Modelo Matemático para Predição da Acidose Metabólica no Nascimento em Gestações com Diástole Zero ou Reversa

Objetivos: elaborar modelo matemático baseado em parâmetros da cardiotocografia (CTG) anteparto de repouso para predição da acidose metabólica no nascimento, caracterizada por valores do excesso de bases (BE) inferiores a -10 mEq/L, em gestações com diagnóstico de diástole zero (DZ) ou reversa (DR) na dopplervelocimetria das artérias umbilicais. Métodos: foi estudada a última cardiotocografia de 127 gestantes de alto risco com diagnóstico de DZ ou DR, pela análise visual do traçado. Os parâmetros da CTG estudados foram a variabilidade da FCF, acelerações transitórias, desacelerações e padrão pseudo-sinusoidal. Entre as características da gravidez foram analisadas a idade gestacional, o intervalo em dias entre o diagnóstico da DZ ou DR e o parto. O modelo de regressão logística foi aplicado na determinação do melhor modelo matemático para predição da acidose. Resultados: a acidose metabólica ocorreu em 51 casos (40,2%). O modelo matemático para predição da acidose contemplou os seguintes parâmetros: intervalo em dias entre o diagnóstico da DZ ou DR e o parto (X1), idade gestacional em semanas (X2), variabilidade da FCF <5 bpm (X3) e variabilidade da FCF entre 5 e 9 bpm (X4). As variáveis de análise da variabilidade receberam valor 1 quando presente e valor 0 quando ausente. O coeficiente z foi calculado pela seguinte fórmula: z = 2,2348 + (-0,0117 X1) + (-0,09 X2) + (1,9552 X3) + (-0,4474 X4). Aplicando-se a expressão p = e z/(1 + e z), a probabilidade (p) foi calculada. Conclusões: o modelo matemático apresentado permite calcular a probabilidade da ocorrência de acidose metabólica no nascimento, em gestações com DZ ou DR, a partir da análise visual da cardiotocografia anteparto de repouso.

Pitiose eqüina no Pantanal brasileiro: aspectos clínico-patológicos de casos típicos e atípicos

A pitiose eqüina é doença endêmica no Pantanal Brasileiro e causa prejuízos significativos a eqüinocultura. Neste trabalho são relatados 16 casos de pitiose subcutânea em eqüinos no Pantanal Sul-Matogrossense, que foram divididos em onze casos típicos e cinco casos atípicos, de acordo com o quadro clínico e o tempo de duração das lesões. O diagnóstico foi confirmado pela detecção de anticorpos específicos pelo teste ELISA, isolamento do agente e histopato-lógico. A duração da doença variou entre 1 e 6 meses nos casos típicos e superior a 12 meses nos casos atípicos. As lesões dos casos típicos caracterizavam-se por granulomas subcutâneos, ulcerados, com abundante secreção serossangui-nolenta e prurido. Nos casos atípicos foram observadas lesões subcutâneas caracterizadas por grandes massas "tumorais" circunscritas, recobertas por pele escura, sem ulcerações e com pouca secreção. Os animais estavam em bom estado nutricional e as lesões apresentavam-se de aspecto organizado, às vezes pedunculadas. Histologicamente, foi observado tecido de granulação com muitos eosinófilos nos casos típicos, enquanto os atípicos, se caracterizaram por hiperplasia pseudo-epiteliomatosa da epiderme e infiltrado eosinofílico. As características clínicas e histopato-lógicas completas das duas formas clínicas e os possíveis fatores responsáveis pelas diferenças entre as duas formas são apresentados e discutidos.

Epidemiologia e controle dos focos da doença de Aujeszky no Rio Grande do Sul, em 2003

