A DNA fingerprinting procedure for ultra high-throughput genetic analysis of insects

Existing procedures for the generation of polymorphic DNA markers are not optimal for insect studies in which the organisms are often tiny and background molecular Information is often non-existent. We have used a new high throughput DNA marker generation protocol called randomly amplified DNA fingerprints (RAF) to analyse the genetic variability In three separate strains of the stored grain pest, Rhyzopertha dominica. This protocol is quick, robust and reliable even though it requires minimal sample preparation, minute amounts of DNA and no prior molecular analysis of the organism. Arbitrarily selected oligonucleotide primers routinely produced similar to 50 scoreable polymorphic DNA markers, between individuals of three Independent field isolates of R. dominica. Multivariate cluster analysis using forty-nine arbitrarily selected polymorphisms generated from a single primer reliably separated individuals into three clades corresponding to their geographical origin. The resulting clades were quite distinct, with an average genetic difference of 37.5 +/- 6.0% between clades and of 21.0 +/- 7.1% between individuals within clades. As a prelude to future gene mapping efforts, we have also assessed the performance of RAF under conditions commonly used in gene mapping. In this analysis, fingerprints from pooled DNA samples accurately and reproducibly reflected RAF profiles obtained from Individual DNA samples that had been combined to create the bulked samples.

Interval training program optimization in highly trained endurance cyclists

Purpose: The purpose of this study was to examine the influence of three different high-intensity interval training (HIT) regimens on endurance performance in highly trained endurance athletes. Methods: Before, and after 2 and 4 wk of training, 38 cyclists and triathletes (mean +/- SD; age = 25 +/- 6 yr; mass = 75 +/- 7 kg; (V)over dot O-2peak = 64.5 +/- 5.2 mL.kg(-1).min(-1)) performed: 1) a progressive cycle test to measure peak oxygen consumption ((V)over dotO(2peak)) and peak aerobic power output (PPO), 2) a time to exhaustion test (T-max) at their (V)over dotO(2peak) power output (P-max), as well as 3) a 40-kin time-trial (TT40). Subjects were matched and assigned to one of four training groups (G(1), N = 8, 8 X 60% T-max P-max, 1:2 work:recovery ratio; G(2), N = 9, 8 X 60% T-max at P-max, recovery at 65% HRmax; G(3), N = 10, 12 X 30 s at 175% PPO, 4.5-min recovery; G(CON), N = 11). In addition to G(1) G(2), and G(3) performing HIT twice per week, all athletes maintained their regular low-intensity training throughout the experimental period. Results: All HIT groups improved TT40 performance (+4.4 to +5.8%) and PPO (+3.0 to +6.2%) significantly more than G(CON) (-0.9 to + 1.1 %; P < 0.05). Furthermore, G(1) (+5.4%) and G(2) (+8.1%) improved their (V)over dot O-2peak significantly more than G(CON) (+ 1.0%; P < 0.05). Conclusion: The present study has shown that when HIT incorporates P-max as the interval intensity and 60% of T-max as the interval duration, already highly trained cyclists can significantly improve their 40-km time trial performance. Moreover, the present data confirm prior research, in that repeated supramaximal HIT can significantly improve 40-km time trial performance.

Ultra-high-temperature (UHT) treatment of milk: comparison of direct and indirect modes of heating

UHT processing of milk and its subsequent storage causes several changes which affect the shelf-life of UHT milk although it remains 'commercially sterile'. These changes include whey protein denaturation, protein-protein interaction, lactose-protein interaction, isomerisation of lactose, Maillard browning, sulphydryl compound formation, formation of a range of carbonyl and other flavoursome compounds, and formation of insoluble substances. They ultimately reduce the quality and limit the shelf life of UHT milk through development of off-flavours, fat separation, age gelation and sedimentation. The extent of these changes depends on many factors, a major one being the type of UHT heating. This review compares the effect heating milk by direct and indirect modes on various aspects of processing and quality of UHT milk.

