Produção de carotenoides em culturas in vitro de Cleome rosea Vahl ex DC (Capparaceae) e avaliação de sua toxicidade e potencial antioxidante

A produção e a otimização de substâncias de valor medicinal têm sido alcançadas pelo uso das técnicas de cultura de tecidos vegetais, que têm apresentado grande relevância quando se considera o status de conservação de uma espécie ou sua ocorrência em ambientes ameaçados. No presente trabalho foi avaliada a produção de carotenoides em culturas de calos e células em suspensão de Cleome rosea Vahl ex DC, espécie nativa encontrada em áreas de restinga nos estados do Rio de Janeiro e de São Paulo. Plantas micropropagadas obtidas a partir de raízes produzidas in vitro foram usadas como fonte de explantes para o início das culturas de calos. A produção de massa calogênica foi avaliada em meio MS suplementado com diferentes concentrações das auxinas ácido 2,4-diclorofenoxiacético e ácido 4-amino- 3,5,6-tricloropicolínico, na presença de luz ou no escuro. O uso de diferentes meios básicos de cultura (B5, Nitsch, White) também foi avaliado. A calogênese foi induzida em todos os tratamentos, entretanto a maior produção de biomassa foi alcançada pelas culturas mantidas na presença de luz. A maior produção de massa calogênica foi obtida em culturas iniciadas no meio MS suplementado com 0,2 mg.L-1 de 2,4-D. A exposição das culturas à luz foi um fator essencial para a produção de carotenoides, que só ocorreu nas culturas mantidas nessa condição. Culturas de calos foram submetidas a tratamentos com substâncias elicitoras (extrato de levedura, metil jasmonato, quitosana) em diferentes concentrações e por um período de exposição de sete ou 14 dias visando otimizar a produção do pigmento. A maior produção de carotenoides nas culturas elicitadas foi alcançada com o tratamento com metil jasmonato (MJ) na concentração de 300 μM, independentemente do tempo de exposição ao elicitor. Análises cromatográficas mostraram que o processo de elicitação com MJ induziu ao aumento na produção de β-caroteno. Calos elicitados nessa condição foram usados para iniciar culturas de células em suspensão (CCS). Estas culturas foram acompanhadas por três subculturas realizadas a cada 20 dias, durante a fase exponencial de crescimento. Embora as CCS tenham mantido uma produção de biomassa constante ao longo das subculturas, os valores de produção de carotenoides foram inferiores àqueles alcançados pelas culturas de calos e não houve diferenças estatísticas significativas quando comparadas às CCS iniciadas a partir de calos não elicitados. Extratos de calos produzidos em meio MS suplementado com 0,2 mg.L-1 de 2,4-D foram avaliados quanto à sua capacidade antioxidante por meio da incubação dos extratos com DNA plasmidial em presença de cloreto estanoso (SnCl2), um potente agente redutor capaz de produzir quebras na molécula de DNA. Os extratos foram avaliados em concentrações crescentes (25 - 500 μg.mL-1) e apresentaram uma proteção dose dependente à ação do SnCl2. Estudos de toxicidade com o modelo de Artemia salina demonstraram que os extratos não apresentaram toxicidade nas concentrações avaliadas. Os resultados alcançados mostram que a elicitação foi eficiente para a otimização da produção de β-caroteno nas culturas in vitro e que os extratos obtidos a partir desses materiais apresentaram atividade antioxidante, indicando o êxito das técnicas de cultura de tecidos para a produção deste metabólito sob condição in vitro.

Avaliação de uma resina polimérica contendo nanopartículas de prata

Neste trabalho foi testada a eficiência antimicrobiana de um nanocompósito de prata preparado a partir da modificação da resina comercial Lewatit VPOC1800 (contendo grupos sulfônicos) para três espécies de bactérias (Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa e Escherichia coli.) cuja estrutura e composição das camadas externas da parede celular são distintas. Em termos da susceptibilidade aos biocidas essa diferença pode significar um fator importante de estudo. A avaliação da atividade biocida foi feita através de experimento que estimou a zona de inibição proporcionada pela atividade da resina sobre as bactérias estudadas. A resina mostrou eficiência biocida que aparentemente não é afetada pelas diferenças morfológicas das bactérias estudadas. Uma série de teste em batelada foi realizado com o intuito de se verificar a massa da resina e o tempo de contato ideal com a solução a ser descontaminada, chegando aos valores de 0,2g e 1minuto. As diferentes concentrações bacterianas utilizadas no estudo não influenciaram na atividade antimicrobiana da resina. Um estudo em coluna foi realizado para se averiguar o ponto de saturação do compósito, observando-se que a curva de ruptura da resina segue um tendência exponencial crescente igual a todas as espécies estudas, atingindo a saturação em aproximadamente 2250 mL

