Intracellular misrouting and abnormal secretion of adrenocorticotropin and growth hormone in Cpefat mice associated with a carboxypeptidase E mutation

Cpefat mice carry a mutation in the carboxypeptidase E/H gene which encodes an exopeptidase that removes C-terminal basic residues from endoproteolytically cleaved hormone intermediates. These mice have endocrine disorders including obesity, infertility, and hyperproinsulinemia–diabetes syndrome, but the etiology remains an enigma. Because studies have identified membrane carboxypeptidase E as a sorting receptor for targeting prohormones to the regulated secretory pathway for processing and secretion, the intracellular routing and secretion of pro-opiomelanocortin/adrenocorticotropin and growth hormone from anterior pituitary cells were investigated in Cpefat mice. In Cpefat mice, pro-opiomelanocortin was accumulated 24-fold above normal animals in the pituitary and it was poorly processed to adrenocorticotropin. Furthermore, pro-opiomelanocortin was secreted constitutively at high levels, showing no response to stimulation by corticotropin-releasing hormone. Similarly, growth hormone release was constitutive and did not respond to high K+ stimulation. Both pro-opiomelanocortin and growth hormone levels were elevated in the circulation of Cpefat mice versus normal mice. These data provide evidence that the lack of carboxypeptidase E, the sorting receptor, results in the intracellular misrouting and secretion of pro-opiomelanocortin and growth hormone via the constitutive pathway in the pituitary of Cpefat mice.

Red Bell Pepper Chromoplasts Exhibit in Vitro Import Competency and Membrane Targeting of Passenger Proteins from the Thylakoidal Sec and ΔpH Pathways but Not the Chloroplast Signal Recognition Particle Pathway1

Chloroplast to chromoplast development involves new synthesis and plastid localization of nuclear-encoded proteins, as well as changes in the organization of internal plastid membrane compartments. We have demonstrated that isolated red bell pepper (Capsicum annuum) chromoplasts contain the 75-kD component of the chloroplast outer envelope translocon (Toc75) and are capable of importing chloroplast precursors in an ATP-dependent fashion, indicating a functional general import apparatus. The isolated chromoplasts were able to further localize the 33- and 17-kD subunits of the photosystem II O2-evolution complex (OE33 and OE17, respectively), lumen-targeted precursors that utilize the thylakoidal Sec and ΔpH pathways, respectively, to the lumen of an internal membrane compartment. Chromoplasts contained the thylakoid Sec component protein, cpSecA, at levels comparable to chloroplasts. Routing of OE17 to the lumen was abolished by ionophores, suggesting that routing is dependent on a transmembrane ΔpH. The chloroplast signal recognition particle pathway precursor major photosystem II light-harvesting chlorophyll a/b protein failed to associate with chromoplast membranes and instead accumulated in the stroma following import. The Pftf (plastid fusion/translocation factor), a chromoplast protein, integrated into the internal membranes of chromoplasts during in vitro assays, and immunoblot analysis indicated that endogenous plastid fusion/translocation factor was also an integral membrane protein of chromoplasts. These data demonstrate that the internal membranes of chromoplasts are functional with respect to protein translocation on the thylakoid Sec and ΔpH pathways.

Negative pH, efflorescent mineralogy, and consequences for environmental restoration at the Iron Mountain Superfund site, California

The Richmond Mine of the Iron Mountain copper deposit contains some of the most acid mine waters ever reported. Values of pH have been measured as low as −3.6, combined metal concentrations as high as 200 g/liter, and sulfate concentrations as high as 760 g/liter. Copious quantities of soluble metal sulfate salts such as melanterite, chalcanthite, coquimbite, rhomboclase, voltaite, copiapite, and halotrichite have been identified, and some of these are forming from negative-pH mine waters. Geochemical calculations show that, under a mine-plugging remediation scenario, these salts would dissolve and the resultant 600,000-m3 mine pool would have a pH of 1 or less and contain several grams of dissolved metals per liter, much like the current portal effluent water. In the absence of plugging or other at-source control, current weathering rates indicate that the portal effluent will continue for approximately 3,000 years. Other remedial actions have greatly reduced metal loads into downstream drainages and the Sacramento River, primarily by capturing the major acidic discharges and routing them to a lime neutralization plant. Incorporation of geochemical modeling and mineralogical expertise into the decision-making process for remediation can save time, save money, and reduce the likelihood of deleterious consequences.