Is Cadinella ornatissima a chomodorid? Sperm ultra structure in an enigmatic nudibranch (Opisthobranchia Mollusca)

Sperm ultrastructure is described for the nudibranch gastropod Cadlinella ornatissima, type species of the genus Cadlinella (Thiele). Although C. ornatissima exhibits most of the sperm features characteristic of other Opisthobranchia and the Pulmonata (a small, rounded acrosomal vesicle, a complex, helical, mitochondrial derivative - partially paracrystalline, coarse fibres associated with the axoneme), it also possesses a number of previously undescribed and possibly unique features (a longitudinally inrolled acrosomal pedestal, an axial structure within the cavity of the acrosomal pedestal, an electron-dense collar at the anterior region of the acrosomal pedestal, the presence of crystalloid bodies within the glycogen helices of the mitochondrial derivative). To our knowledge this is the first report of crystalloid bodies in mature sperm of any mollusc. Collectively this evidence raises questions concerning the affinities and systematic position of Cadlinella within the Nudibranchia. The peculiar nature of the sperm differences, in comparison with other investigated nudibranchs, suggest that Cadlinella is not easily linked to either the Cadlinidae or Chromodorididae, and should be considered incertae sedis.

Immunity to malaria after administration of ultra-low doses of red cells infected with Plasmodium falciparum

Background The ability of T cells, acting independently of antibodies, to control malaria parasite growth in people has not been defined. If such cell-mediated immunity was shown to be effective, an additional vaccine strategy could be pursued. Our aim was to ascertain whether or not development of cell-mediated immunity to Plasmodium falciparum blood-stage infection could be induced in human beings by exposure to malaria parasites in very low density. Methods We enrolled five volunteers from the staff at our research institute who had never had malaria. We used a cryopreserved inoculum of red cells infected with P falciparum strain 3D7 to give them repeated subclinical infections of malaria that we then cured early with drugs, to induce cell-mediated immune responses. We tested for development of immunity by measurement of parasite concentrations in the blood of volunteers by PCR of the multicopy gene STEVOR and by following up the volunteers clinically, and by measuring antibody and cellular immune responses to the parasite. Findings After challenge and a extended period without drug cure, volunteers were protected against malaria as indicated by absence of parasites or parasite DNA in the blood, and absence of clinical symptoms. Immunity was characterised by absence of detectable antibodies that bind the parasite or infected red cells, but by the presence of a proliferative T-cell response, involving CD4+ and CD8+ T cells, a cytokine response, consisting of interferon gamma but not interleukin 4 or interleukin 10, induction of high concentrations of nitric oxide synthase activity in peripheral blood mononuclear cells, and a drop in the number of peripheral natural killer T cells. Interpretation People can be protected against the erythrocytic stage of malaria by a strong cell-mediated immune response, in the absence of detectable parasite-specific antibodies, suggesting an additional strategy for development of a malaria vaccine.

Ultra-sonografia intra-oral e transcutânea cervical no diagnóstico diferencial de celulite e abscessos periamigdalianos

OBJETIVOS: O objetivo deste estudo é determinar a especificidade, sensibilidade e a acurácia da ultra-sonografia (USG) intra-oral e transcutânea no diagnóstico de celulite e abscesso periamigdalianos. FORMA DE ESTUDO: Clínico Prospectivo. MATERIAL E MÉTODO: Trinta e nove pacientes foram atendidos no pronto-socorro de otorrinolaringologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo com diagnóstico clínico de celulite ou abscesso periamigdaliano. Em todos os pacientes, após a avaliação inicial, foram realizadas ultra-sonografias intra-oral e transcutânea. RESULTADOS: O USG intra-oral foi realizado em 35 casos e demonstrou sensibilidade de 95,2%, especificidade de 78,5% e a acurácia de 86,9%. A USG transcutânea foi factível em todos os 39 pacientes e diagnosticou abscesso periamigdaliano em 53,8% dos pacientes. A sensibilidade foi de 80%, a especificidade de 92,8% e a acurácia de 84,5%. CONCLUSÕES: O USG intra-oral foi bastante sensível no diagnóstico de abscessos periamigdalianos. O USG transcutâneo obteve especificidade superior ao intra-oral. Porém, quando o USG transcutâneo foi realizado em pacientes com trismo, este diagnosticou todos os abscessos periamigdalianos, já que se tratava de coleções grandes, comuns em pacientes com trismo. Estes exames tiveram acurácia semelhantes.