A doença de Aujeszky (DA), ou pseudo-raiva, é uma enfermidade infecto-contagiosa de etiologia viral de grande importância para a suinocultura comercial em todo o mundo. A infecção causa perdas econômicas diretas e indiretas, pela restrição ao comércio internacional de produtos suínos. Embora a DA venha sendo notificada em várias regiões do Brasil desde o início do século XX, o Rio Grande do Sul (RS) permanecia "provisoriamente livre" com base em critérios da Organização Internacional de Epizootias (OIE). Em 2003 ocorreram dois focos da enfermidade em municípios do norte do RS, limítrofes com Santa Catarina, Estado que tem registrado vários focos nos últimos anos. Como estratégia de combate foram determinados o rastreamento da movimentação de suínos, a interdição da área e a erradicação dos focos através de abate sanitário em matadouros sob Inspeção Federal. No evento 1 (Pinheirinho do Vale, janeiro de 2003) cinco unidades produtoras de leitões (UPLs) foram afetadas, sendo que uma apresentou animais com sinais clínicos. A partir desse foco foram rastreados 42.399 suínos em 146 rebanhos, sendo eliminados seis rebanhos - o foco índice e cinco outras com sorologia positiva - num total de 7.822 animais. No evento 2 (Aratiba, setembro de 2003), a disseminação da infecção foi maior, atingindo outros três municípios e 77 granjas (nove com sinais clínicos, 68 com sorologia positiva). Foram rastreados 109.316 suínos em 630 rebanhos, com a erradicação de 28.443 animais das granjas que apresentaram sinais clínicos ou sorologia positiva. No total foram rastreados 151.715 animais em 776 rebanhos, sendo detectados 71 rebanhos com sorologia positiva. Essas medidas foram eficazes na erradicação dos focos e impediram a disseminação da enfermidade para outras regiões, permitindo ao RS readquirir o status sanitário anterior aos surtos.

Intoxicação experimental por Senecio brasiliensis (Asteraceae) em eqüinos

As partes aéreas dessecadas de Senecio brasiliensis (Spreng.) colhidas em estágio de brotação foram administradas a 14 eqüinos de raça mista, com idades de 4-22 anos e pesos de 230-475 kg. Um eqüino de 15 anos, que não recebeu a planta, serviu de controle. Pequenas quantidades da planta eram misturadas à ração oferecida aos eqüinos; quantidades maiores eram moídas, misturadas em água e administradas por sonda nasogástrica. Biópsias hepáticas foram periodicamente realizadas em 11 eqüinos. Nove eqüinos morreram com sinais ou lesões da intoxicação após receberem quantidades da planta correspondente a 0,87%, 1,5% (administrações únicas), 1,74% (duas administrações semanais), 3.0% (três administrações diárias), 7.42% (17 administrações semanais), 8.9% (284 administrações diárias), 9.66% (82 administrações diárias) e 9,30% (43 administrações semanais) de seus pesos corporais. Dois eqüinos que receberam quantidades da planta correspondentes a 15,0% (30 e 60 administrações diárias) de seus pesos corporais morreram durante o experimento por causas não relacionadas à intoxicação. Três eqüinos que receberam quantidades da planta correspondentes a 0,5% e 1.0% (administrações únicas), 15.0% (240 administrações diárias) de seus pesos corporais e o eqüino controle sobreviveram sem apresentar sinais clínicos. A doença clínica induzida pela planta teve uma evolução de 1-30 dias e foi caracterizada por anorexia, icterícia, e sinais neurológicos de encefalopatia hepática. Perda de peso foi observada nos casos de evolução clínica mais longa. Os achados de necropsia incluíam acentuação do padrão lobular na superfície natural e de corte dos fígados ou eram firmes e vermelho-escuros. Hemorragias disseminadas eram freqüentes, mas mais conspícuas no tecido subcutâneo, superfícies serosa e mucosa do trato gastrintestinal. Edema era observado na submucosa do trato gastrintestinal e nas cavidades orgânicas. Microscopicamente, o fígado dos eqüinos que ingeriram quantidades maiores da planta por períodos relativamente curtos mostrava necrose coagulativa e hemorragia com cuja distribuição variava de centrolobular a massiva. Hepatomegalocitose moderada ou acentuada e fibrose discreta a moderada foi observada em 4 eqüinos que ingeriram pequenas quantidades da planta por períodos mais prolongados. Colestase e hemossiderose foram observadas no fígado de 8 eqüinos, agregados de neutrófilos no de 6, e pseudo-inclusões acidofílicas intranucleares ocorreram nos hepatócitos do fígado de 3 eqüinos. Alterações sugestivas de encefalopatia hepática foram observadas no encéfalo de 6 eqüinos. A lesão mais precoce observada nas biópsias hepáticas foi vacuolização dos núcleos de hepatócitos seguida por perda de hepatócitos por apoptose, hepatomegalocitose, infiltração por neutrófilos e necrose centrolobular. Ocasionalmente, observavam-se pseudo-inclusões acidofílicas intranu-cleares nos hepatócitos e, em casos mais crônicos, leve fibrose. Não foram observadas alterações nas biópsias hepáticas dos 4 eqüinos que receberam a planta e que sobreviveram, nem nas biópsias hepáticas dos 2 eqüinos que morreram de causas não relacionas à intoxicação. O eqüino controle não apresentou sinais clínicos.