Involvement of the Ubiquitin/Proteasome System in Sorting of the Interleukin 2 Receptor β Chain to Late Endocytic Compartments

Down-regulation of cell surface growth factor receptors plays a key role in the tight control of cellular responses. Recent reports suggest that the ubiquitin system, in addition to participating in degradation by the proteasome of cytosolic and nuclear proteins, might also be involved in the down-regulation of various membrane receptors. We have previously characterized a signal in the cytosolic part of the interleukin 2 receptor β chain (IL2Rβ) responsible for its targeting to late endosomes/lysosomes. In this report, the role of the ubiquitin/proteasome system on the intracellular fate of IL2Rβ was investigated. Inactivation of the cellular ubiquitination machinery in ts20 cells, which express a thermolabile ubiquitin-activating enzyme E1, leads to a significant decrease in the degradation rate of IL2Rβ, with little effect on its internalization. In addition, we show that a fraction of IL2Rβ can be monoubiquitinated. Furthermore, mutation of the lysine residues of the cytosolic region of a chimeric receptor carrying the IL2Rβ targeting signal resulted in a decreased degradation rate. When cells expressing IL2Rβ were treated either by proteasome or lysosome inhibitors, a significant decrease in receptor degradation was observed. Our data show that ubiquitination is required for the sorting of IL2Rβ toward degradation. They also indicate that impairment of proteasome function might more generally affect intracellular routing.

Targeted disruption of the surfactant protein B gene disrupts surfactant homeostasis, causing respiratory failure in newborn mice.

Surfactant protein B (SP-B) is an 8.7-kDa, hydrophobic protein that enhances the spreading and stability of surfactant phospholipids in the alveolus. To further assess the role of SP-B in lung function, the SP-B gene was disrupted by homologous recombination in murine mouse embryonic stem cells. Mice with a single mutated SP-B allele (+/-) were unaffected, whereas homozygous SP-B -/- offspring died of respiratory failure immediately after birth. Lungs of SP-B -/- mice developed normally but remained atelectatic in spite of postnatal respiratory efforts. SP-B protein and mRNA were undetectable and tubular myelin figures were lacking in SP-B -/- mice. Type II cells of SP-B -/- mice contained no fully formed lamellar bodies. While the abundance of SP-A and SP-C mRNAs was not altered, an aberrant form of pro-SP-C, 8.5 kDa, was detected, and fully processed SP-C peptide was markedly decreased in lung homogenates of SP-B -/- mice. Ablation of the SP-B gene disrupts the routing, storage, and function of surfactant phospholipids and proteins, causing respiratory failure at birth.

A chloroplast homologue of the signal recognition particle subunit SRP54 is involved in the posttranslational integration of a protein into thylakoid membranes.

The mechanisms involved in the integration of proteins into the thylakoid membrane are largely unknown. However, many of the steps of this process for the light-harvesting chlorophyll a/b protein (LHCP) have been described and reconstituted in vitro. LHCP is synthesized as a precursor in the cytosol and posttranslationally imported into chloroplasts. Upon translocation across the envelope membranes, the N-terminal transit peptide is cleaved, and the apoprotein is assembled into a soluble "transit complex" and then integrated into the thylakoid membrane via three transmembrane helices. Here we show that 54CP, a chloroplast homologue of the 54-kDa subunit of the mammalian signal recognition particle (SRP54), is essential for transit complex formation, is present in the complex, and is required for LHCP integration into the thylakoid membrane. Our data indicate that 54CP functions posttranslationally as a molecular chaperone and potentially pilots LHCP to the thylakoids. These results demonstrate that one of several pathways for protein routing to the thylakoids is homologous to the SRP pathway and point to a common evolutionary origin for the protein transport systems of the endoplasmic reticulum and the thylakoid membrane.