O pré-aquecimento do universo: da ressonância paramétrica à turbulência

A inflação consegue dar conta de uma série de problemas do Modelo padrão da Cosmologia, preservando ainda o sucesso do modelo do Big Bang. Na sua versão mais simples, a inflação é controlada por um campo escalar, o ínflaton, que faz com que o universo se expanda exponencialmente. Após, o ínflaton decai e ocorre o reaquecimento do universo. Contudo, alguns autores apontam a existência de uma fase intermediária, chamada de pré-aquecimento. O decaimento do ínflaton possui uma rica dinâmica não-linear. No primeiro estágio, a ressonância paramétrica promove o crescimento exponencial de alguns modos do ínflaton. Isto altera a dinâmica do modo homogêneo do ínflaton, promovendo uma reestruturação das cartas de ressonâncias da equação de movimento dos modos perturbativos. Desta forma, ocorre a transferência de energia para estes modos, até que o universo termaliza. Esta transferência de energia é típica de um sistema turbulento. Por se tratar de uma evolução não-linear, torna-se conveniente a implementação computacional de métodos numéricos. Neste contexto, os métodos espectrais têm se mostrado uma excelente ferramenta para estudar este tipo de sistema. Esta dissertação apresenta os resultados do esquema numérico desenvolvido para o modelo com potencial quártico, que será a base para os demais estudos a serem desenvolvidos. Como mostrado, este esquema é extremamente preciso e eficiente.

Estudo do comportamento e otimização do projeto estrutural de edifícios de concreto armado.

Com base no crescimento exponencial das populações urbanas, a demanda por espaço para habitação tem crescido vertiginosamente. Para atender a estas necessidades, edificações cada vez mais altas e mais esbeltas são projetadas e vãos cada vez maiores são utilizados. Novos materiais são criados e aprimorados para que seja extraído o máximo de desempenho com o menor custo. Deste modo, esta dissertação tem como objetivo o estudo do comportamento e otimização do projeto estrutural de edifícios. Para tal, considera-se ao longo do estudo o projeto de uma edificação de concreto armado com 47 metros de altura e 15 pavimentos, submetida às ações das cargas usuais de projeto atuantes sobre edifícios residenciais, além das cargas de vento. No que tange ao desenvolvimento do modelo computacional são empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos, por meio do programa ANSYS. Inicialmente, a resposta estática e dinâmica do modelo estrutural é obtida e comparada com base nos valores limites propostos por normas de projeto. A partir de análises qualitativas e quantitativas desenvolvidas sobre a resposta estrutural do modelo em estudo são utilizadas técnicas de otimização com o objetivo de modificar e aprimorar o desempenho estrutural do edifício analisado.

The deep crab - Geryon quinquedens: first notes on its biology off Mozambique

The deep crab Geryon quinquedens was the objective of an exploratory fishing operation with long lines of baited traps along the slope of southern Mozambique and was caught between 250 and 850 m. Data were analysed from the start of the operation in May, 1979 until March, 1980. The availability of the resource is discussed on the basis of catch rates. Size composition of the catches shows the bigger size of the males and suggests a stratification of the resource by area. Females dominate in shallower waters whereas the interval at which the sex-ratio equals one is identified at 400-450 m. Reproduction is discussed in connection with recruitment and an hypothesis is advanced for an exponential growth rate of about 10 mm per month.

Analysis of paralytic shellfish toxins in Aphanizomenon DC-1 from Lake Dianchi, China