JNK, a versatile regulator of kinesin-1 transport and cytoskeleton dynamics

C-Jun N-terminal kinase (JNK) is traditionally recognized as a crucial factor in stress response and inducer of apoptosis upon various stimulations. Three isoforms build the JNK subfamily of MAPK; generally expressed JNK1 and JNK2 and brain specific JNK3. Degenerative potency placed JNK in the spotlight as potential pharmacological option for intervention. Unfortunately, adverse effects of potential drugs and observation that expression of only JNK2 and JNK3 are induced upon stress, restrained initial enthusiasm. Notably, JNK1 demonstrated atypical high constitutive activity in neurons that is not responsive to cellular stresses and indicated existence of physiological activity. This thesis aimed at revealing the physiological functions of JNK1 in actin homeostasis through novel effector MARCKS-Like 1 (MARCKSL1) protein, neuronal trafficking mediated by major kinesin-1 motor protein and microtubule (MT) dynamics via STMN2/SCG10. The screen for novel physiological JNK substrates revealed specific phosphorylation of C-terminal end of MARCKSL1 at S120, T148 and T183 both ex vivo and in vitro. By utilizing site-specific mutagenesis, various actin dynamics and migrations assays we were able to demonstrate that JNK1 phosphorylation specifically facilitates F-actin bundling and thus filament stabilisation. Consecutively, this molecular mechanism was proved to enhance formation of filopodia; cell surface projections that allow cell sensing surrounding environment and migrate efficiently. Our results visualize JNK dependent and MARCKSL1 executed induction of filopodia in neurons and fibroblast indicating general mechanism. Subsequently, inactivation of JNK action on MARCKSL1 shifts cellular actin machinery into lamellipodial dynamic arrangement. Tuning of actin cytoskeleton inevitably melds with cell migration. We observed that both active JNK and JNK pseudo-phosphorylated form of MARCKSL1 reduce actin turnover in intact cells leading to overall diminished cell motility. We demonstrate that tumour transformed cells from breast, prostate, lung and muscle-derived cancers upregulate MARCKSL1. We showed on the example of prostate cancer PC-3 cell line that JNK phosphorylation negatively controls MARCKSL1 ability to induce migration, which precedes cancer cell metastasis. The second round of identification of JNK physiological substrates resulted in detection of predominant motor protein kinesin-1 (Kif5). Mass spectrometry detailed analysis showed evident endogenous phosphorylation of kinesin-1 on S176 within motor domain that interacts with MT. In vitro phosphorylation of bacterially expressed kinesin heavy chain by JNK isoforms displayed higher specificity of JNK1 when compared to JNK3. Since, JNK1 is constitutively active in neurons it signified physiological aspect of kinesin-1 regulation. Subsequent biochemical examination revealed that kinesin-1, when not phosphorylated on JNK site, exhibits much higher affinity toward MTs. Expression of the JNK non-phosphorable kinesin-1 mutant in intact cells as well as in vitro single molecule imaging using total internal reflection fluorescence microscopy indicated that the mutant loses normal speed and is not able to move processively into proper cellular compartments. We identify novel kinesin-1 cargo protein STMN2/SCG10, which along with known kinesin-1 cargo BDNF is showing impaired trafficking when JNK activity is inhibited. Our data postulates that constitutive JNK activity in neurons is crucial for unperturbed physiologically relevant transport of kinesin-1 dependant cargo. Additionally, my work helps to validate another novel physiological JNK1 effector STMN2/SCG10 as determinant of axodendritic neurites dynamics in the developing brain through regulation of MT turnover. We show successively that this increased MT dynamics is crucial during developmental radial migration when brain layering occurs. Successively, we are able to show that introduction of JNK phosphorylation mimicking STMN2/SCG10 S62/73D mutant rescues completely JNK1 genetic deletion migration phenotype. We prove that STMN2/SCG10 is predominant JNK effector responsible for MT depolymerising activity and neurite length during brain development. Summarizing, this work describes identification of three novel JNK substrates MARCKSL1, kinesin-1 and STMN2/SCG10 and investigation of their roles in cytoskeleton dynamics and cargo transport. This data is of high importance to understand physiological meaning of JNK activity, which might have an adverse effect during pharmaceutical intervention aiming at blocking pathological JNK action.

