in Toronto, Ontario. Utilizing properly sized, high-efficiency pumps increased the COPe to 3.67, an improvement of 55%. A new design, featuring a heat recovery ventilator on the scavenging-airstream and an energy recovery ventilator on the process-airstream, increased the COPt to 0.58, an improvement of 32%. This also improved the SF slightly to 54%, an increase of 8%. A new TRNSYS TYPE was created to model a stratified desiccant storage tank. Different volumes of desiccant were tested with a range of solar array system sizes. The largest storage tank coupled with the largest solar thermal array showed improvements of 64% in SF, increasing the value to 82%. The COPe was also improved by 17% and the COPt by 9%. When combining the heat recovery systems and the desiccant storage systems, the simulation results showed a 78% increase in COPe and 30% increase in COPt. A 77% improvement in SF and a 17% increase in total cooling rate were also predicted by the simulation. The total thermal energy consumed was 10% lower and the electrical consumption was 34% lower. The amount of non-renewable energy needed from the natural gas boiler was 77% lower. Comparisons were also made between LDACs and vapour-compression (VC) systems. Dependent on set-up, LDACs provided higher latent cooling rates and reduced electrical power consumption. Negatively, a thermal input was required for the LDAC systems but not for the VC systems.

Promises and hurdles in EU-Kazakhstan energy cooperation. EUCAM Commentary No. 20, November 2011

Kazakhstan’s Prime Minister, Karim Massimov, once referred to energy cooperation as the ‘core’ of relations between his country and the European Union (EU). Indeed, there is great mutual interest in this area. Six percent of the EU’s crude oil imports and 16 percent of its uranium imports come from Kazakhstan. And around 80 percent of the latter’s oil exports go towards Europe. For Kazakhstani producers, access to European lucrative and reliable markets is of utmost importance. Over the last several years, the thrust of Kazakhstan’s foreign policy was aimed at increasing the capacity of the Caspian Pipeline Consortium (CPC) that pumps Kazakhstani oil to Europe. Moreover, Kazmunaigaz’s (KMG) – the national oil and gas company – major external investment was in the Romanian oil company Rompetrol.

Net community production, Thorium-234 activity and particle flux during the Southern Ocean iron fertilization experiment LOHAFEX

A closed eddy core in the Subantarctic Atlantic Ocean was fertilized twice with two tons of iron (as FeSO4), and the 300 km**2 fertilized patch was studied for 39 days to test whether fertilization enhances downward particle flux into the deep ocean. Chlorophyll a and primary productivity doubled after fertilization, and photosynthetic quantum yield (FV/FM) increased from 0.33 to >0.40. Silicic acid (<2 µmol/L) limited diatoms, which contributed <10% of phytoplankton biomass. Copepods exerted high grazing pressure. This is the first study of particle flux out of an artificially fertilized bloom with very low diatom biomass. Net community production (NCP) inside the patch, estimated from O2:Ar ratios, averaged 21 mmol POC/m**2/d, probably ±20%. 234Th profiles implied constant export of ~6.3 mmol POC/m**2/d in the patch, similar to unfertilized waters. The difference between NCP and 234Th-derived export partly accumulated in the mixed layer and was partly remineralized between the mixed layer and 100 m. Neutrally buoyant sediment traps at 200 and 450 m inside and outside the patch caught mostly <1.1 mmol POC/m**2/d, predominantly of fecal origin; flux did not increase upon fertilization. Our data thus indicate intense flux attenuation between 100 and 200 m, and probably between the mixed layer and 100 m. We attribute the lack of fertilization-induced export to silicon limitation of diatoms and reprocessing of sinking particles by detritus feeders. Our data are consistent with the view that nitrate-rich but silicate-deficient waters are not poised for enhanced particle export upon iron addition.