Lake Dianchi is in Yunnan Province in southwestern China. In recent years, significant cyanobacterial blooms have occurred in this lake nearly every year because of eutrophication. Monitoring data for the past 5 years acquired by our research group showed that phytoplankton composition alternated between species of Microcystis sp. during warm seasons and those of Aphanizomenon sp. during cool seasons. In March 2003, when phytoplankton composition was highly dominated by Aphanizomenon sp., samples were taken from the lake for toxin detection and immediate strain isolation. A mouse bioassay with extracts from the lyophilized field material showed obvious intoxication from paralytic shellfish poisons (PSPs), and all mice died within 30 min. Further analysis of both field and isolated algal strain Aphanizomenon DC-1 by the postcolumn HPLC-FLD method confirmed its PSP-producing ability The analogues found in the extracts from the field material were neoSTX, dcSTX, and dcGTX3, with contents of 2.279, 1.135, and 0.547 ng/mg DW, respectively. Under laboratory culture condition, toxin content in the Aphanizomenon strain DC-1 varied greatly during different growth phases, with two peaks: in the early-exponential and late-stationary growth phases. When the culture grew at a relatively high rate during the mid- to late-exponential growth phase, toxin content declined gradually. Moreover, the types of toxin in the DC-1 strain varied greatly during a single culture cycle. The HPLC results showed that dcSTX was the only toxin isomer detected throughout the culture period, and its level remained stable. On the other hand, dcGTX2 and GTX4 were the major toxins during the early-exponential and stationary phases, respectively. This article presents the first data on the identification and detection of paralytic shellfish toxins from cyanobacteria in Lake Dianchi. As far as we know, this is also the first report of this type of toxin in inland water bodies in China. Our study indicates the threat associated with PSP toxins in Lake Dianchi and suggests that necessary measures and programs for control are urgently needed to prevent the spread of toxic cyanobacterial blooms. (c) 2006 Wiley Periodicals, Inc.

The next-generation sequencing technology: A technology review and future perspective

As one of the most powerful tools in biomedical research, DNA sequencing not only has been improving its productivity in an exponential growth rate but also been evolving into a new layout of technological territories toward engineering and physical disciplines over the past three decades. In this technical review, we look into technical characteristics of the next-gen sequencers and provide prospective insights into their future development and applications. We envisage that some of the emerging platforms are capable of supporting the $1000 genome and $100 genome goals if given a few years for technical maturation. We also suggest that scientists from China should play an active role in this campaign that will have profound impact on both scientific research and societal healthcare systems.

DNA diagnosis by capillary electrophoresis and microfabricated electrophoretic devices

DNA diagnosis is experiencing an impressive progression towards the development of novel technology to identity various clinically relevant categories of genetic changes and to meet the exponential growth of genomics. The introduction of capillary electrophoresis has dramatically accelerated the completion of the first draft of the human DNA sequence in the Human Genome Project, and thus, has become the method of choice for analysis of various genetic variants. The recent development of microfabricated electrophoretic devices has led to the possibility of integrating multiple sample handling with the actual measurement steps required for automation of molecular diagnostics. This review highlights the most recent progress in capillary electrophoresis and electrophoretic microdevices for DNA-based diagnostics, including the important areas of genotyping for point mutation, single nucleotide polymorphisms, short tandem repeats and organism identification. The application of these techniques for infectious and genetic disease diagnosis, as well as forensic identification purpose, are covered. The promising development and the challenges for techinical problems are also discussed.

Lattice Boltzmann study of hydrodynamic effects in lamellar ordering process of two-dimensional quenched block copolymers

By incorporating self-consistent field theory with lattice Boltzmann method, a model for polymer melts is proposed. Compared with models based on Ginzburg-Landau free energy, our model does not employ phenomenological free energies to describe systems and can consider the chain topological details of polymers. We use this model to study the effects of hydrodynamic interactions on the dynamics of microphase separation for block copolymers. In the early stage of phase separation, an exponential growth predicted by Cahn-Hilliard treatment is found. Simulation results also show that the effect of hydrodynamic interactions can be neglected in the early stage.

Layer-by-Layer Buildup of Poly(L-glutamic acid)/Chitosan Film for Biologically Active Coating

A new biocompatible film based on chitosan and poly(L-glutamic acid) (CS/PGA), created by alternate deposition of CS and PGA, was investigated. FT-IR spectroscopy, UV-vis spectroscopy and QCM were used to analyze the build-up process. The growth of CS and PGA deposition are both exponential to the deposition steps at first. After about 9 (CS/PGA) depositions, the exponential to linear transition takes place. QCM measurements combined with UV-vis spectra revealed the increase in the multilayer film growth at different pH (4.4, 5.0 and 5.5). The build-up of the multilayer stops after a few depositions at pH = 6.5. A muscle myoblast cell (C2C12) assay showed that (CS/PGA)(n) multilayer films obviously promote C2C12 attachment and growth.