Seneciose crônica em ovinos no sul do Rio Grande do Sul

Descrevem-se dois surtos de intoxicação por Senecio spp. em ovinos a campo no sul do Rio Grande do Sul. A enfermidade ocorreu no ano 2006 em duas propriedades que estavam severamente invadidas pela planta e com acentuada escassez de forragem. A morbidade nos dois surtos variou de 10% a 9,5% nas duas propriedades, respectivamente. Na primeira propriedade os animais eram nascidos e criados na área e na outra os ovinos haviam sido adquiridos alguns meses antes do surto. Os sinais clínicos caracterizaram-se por emagrecimento progressivo, apatia, fraqueza, icterícia e fotossensibilização. Macroscopicamente, o fígado dos ovinos necropsiados estava aumentado de tamanho, amarelado, com superfície capsular irregular e vesícula biliar aumentada de tamanho e com edema da parede. Ao corte no fígado havia nódulos bem delimitados, esbranquiçados com 1-3mm de diâmetro. Havia, ainda, ascite e discreto edema de mesentério. Microscopicamente, as lesões hepáticas eram semelhantes em todos os fígados e caracterizadas por megalocitose, fibrose periportal, presença de hepatócitos tumefeitos, vacuolizados e de hepatócitos necróticos distribuídos aleatoriamente pelo parênquima hepático, hiperplasia das células dos ductos biliares e presença de pseudo-inclusões nos núcleos de hepatócitos. Encefalopatia hepática (status spongiosus) foi observada em todos os ovinos necropsiados. O diagnóstico foi baseado na epidemiologia, sinais clínicos, lesões macroscópicas e histológicas observadas. Concluiu-se que, apesar de a intoxicação por Senecio spp. ser pouco frequente em ovinos e essa espécie animal controlar eficientemente a planta, isso, aparentemente, depende da lotação utilizada e surtos da intoxicação podem ocorrer quando esta lotação é menor que 0,2 ovinos por hectare e há carência de forragem acentuada.

A microestrutura e o desenvolvimento dos órgãos genitais masculinos de preás (Galea spixii) criados em cativeiro

O preá do semiárido nordestino (Galea spixii) é um roedor pertencente à família Caviidae. São encontrados nas regiões da Caatinga e do Cerrado Brasileiro e se reproduz ao longo do ano, apresentando um período de gestação de 48 dias e uma ninhada de 2 a 4 crias. O objetivo deste estudo foi caracterizar histologicamente os componentes estruturais dos órgãos genitais de preás machos relacionando com a evolução cronológica destes órgãos na espécie. Foram utilizados para análise animais ao nascimento e aos 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120 e aos 150 dias de idade. Fragmentos do epidídimo, ducto deferente, pênis e glândulas sexuais acessórias foram coletados, fixados e processados para descrição em microscopia de luz. O epidídimo apresentou epitélio colunar simples e em cada fase sexual notou-se diferença quanto ao tamanho do lúmen tubular e à presença de espermatozóides no lúmen aos 45 dias de idade. O epitélio do ducto deferente no preá mostrou-se pseudo-estratificado colunar com crescente presença de estereocilios com o avanço da idade. A glândula vesicular no preá apresentou uma mucosa com pregueamento variado, de acordo com a fase do desenvolvimento sexual. A próstata mostrou-se pouco desenvolvida, com lúmen pequeno nos preás ao nascimento e aos 15 dias de idade; aos 45 dias mostrou-se com um pregueamento do epitélio variável. Os órgãos genitais masculinos do preá passaram por transformações morfológicas no decorrer da idade e com o desenvolvimento sexual, isso colaborou para a determinação do início da fase da puberdade, que na espécie em estudo foi aos 45 dias de idade.