Ototoxicidade e otoproteção em orelha interna de cobaias utilizando gentamicina e amicacina: aspectos ultra-estruturais e funcionais

A ototoxicidade ainda é um desafio para medicina. A descoberta dos mecanismos endógenos autoprotetores das células ciliadas externas associados a métodos de avaliação funcional e ultra-estrutural das mesmas abriu nova perspectiva no entendimento e controle destes mecanismos. OBJETIVO: O trabalho objetivou determinar se subdoses de gentamicina protegia contra ototoxicidade da amicacina baseado nestes mecanismos e determinar se a amplitude das emissões otoacústicas teria correlação com grau de integridade das células ciliadas. MATERIAL E MÉTODO: Estudo experimental. Utilizando 31 cobaias, administrou-se soro fisiológico, gentamicina e amicacina, isoladamente e associadas, via intramuscular, por 12, 30 e 42 dias. Pesquisa de emissões otoacústicas foi realizada no início e final do experimento, comparado com estudo da integridade coclear, por microscopia eletrônica. RESULTADOS: Subdoses de gentamicina não protegeram a orelha interna contra toxicidade da amicacina; diminuições da amplitude das emissões otoacústicas apresentaram forte correlação com aumento de lesões das células ciliadas. CONCLUSÃO: Os achados contribuem para o entendimento dos mecanismos de ototoxicidade e otoproteção da orelha interna. A determinação da correlação entre amplitude de emissões e integridade celular tem grande importância no acompanhamento das lesões de células ciliadas, com possível aplicação no monitoramento de ototoxicidade por drogas em humanos.

Fraccionamento do efluente da indústria da cortiça por ultra-nanofiltração: caracterização e estudo da sua biodegradabilidade

O efluente da Indústria da Cortiça apresenta elevados teores de carga orgânica e de compostos fenólicos, nomeadamente teninos, com baixa biodegradabilidade e significativa toxicidade, o que dificulta o seu tratamento. O objectivo deste trabalho é o estudo da biodegradabilidade de diferentes fracções do efluente da cortiça, na perspectiva de contribuir para viabilizar o seu tratamento. Biológico, em simultâneo com a sua valorização, pela recuperação do seu conteúdo em taninos. O fraccionamento foi realizado através de processos de separação por membranas, nomeadamente por ultrafiltração e nanofiltração, de Limite de Exclusão Molecular (MWCO) compreendido entre 0,125-91kDa. O efluente e as fracções permeadas obtidas foram analisadas em termos de conteúdo orgânico (COT, CBO, CQO), fenóis, taninos, cor, pH e condutividade. A caracterização do efluente revelou um elevado conteúdo orgânico (2285-2604 mg de CQO/L, 670,5-1056,8 mg C/L, 1000-1225 mg CBO/L), biodegradabilidade relativamente baixa (0,44-0,47 para CBO/CQO; k de 0,25-0,24 d-1) e elevado conteúdo de fenóis (0,36-0,41 g de ácido tânico/L) e de taninos (0,25-0,27 g ácido tânico/L). O fraccionamento do efluente permitiu concluir uma diminuição do seu conteúdo poluente nos permeados com a diminuição do MWCO das membranas utilizadas. A diminuição simultânea de matéria orgânica e fenóis foi particularmente significativa no permeado da membrana de MWCO de 3,8 kDa que, por outro lado, apresenta uma melhoria significativa para o índice de biodegradabilidade e k (0,83;0,38-0,44 d-1), o que significa que este permeado apresenta já viabilidade para sofrer um processo biológico para remoção de matéria orgânica e o concentrado apresenta um elevado potencial para recuperação de taninos. Nas fracções de MWCO inferior a 3,8 kDa, a diminuição de matéria orgânica é muito significativa, com um aumento da sua fracção biodegradável. Embora os resultados não sejam totalmente conclusivos em termos de biodegradabilidade, esta fracção apresenta já características adequadas para reutilização como água de processo.