Percepção e orientação de condutas de conselheiros tutelares sobre práticas sexuais de menores de 18 anos

A abertura política do Brasil à democracia promoveu uma série de mudanças legislativas e de organização do Estado. Na área da infância e adolescência, após a promulgação do Estatuto da Criança e do Adolescente (ECA), foram criados conselhos de nível federal, estadual e municipal, com o objetivo de promover e defender os direitos dessa população específica. Também foram formados os Conselhos Tutelares compostos por membros da sociedade civil, diretamente eleitos pela população, com a função de informar e promover esses direitos localmente. Utilizando a metodologia qualitativa-quantitativa do Discurso do Sujeito Coletivo, a pesquisa analisou a percepção e opinião dos conselheiros tutelares a respeito de situações que envolvem a prática sexual voluntária heterossexual e homossexual de adolescentes da faixa etária de 12 a 17 anos. Os dados foram colhidos com o uso de questionários semiestruturados para autopreenchimento, apresentados em visita técnica aos membros dos 44 Conselhos Tutelares do município de São Paulo. Além do perfil social e familiar, foram coletadas opiniões dos conselheiros quanto à autonomia dos adolescentes e suas noções de desrespeito legal, além de sugestões de orientação de condutas frente a três casos hipotéticos de prática sexual realizada por adolescentes. Responderam à pesquisa 80 (36,4 por cento ) conselheiros de um total de 220, de 29 (65,9 por cento ) dos 44 Conselhos Tutelares da cidade. Observou-se que apresentaram tendência a reproduzir os modelos tradicionais negativos da sociedade brasileira no julgamento da prática sexual de adolescentes, avaliando sua ocorrência pela ótica moral e de opinião de familiares e outros adultos. Mais da metade não associa tais práticas a impactos específicos sobre a saúde e os direitos sexuais e reprodutivos dos adolescentes, nem realiza encaminhamentos para sua promoção. Adotam noções desiguais de gênero do senso comum, que remetem à preocupação com a imagem e impactos da publicização da sexualidade de meninas, não fazendo o mesmo para adolescentes meninos e veem as práticas homoafetivas sob a ótica da violência e sedução, associando-as à necessidade de orientação psicológica e problemas de saúde mental. Considera-se que conselheiros tutelares estão pouco preparados para lidar com a sexualidade de adolescentes e normalmente treinados para avaliá-la tal qual a violência sexual que acomete crianças. Como possuem status local de legitimidade, são procurados e tem poder de averiguação e encaminhamento público de ocorrências, terminando por, muitas vezes, desrespeitar os direitos humanos de adolescentes quanto à expressão e vivência da sexualidade e da prática sexual saudável. Considera-se fundamental discutir o papel dos Conselhos Tutelares frente aos direitos de adolescentes, de forma que ao contrário do proposto na democratização do país, não se configurem como mais um instrumentos de exercício de poder para perpetuar desigualdades sociais. Na área da sexualidade, a defesa dos direitos de adolescentes passa pelo respeito a sua sexualidade, acesso à informação, à garantia de serviços públicos que efetivamente os atendam para proporcionar exames, contracepção, prevenção de doenças sexualmente transmissíveis, etc., com respeito a sua cidadania, especificidades, necessidades, autonomia e dignidade pessoal, promovendo-os e defendendo-os frente a famílias, comunidade, a toda a sociedade e ao próprio poder público.

Improved solutions to dynamic and stochastic maritime pick-up and delivery problems using local search.

Heuristics for stochastic and dynamic vehicle routing problems are often kept relatively simple, in part due to the high computational burden resulting from having to consider stochastic information in some form. In this work, three existing heuristics are extended by three different local search variations: a first improvement descent using stochastic information, a tabu search using stochastic information when updating the incumbent solution, and a tabu search using stochastic information when selecting moves based on a list of moves determined through a proxy evaluation. In particular, the three local search variations are designed to utilize stochastic information in the form of sampled scenarios. The results indicate that adding local search using stochastic information to the existing heuristics can further reduce operating costs for shipping companies by 0.5–2 %. While the existing heuristics could produce structurally different solutions even when using similar stochastic information in the search, the appended local search methods seem able to make the final solutions more similar in structure.