Nem tudo que parece ser, é lesão: aspectos anatômicos, não lesões, artefatos, lesões sem significado clínico e alterações post mortem encontrados na necropsia de suínos domésticos e selvagens (Sus scrofa)

A interpretação das alterações encontradas na necropsia é uma etapa importante para o sucesso do diagnóstico final. Este trabalho tem como objetivo descrever e ilustrar os aspectos anatômicos, não lesões, artefatos, lesões sem significado clínico e alterações post mortem encontradas em suínos domésticos e selvagens. Além disso, também se recomenda técnicas de colheita de tecidos para o diagnóstico de doenças que acometem essa espécie. Os principais aspectos anatômicos e não lesões descritos são fímbrias linguais, quadrilátero esofágico, toro pilórico e demarcação do padrão lobular do fígado (sistema gastrintestinal); tonsilas do palato mole, tecido linfoide associado ao estômago, placas de Peyer do intestino delgado e dobras da margem do baço (sistema hematopoiético); mediastino proeminente do testículo e aréolas da placenta (sistema reprodutor); atelectasia pulmonar e apêndice decidual (feto); e glândulas carpais (sistema tegumentar). Os artefatos de eutanásia abordados são petéquias na superfície do pulmão e rim, falsa anemia por sangria, hemorragia subdural por concussão cerebral, pseudo-infartos do baço e aspecto cerebriforme do intestino delgado. As lesões de pouco significado clínico descritas são cistos renais, linfonodos com pigmento de ferro, papilomas e hemangiomas no escroto, ossos no mesentério e hiperemia da mucosa gástrica. As alterações post mortem comumente encontradas são livor mortis, músculos pálidos, pseudomelanose e líquido serosanguinolento nas cavidades torácica e abdominal em fetos.

Dynamics of coherent vortices in mixing layers using direct numerical and large-eddy simulations

Coherent vortices in turbulent mixing layers are investigated by means of Direct Numerical Simulation (DNS) and Large-Eddy Simulation (LES). Subgrid-scale models defined in spectral and physical spaces are reviewed. The new "spectral-dynamic viscosity model", that allows to account for non-developed turbulence in the subgrid-scales, is discussed. Pseudo-spectral methods, combined with sixth-order compact finite differences schemes (when periodic boundary conditions cannot be established), are used to solve the Navier- Stokes equations. Simulations in temporal and spatial mixing layers show two types of pairing of primary Kelvin-Helmholtz (KH) vortices depending on initial conditions (or upstream conditions): quasi-2D and helical pairings. In both cases, secondary streamwise vortices are stretched in between the KH vortices at an angle of 45° with the horizontal plane. These streamwise vortices are not only identified in the early transitional stage of the mixing layer but also in self-similar turbulence conditions. The Re dependence of the "diameter" of these vortices is analyzed. Results obtained in spatial growing mixing layers show some evidences of pairing of secondary vortices; after a pairing of the primary Kelvin-Helmholtz (KH) vortices, the streamwise vortices are less numerous and their diameter has increased than before the pairing of KH vortices.

Turbulent shallow-water model for orographic subgrid-scale perturbations

A parallel pseudo-spectral method for the simulation in distributed memory computers of the shallow-water equations in primitive form was developed and used on the study of turbulent shallow-waters LES models for orographic subgrid-scale perturbations. The main characteristics of the code are: momentum equations integrated in time using an accurate pseudo-spectral technique; Eulerian treatment of advective terms; and parallelization of the code based on a domain decomposition technique. The parallel pseudo-spectral code is efficient on various architectures. It gives high performance onvector computers and good speedup on distributed memory systems. The code is being used for the study of the interaction mechanisms in shallow-water ows with regular as well as random orography with a prescribed spectrum of elevations. Simulations show the evolution of small scale vortical motions from the interaction of the large scale flow and the small-scale orographic perturbations. These interactions transfer energy from the large-scale motions to the small (usually unresolved) scales. The possibility of including the parametrization of this effects in turbulent LES subgrid-stress models for the shallow-water equations is addressed.