Optimização do processo de extracção por ultra-sons

Neste trabalho foi estudado o método de preparação de amostras baseado numa extracção ácida assistida por ultra-sons para a quantificação de metais pesados (Pb, Ni, Cd e Cr), em amostras de solo. Usou-se a espectrometria de absorção atómica com câmara de grafite (GFAAS) para quantificar os metais nestas amostras recolhidas em diferentes locais da cidade de Lisboa. A optimização dos parâmetros que influenciam a extracção dos metais por ultra-sons foi realizada a cinco variáveis: quantidade de amostra, volume de extractor (água-régia), tempo de sonificação, potência de sonificação e ciclo de sonificação. A eficiência do método foi testada por comparação dos resultados com os obtidos pela digestão ácida “tradicional” em banho de areia. A optimização do processo foi realizada para o metal chumbo. Os resultados analíticos obtidos por ambos os métodos apresentaram diferenças significativas. A extracção de chumbo das amostras, por ultra-sons, apresentou uma eficiência entre 65 a 78% quando comparada com o método “tradicional”. A recuperação de cádmio apresentou percentagens entre 36 e 90%. No caso do níquel e crómio, concluiu-se haver necessidade de optimizar o processo para cada um dos metais, pois apresentaram uma baixa taxa de recuperação.

Valores de predição da avaliação neurológica e ultra-sonográfica cerebral neonatal em relação ao desenvolvimento de prematuros de muito baixo peso

OBJETIVO: Verificar os valores de predição de dois exames (neurológico e ultra-sonográfico) realizados no período neonatal, em relação ao desenvolvimento neuromotor e cognitivo de prematuros. MÉTODO: Foram estudados 70 prematuros com peso de nascimento inferior a 1.500g. A média do peso de nascimento e idade gestacional foram, respectivamente, 1.185g (DP:180) e 32,2 semanas (DP:1,4). Foi realizada avaliação neurológica pelo método de Dubowitz e Dubowitz e ultra-sonografia cerebral por volta de 40 semanas de idade corrigida. Após a alta do berçário estas crianças foram acompanhadas no ambulatório de seguimento. RESULTADOS: Com idade média de 21 meses (DP: 4,9) corrigidos para a prematuridade, 25,7% das crianças apresentaram comprometimento neuromotor, e 20,3%, alteração cognitiva. O exame neurológico neonatal foi mais sensível que específico em relação à alteração neuromotora (sensibilidade:77,7%, especificidade:57,6%), e cognitiva (sensibilidade: 78,5%, especificidade: 56,4%), e apresentou baixo valor de predição tanto para alteração neuromotora (38,9%) quanto cognitiva (31,4%). A ultra-sonografia apresentou elevada especificidade tanto para o desenvolvimento neuromotor (92,3%) quanto cognitivo (89,1%). O valor preditivo da ultra-sonografia foi satisfatório para anormalidades neuromotoras (69,2%), porém baixo para as alterações cognitivas (50,0%). CONCLUSÃO: A associação dos dois exames com resultados anormais apresentou valores de predição mais elevados para as anormalidades nas duas áreas do desenvolvimento.