Proteção compartilhada e restauração de tráfego em redes ópticas de segmentação espectral flexível

A busca de sistemas de comunicação eficientes e econômicos é cada vez maior, principalmente com o aumento da demanda por tráfego e banda de transmissão. Conhecidas pela utilização eficiente de largura de banda, as redes ópticas de segmentação espectral flexível têm sido intensamente estudadas e são consideradas boas candidatas para a próxima geração de redes. Tais redes flexíveis utilizam formatos de modulação multinível e multiplexação multiportadora. Sistemas com alta capacidade de transmissão devem ser extremamente confiáveis, pois a falha em um dispositivo ou enlace da rede acarreta enorme perda de dados. Por isso, as técnicas de proteção e restauração do tráfego devem ser eficientes, de modo a garantir a sobrevivência da rede. Neste trabalho, foi desenvolvido um algoritmo capaz de lidar com cada requisição de conexão, encontrar um caminho óptico para transmissão e reservar outro caminho para recuperação do tráfego em caso de falha na rede. A seleção dos caminhos primário e de proteção utiliza a técnica smart-fit, que escolhe a solução com menor custo final, definido pela distância da rota percorrida somada ao custo do índice inicial da faixa espectral alocada, buscando equilibrar a escolha entre a posição no espectro e rota escolhida. Além disso, são definidos custos diferentes para slots de frequência livres e compartilhados, a fim de incentivar o compartilhamento espectral em caminhos de proteção. Dentre as técnicas de alocação espectral, a varredura com janela espectral varre o espectro em todos os enlaces da rota, slot por slot, em busca de uma faixa livre com tamanho suficiente para atender uma demanda. Neste trabalho, foi desenvolvida uma técnica chamada busca lógica, que lida simultaneamente com todos os enlaces da rota ao realizar operações lógicas com seus espectros. Em seguida, é realizada uma convolução entre a janela espectral, com tamanho da demanda, e o espectro resultante. A partir desse resultado, é possível saber as posições no espectro onde a demanda poderá ser alocada. Tal técnica, como será demonstrado, é mais veloz que a varredura com janela espectral. Para garantir a eficácia e confiabilidade do algoritmo, utilizando o software MATLAB, avaliou-se a probabilidade de bloqueio e probabilidade de bloqueio de banda, a fragmentação espectral média na rede, o grau de compartilhamento, a taxa de utilização espectral e a taxa de capacidade reservada. O algoritmo desenvolvido foi capaz de organizar o tráfego na rede de modo ordenado e pouco fragmentado, além de utilizar de maneira eficiente os recursos destinados à proteção.

Modelagem e simulação de redes em chip sem fio.

O paradigma das redes em chip (NoCs) surgiu a fim de permitir alto grau de integração entre vários núcleos de sistemas em chip (SoCs), cuja comunicação é tradicionalmente baseada em barramentos. As NoCs são definidas como uma estrutura de switches e canais ponto a ponto que interconectam núcleos de propriedades intelectuais (IPs) de um SoC, provendo uma plataforma de comunicação entre os mesmos. As redes em chip sem fio (WiNoCs) são uma abordagem evolucionária do conceito de rede em chip (NoC), a qual possibilita a adoção dos mecanismos de roteamento das NoCs com o uso de tecnologias sem fio, propondo a otimização dos fluxos de tráfego, a redução de conectores e a atuação em conjunto com as NoCs tradicionais, reduzindo a carga nos barramentos. O uso do roteamento dinâmico dentro das redes em chip sem fio permite o desligamento seletivo de partes do hardware, o que reduz a energia consumida. Contudo, a escolha de onde empregar um link sem fio em uma NoC é uma tarefa complexa, dado que os nós são pontes de tráfego os quais não podem ser desligados sem potencialmente quebrar uma rota preestabelecida. Além de fornecer uma visão sobre as arquiteturas de NoCs e do estado da arte do paradigma emergente de WiNoC, este trabalho também propõe um método de avaliação baseado no já consolidado simulador ns-2, cujo objetivo é testar cenários híbridos de NoC e WiNoC. A partir desta abordagem é possível avaliar diferentes parâmetros das WiNoCs associados a aspectos de roteamento, aplicação e número de nós envolvidos em redes hierárquicas. Por meio da análise de tais simulações também é possível investigar qual estratégia de roteamento é mais recomendada para um determinado cenário de utilização, o que é relevante ao se escolher a disposição espacial dos nós em uma NoC. Os experimentos realizados são o estudo da dinâmica de funcionamento dos protocolos ad hoc de roteamento sem fio em uma topologia hierárquica de WiNoC, seguido da análise de tamanho da rede e dos padrões de tráfego na WiNoC.