Incorporation of Nanoparticles into Polyelectrolyte Multilayers via Counterion Exchange and in situ Reduction

We report a general method for incorporation of nanoparticles into polyelectrolyte multilayer (PEM) thin films by utilizing the excess charges and associated counterions present in the PEMs. Silver ions were introduced directly into multilayers assembled from poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDDA) and poly(styrene sulfonate) (PSS), (PDDA/PSS)(n), by a rapid ion exchange process, which were then converted into silver nanoparticles via in situ reduction to create composite thin films. The size and the content of the nanoparticles in the film call be tuned by adjusting the ionic strength in the polyelectrolyte solutions used for the assembly. Spatial control over the distribution of the nanoparticles in the PEM was achieved via the use of multilayer heterostructure containing PDDA/PSS bilayer blocks assembled at different salt concentrations. Because excess charges and counterions are always present in any PEM, this approach can be applied to fabricate a wide variety of composite thin Films based on electrostatic self-assembly.

Developing Porphyra/salmon integrated aquaculture for bioremediation and diversification of the aquaculture industry

FUNCTIONAL-FORM GROUPS; RED ALGAE; ATLANTIC SALMON; NEW-HAMPSHIRE; NITROGEN; PHOSPHORUS; RHODOPHYTA; TEMPERATURE; NUTRIENTS; KJELLMAN

海洋微藻产生溶解有机物及东海溶解有机物三维荧光特征研究

本文通过胶州湾围隔实验、微藻培养实验研究了海洋微藻产生溶解有机物的三维荧光特性，并初步利用经验正交函数对三维荧光光谱图进行了主成分分析，通过东海取样研究了东海荧光溶解有机物的时空分布特征，并对荧光溶解有机物的来源进行了分析。得到了一些初步结论： 胶州湾围隔实验中不同营养盐培养结果表明浮游植物可产生类蛋白和类腐殖质荧光，类蛋白荧光峰由类酪氨酸(tyrosine-like)荧光峰和类色氨酸(tryptophan-like)荧光峰组成，主要位置为Exmax/Emmax=270nm/290~310nm，Exmax/Emmax= 270~290/320~350的荧光峰强度比较弱；在Exmax/Emmax=250~260/380~480nm(A峰)、Exmax/Emmax=310~320/380~420nm(C峰)和Exmax/Emmax=330~350/420~480nm(M峰)位置均出现零散的类腐殖质荧光峰，其中以A峰为主。类酪氨酸荧光强度明显高于类腐殖质荧光强度。浮游植物量降低时，类酪氨酸荧光强度与叶绿素a浓度呈明显的负相关。硅藻和甲藻产生的类酪氨酸和类色氨酸荧光强度之间具有较好的相关性，两者来源相似, 并且甲藻与硅藻相比能够产生更多的类蛋白荧光物质。不同环境下类腐殖质混合物的组分比例不同，甲藻生长环境下相对于硅藻具有较低的A:C比值。 在实验室培养中肋骨条藻（Skeletonema costatum）、塔玛亚历山大藻（Alexandrium tamarense）、微小亚历山大藻（Alexandrium mimutum）、锥状斯氏藻（Scrippsiella trochoidea）、东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）及海洋原甲藻（Prorocentrum micans）的实验结果表明，微藻在生长过程中产生出荧光溶解有机物，中肋骨条藻为代表的硅藻主要产生类腐殖质荧光物质，而甲藻在指数增长期主要产生类蛋白荧光物质。进入消亡期后类蛋白荧光和类腐殖质荧光强度迅速增大，原因可能是衰老、死亡藻细胞的破碎释放出大量的荧光有机物质所致，此外还有细菌对非荧光有机物进一步降解。塔玛亚历山大藻、微小亚历山大藻、东海原甲藻及海洋原甲藻的类蛋白荧光强度在消亡后期由于细菌降解或光降解等因素而降低。同属微藻产生的荧光物质相似，例如塔玛亚历山大藻与微小亚历山藻、东海原甲藻与海洋原甲藻，但具体荧光峰位置有所不同。利用经验正交函数能够对三维荧光光谱谱图进行主成份分析。 在利用三维荧光光谱法研究长江口海域台风前后不同站位荧光溶解有机物荧光特性及分布特征的结果表明，长江口海区主要的荧光溶解有机物荧光峰为T峰、S峰和A峰。风前和风后的类色氨酸分别来源于相似物质。风前，在表层浮游植物能够产生类蛋白荧光物质，而底层类蛋白荧光物质不受浮游植物的影响，长江冲淡水能够带来部分类蛋白荧光物质；表层的类腐殖质不受浮游植物的影响，而底层的浮游植物在降解过程中能够产生一部分类腐殖质，并且长江冲淡水对表层和底层的类腐殖质来源均有很大贡献。风后，表层的类色氨酸与叶绿素a浓度不呈相关性，而底层却呈正相关，另外表层和底层的类色氨酸均受到长江冲淡水的影响；表层和底层的类腐殖质与叶绿素a均没有相关性，但受陆源影响显著，长江冲淡水能带来类腐殖质。