Estrutura do pericarpo e da semente de Astronium graveolens Jacq. (Anacardiaceae) com notas taxonômicas

Astronium graveolens é um representante arbóreo da família Anacardiaceae que se distribui desde o México até o centro-sul da América do Sul. O fruto é uma pseudo-sâmara com exocarpo unisseriado, suberificado e aderido ao mesocarpo. O mesocarpo é parenquimático, com grandes canais secretores associados aos feixes vasculares e localizados próximos ao endocarpo. O endocarpo parenquimático é bisseriado, sendo a camada que reveste o lóculo ligeiramente alongada radialmente. O óvulo é anátropo, unitegumentado, crassinucelado, com rafe dorsal evidente e hipóstase tanífera; apresenta obturador placentário e está inserido em posição apical-lateral no fruto. A testa, fortemente adnata ao pericarpo, apresenta as células da epiderme interna pequenas e de conteúdo bastante denso, indicando uma condição endotestal. O envoltório na semente madura é formado por restos da testa, funículo, região rafe-calazal e hipóstase apresentando duas regiões distintas: uma paquicalazal de coloração marrom e outra tegumentar de coloração amarelo-clara. O embrião ocupa posição axial e é do tipo "investing".

Estrutura sexual e ecologia reprodutiva de Amaioua guianensis Aubl. (Rubiaceae), uma espécie dióica de formações florestais de cerrado

A biologia reprodutiva de Amaioua guianensis foi estudada numa área de Mata no Parque do Sabiá, Uberlândia, MG, Brasil, entre setembro de 2003 e abril de 2005. Foram investigados a fenologia, o sistema reprodutivo, a morfologia floral, o conjunto de polinizadores e dispersores, e a estrutura sexual dos indivíduos reprodutivos. Amaioua guianensis é uma espécie arbórea dióica comum em formações florestais brasileiras. Suas flores são hexâmeras, tubulares, esbranquiçadas e odoríferas, polinizadas por vetores relativamente especializados como grandes abelhas e esfingídeos. Flores pistiladas produziram néctar mais precocemente e em maior volume que as estaminadas. As estaminadas foram produzidas em maior número por inflorescência e eram significativamente maiores que as pistiladas. As flores eram dispostas em inflorescências terminais, umbelas compostas nas masculinas e simples nas femininas. Ambos os morfos apresentaram estruturas sexuais não funcionais do morfo oposto, contudo, o estilete nas flores masculinas parece funcionar como pseudo-estame, um mecanismo de apresentação secundária de pólen comum na tribo Gardenieae, porém ainda não descrito para a espécie. A razão sexual foi de 1,49 a favor de indivíduos masculinos, e a população apresentou distribuição agrupada dos morfos sexuais. Ambos os casos provavelmente ocorrem como conseqüências de perturbação e reprodução vegetativa. A taxa de flores polinizadas naturalmente foi de 98,6% e de produção de frutos 75,7%. A produção de frutos por apomixia foi muito baixa (3,4%). Os frutos foram dispersos efetivamente por aves. A morfologia floral associada à fauna de polinizadores relativamente especializados tornou o serviço de polinização e produção de frutos muito eficaz, mesmo nas condições de perturbação da área estudada.

Cyanoaggregatum brasiliense gen. et sp. nov., a new chroococcal Cyanobacteria from Southern Brazil

The paper proposed Cyanoaggregatum brasiliense, a new genus and species from the plankton of a subtropical brackish coastal lagoon from Rio Grande do Sul State, South Brazil. It differs from all other members of Chroococcales by its characteristic arrangement of cells in irregular groups distributed in a single, flat or slightly curved layer, on irregular rows, slightly distant from each other, forming a mosaic-like pattern slightly below the surface of the mucilaginous colonial envelope. The cell division in one plane perpendicular to the long axis and the lack of pseudo-filaments indicate its classification in the family Synechococcaceae, sub-family Aphanothecoideae. The general characteristics, the diagnostic criteria and the taxonomic position are discussed, and a comparison between Cyanoaggregatum and its most closely related genera is presented. Physical and chemical data on the studied lagoon and geographical distribution are presented.