Comunicações digitais através de ultra-sons em ambientes subaquáticos

Actualmente, as comunicações digitais em ambientes subaquáticos representam uma necessidade humana e um desafio à engenharia de sistemas. A maioria das aplicações dirigidas a meios subaquáticos recorre a sinais acústicos, já que relativamente a sinais de natureza electromagnética ou óptica, os sinais acústicos desfrutam de uma atenuação reduzida. Contudo, os meios subaquáticos possuem um comportamento complexo relativamente à propagação de sinais acústico, sendo caracterizados como canais dispersivos, no domínio do tempo e no domínio da frequência. Como os sistemas acústicos possuem uma largura de banda limitada, requer-se que um sistema de comunicação acústico subaquático seja, simultaneamente, eficiente na gestão dos recursos que possui e eficaz nos mecanismos que implementa para ultrapassar as limitações providenciadas pelo meio. Enquadrada neste âmbito, a presente dissertação propõe uma solução completa de um sistema de comunicação digital. Apresenta-se o dimensionamento de uma plataforma genérica, de baixo custo, que suporta a transmissão e recepção de sinais acústicos num ambiente subaquático. Através desta, verifica-se num meio subaquático real se as características deste ambiente coincidem com a informação presente na respectiva literatura científica. Adicionalmente, são analisadas quais as técnicas de processamento de sinal mais adequadas às comunicações digitais neste meio. Converge-se para uma solução baseada na modulação OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), que alcança uma eficiência espectral de 2,95 bit/s/Hz, a um ritmo binário máximo de 103,288 kbit/s, numa largura de banda de 35 kHz. Através desta técnica, obtém-se elevada robustez aos efeitos de dispersão temporal do canal de comunicação, minimizando de forma eficaz a distorção de sinal devido à interferência inter-simbólica. Esta modulação multi-portadora recorre a sub-portadoras ortogonais, maximizando desta forma a eficiência espectral do sistema. Contudo, a ortogonalidade destas componentes pode ser comprometida pelo espalhamento de Doppler introduzido pelo canal subaquático. Para minimizar este efeito, é implementado um algoritmo adaptativo baseado na técnica LMS (Least Mean Squares).

Cork industry wastewater partition by ultra/nanofiltration: A biodegradation and valorisation study

Wastewater from cork processing industry present high levels of organic and phenolic compounds, such as tannins, with a low biodegradability and a significant toxicity. These compounds are not readily removed by conventional municipal wastewater treatment, which is largely based on primary sedimentation followed by biological treatment. The purpose of this work is to study the biodegradability of different cork wastewater fractions, obtained through membrane separation, in order to assess its potential for biological treatment and having in view its valorisation through tannins recovery, which could be applied in other industries. Various ultrafiltration and nanofiltration membranes where used, with molecular weight cut-offs (MWCO) ranging from 0.125 to 91 kDa. The wastewater and the different permeated fractions were analyzed in terms of Total Organic Carbon (TOC), Chemical Oxygen Demand (COD), Biochemical Oxygen Demand (BOD), Total Phenols (TP), Tannins, Color, pH and Conductivity. Results for the wastewater shown that it is characterized by a high organic content (670.5-1056.8 mg TOC/L, 2285-2604 mg COD/L, 1000-1225 mg BOD/L), a relatively low biodegradability (0.35-0.38 for BODs/COD and 0.44-0.47 for BOD20/COD) and a high content of phenols (360-410 mg tannic acid/L) and tannins (250-270 mg tannic acid/L). The results for the wastewater fractions shown a general decrease on the pollutant content of permeates, and an increase of its biodegradability, with the decrease of the membrane MWCO applied. Particularly, the permeated fraction from the membrane MWCO of 3.8 kDa, presented a favourable index of biodegradability (0.8) and a minimized phenols toxicity that enables it to undergo a biological treatment and so, to be treated in a municipal wastewater treatment plant. Also, within the perspective of valorisation, the rejected fraction obtained through this membrane MWCO may have a significant potential for tannins recovery. Permeated fractions from membranes with MWCO lower than 3.8 kDa, presented a particularly significant decline of organic matter and phenols, enabling this permeates to be reused in the cork processing and so, representing an interesting perspective of zero discharge for the cork industry, with evident environmental and economic advantages. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Design of a Multiband Full-Rate Ultra-Wideband Receiver in FPGA

MultiBand OFDM (MB-OFDM) UWB [1] is a short-range promising wireless technology for high data rate communications up to 480 Mbps. In this paper, we have designed and implemented in an Virtex-6 FPGA an MB-OFDM UWB receiver for the highest data rate of 480 Mbps. To test the system, we have also implemented an MB-OFDM transmitter and an AWGN generator in VHDL and determined the bit error rates at the receiver running in an FPGA.