Three-dimensional fluorescence characteristics of dissolved organic matter produced by Prorocentrum donghaiense Lu

Filtration and cross-flow ultrafiltration techniques were used to separate culture media of Prorocentrum donghaiense at the exponential growth, stationary and decline stages into < 0.45 mu m filtrate, 100 kDa-0.45 mu m, 10-100 kDa and 1-10 kDa retentate and < 1 kDa ultrafiltrate fractions. The fluorescence. properties of different molecular weights of dissolved organic matter (DOM) were measured by excitation-emission matrix spectra. Protein-like and humic-like fluorophores were observed in the DOM produced by P. donghaiense. The central positions of protein-like fluorophores showed a red shift with prolonged growth duration, shifting from tyrosine-like properties at the exponential growth stage to tryptophan-like properties at the stationary and decline stages. The excitation wavelengths of protein-like fluorophores exhibited some change in the exponential growth and stationary stages with increased molecular size, but showed little change in the decline stage. However, the emission wavelengths in the decline stage exhibited a blue shift. Very distinct C type and A type peaks in humic-like fluorophores were observed. With a prolonged culture time, the intensities of both of the peaks became strong and the excitation wavelengths of peak A showed a red shift, while the A:C ratios fell. More than 94% of fluorescent DOM was in the lower than 1 kDa molecular weight fraction.

Experimental study on the impact of dinoflagellate Alexandrium species on populations of the rotifer Brachionus plicatilis

To investigate harmful effects of the dinoflagellate Alexandrium species on microzooplankton, the rotifer Brachionus plicatilis was chosen as an assay species, and tested with 10 strains of Alexandrium including one known non-PSP-producer (Alexandrium tamarense, AT-6). HPLC analysis confirmed the PSP-content of the various strains: Alexandrium lusitanicum, Alexandrium minutum and Alexandrium tamarense (ATHK, AT5-1, AT5-3, ATC102, ATC103) used in the experiment were PSP-producers. No PSP toxins were detected in the strains Alexandrium sp1, Alexandrium sp2. Exposing rotifer populations to the densities of 2000 cells ml(-1) of each of these 10 Alexandrium strains revealed that the (non-PSP) A. tarnarense (AT-6) and two other PSP-producing algae: A. lusitanicum, A. minutum, did not appear to adversely impact rotifer populations. Rotifers exposed to these three strains were able to maintain their population numbers, and in some cases, increase them. Although some increases in rotifer population growth following exposures to these three algal species were noted, the rate was less than for the non-exposed control rotifer groups. In contrast, the remaining seven algal strains (A. tamarense ATHK, AT5-1, AT5-3, ATC102, ATC103; also Alexandrium sp1 and Alexandrium sp2) all have adverse effects on the rotifers. Dosing rotifers with respective algal cell densities of 2000 cells ml-1 each, for Alexandrium spl, Alexandrium sp2, and A. tamarense strains ATHK and ATC103 showed mean lethal time (LT50) on rotifer populations of 21, 28, 29, and 36h, respectively. The remaining three species (A. tamarense strains AT5-1, AT5-3, ATC102) caused respective mean rotifer LT50S of 56, 56, and 71 h, compared to 160 h for the unexposed "starved control" rotifers. Experiments to determine ingestion rates for the rotifers, based on changes in their Chlorophyll a content, showed that the rotifers could feed on A. lusitanicum, A. minutum and A. tamarense strain AT-6, but could graze to little or no extent upon algal cells of the other seven strains. The effects on rotifers exposed to different cell densities, fractions, and growth phases of A. tamarense algal culture were respectively compared. It was found that only the whole algal cells had lethal effects, with strongest impact being shown by the early exponential growth phase of A. tamarense. The results indicate that some toxic mechanism(s), other than PSP and present in whole algal cells, might be responsible for the adverse effects on the exposed rotifers. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.