The interplay of JNK and SCG10 during cortical development and in excitotoxic responses in brain

Initially identified as stress activated protein kinases (SAPKs), the c-Jun Nterminal kinases (JNKs) are currently accepted as potent regulators of various physiologically important cellular events. Named after their competence to phosphorylate transcription factor c-Jun in response to UVtreatment, JNKs play a key role in cell proliferation, cell death or cell migration. Interestingly, these functions are crucial for proper brain formation. The family consists of three JNK isoforms, JNK1, JNK2 and JNK3. Unlike brain specific JNK3 isoform, JNK1 and JNK2 are ubiquitously expressed. It is estimated that ten splice variants exist. However, the detailed cellular functions of these remain undetermined. In addition, physiological conditions keep the activities of JNK2 and JNK3 low in comparison with JNK1, whereas cellular stress raises the activity of these isoforms dramatically. Importantly, JNK1 activity is constitutively high in neurons, yet it does not stimulate cell death. This suggests a valuable role for JNK1 in brain development, but also as an important mediator of cell wellbeing. The aim of this thesis was to characterize the functional relationship between JNK1 and SCG10. We found that SCG10 is a bona fide target for JNK. By employing differential centrifugation we showed that SCG10 co-localized with active JNK, MKK7 and JIP1 in a fraction containing endosomes and Golgi vesicles. Investigation of JNK knockout tissues using phosphospecific antibodies recognizing JNK-specific phosphorylation sites on SCG10 (Ser 62/Ser 73) showed that phosphorylation of endogenous SCG10 was dramatically decreased in Jnk1-/- brains. Moreover, we found that JNK and SCG10 co-express during early embryonic days in brain regions that undergo extensive neuronal migration. Our study revealed that selective inhibition of JNK in the cytoplasm significantly increased both the frequency of exit from the multipolar stage and radial migration rate. However, as a consequence, it led to ill-defined cellular organization. Furthermore, we found that multipolar exit and radial migration in Jnk1 deficient mice can be connected to changes in phosphorylation state of SCG10. Also, the expression of a pseudo-phosphorylated mutant form of SCG10, mimicking the JNK1- phopshorylated form, brings migration rate back to normal in Jnk1 knockout mouse embryos. Furthermore, we investigated the role of SCG10 and JNK in regulation of Golgi apparatus (GA) biogenesis and whether pathological JNK action could be discernible by its deregulation. We found that SCG10 maintains GA integrity as with the absence of SCG10 neurons present more compact fragmented GA structure, as shown by the knockdown approach. Interestingly, neurons isolated from Jnk1-/- mice show similar characteristics. Block of ER to GA is believed to be involved in development of Parkinson's disease. Hence, by using a pharmacological approach (Brefeldin A treatment), we showed that GA recovery is delayed upon removal of the drug in Jnk1-/- neurons to an extent similar to the shRNA SCG10-treated cells. Finally, we investigated the role of the JNK1-SCG10 duo in the maintenance of GA biogenesis following excitotoxic insult. Although the GA underwent fragmentation in response to NMDA treatment, we observed a substantial delay in GA disintegration in neurons lacking either JNK1 or SCG10.

Calculation of breed direct and maternal genetic fractions and breed specific direct and maternal heterozygosity for crossbreeding data

Teaching, research, and herd breeding applications may require calculation of breed additive contributions for direct and maternal genetic effects and fractions of heterozygosity associated with breed specific direct and maternal heterosis effects. These coefficients can be obtained from the first NB rows of a pseudo numerator relationship matrix where the first NB rows represent fractional contributions by breed to each animal or group representing a specific breed cross. The table begins with an NB x NB identity matrix representing pure breeds. Initial animals or representative crosses must be purebreds or two-breed crosses. Parents of initial purebreds are represented by the corresponding column and initial two-breed cross progeny by the two corresponding columns of the identity matrix. After that, usual rules are used to calculate the NB column entries corresponding to breeds for each animal. The NB entries are fractions of genes expected to be contributed by each of the pure breeds and correspond to the breed additive direct fractions. Entries in the column corresponding to the dam represent breed additive maternal fractions. Breed specific direct heterozygosity coefficients are entries of an NB x NB matrix formed by the outer product of the two NB by 1 columns associated with sire and dam of the animal. One minus sum of the diagonals represents total direct heterozygosity. Similarly, the NB x NB matrix formed by the outer product of columns associated with sire of dam and dam of dam contains breed specific maternal heterozygosity coefficients. These steps can be programmed to create covariates to merge with data. If X represents these coefficients for all unique breed crosses, then the reduced row echelon form function of MATLAB or SAS can be used on X to determine estimable functions of additive breed direct and maternal effects and breed specific direct and maternal heterosis effects