Priority realloc: um mecanismo para alocação de rotas e recursos em redes EON.

Backbone networks are responsible for long-haul data transport serving many clients with a large volume of data. Since long-haul data transport service must rely on a robust high capacity network the current technology broadly adopted by the industry is Wavelength Division Multiplexing (WDM). WDM networks enable one single ber to operate with multiple high capacity channels, drastically increasing the ber capacity. In WDM networks each channel is associated with an individual wavelength. Therefore a whole wavelength capacity is assigned to a connection, causing waste of bandwidth in case the connection bandwidth requirement is less than the channel total capacity. In the last half decade, Elastic Optical Networks (EON) have been proposed and developed based on the fexible use of the optical spectrum known as the exigrid. EONs are adaptable to clients requirements and may enhance optical networks performance. For these reasons, research community and data transport providers have been demonstrating increasingly high interest in EONs which are likely to replace WDM as the universally adopted technology in backbone networks in the near future. EONs have two characteristics that may limit its ecient resources use. The spectrum fragmentation, inherent to the dynamic EON operation, decrease the network capacity to assign resources to connection requests increasing network blocking probability. The spectrum fragmentation also intensifides the denial of service to higher rate request inducing service unfairness. Due to the fact EONs were just recently developed and proposed, the aforementioned issues were not yet extensively studied and solutions are still being proposed. Furthermore, EONs do not yet provide specific features as differentiated service mechanisms. Differentiated service strategies are important in backbone networks to guarantee client\'s diverse requirements in case of a network failure or the natural congestion and resources contention that may occur at some periods of time in a network. Impelled by the foregoing facts, this thesis objective is three-fold. By means of developing and proposing a mechanism for routing and resources assignment in EONs, we intend to provide differentiated service while decreasing fragmentation level and increasing service fairness. The mechanism proposed and explained in this thesis was tested in a EON simulation environment and performance results indicated that it promotes beneficial performance enhancements when compared to benchmark algorithms.

Optimização de rotas na recolha de leite

O presente relatório tem por objectivo apresentar e descrever de forma detalhada o projecto “Optimização de rotas na recolha de leite”. Este projecto foi conduzido no âmbito do estágio curricular, realizado na parte não-lectiva do Mestrado em Sistemas de Informação de Gestão, do Instituto Superior de Contabilidade e Administração de Coimbra, tendo decorrido na empresa Lacticoop entre 03 de Outubro de 2011 e 27 de Julho de 2012. O projecto surge da necessidade da empresa optimizar as suas rotas de recolha de leite. Essa optimização pode ser subdividida em duas partes distintas: i) a recolha de dados, características e processos relativos à empresa e aos sistemas com que labora; ii) e o desenvolvimento do software necessário para a optimização de uma componente desses sistemas, associada ao processo de recolha de leite. O primeiro ponto envolve a recolha de informação sobre a política interna da empresa, a recolha de dados acerca dos veículos, rotas, consumos e condutores, assim como o levantamento de procedimentos e tecnologias utilizadas. O segundo ponto envolve a modelação do problema em estudo, o levantamento das necessidades de software para implementar o sistema de informação, a avaliação de soluções de software e desenvolvimento/adaptação da aplicação informática, assim como a implementação do software desenvolvido / adaptado e testes. Actualmente a empresa não dispõe de qualquer automatismo para a definição de rotas, sendo o processo de escalonamento de rotas feito manualmente. Este processo é bastante moroso e complexo, envolvendo a troca de informações entre o gestor e os condutores das viaturas. É um processo gradual, numa sequência de detecção de erros e correcção desses mesmos erros. Esta metodologia conduz a soluções bastante ineficientes, desde logo pela desactualização das soluções relativamente à efemeridade dos dados, especialmente ao nível de quantidades de recolha do produto. A razão da escolha de um sistema informático que permita optimizar as rotas prende-se essencialmente com a rapidez na obtenção de soluções e na capacidade de integração de dados actualizados. Este processo recorre a técnicas e modelos de optimização que envolvem o problema de Rotas de Veículos (Vehicle Routing Problem), sendo, em geral, um problema de difícil resolução em função do número de clientes envolvidos. Todavia, trata-se de um sistema que traz enormes benefícios no apoio ao processo de decisão por parte do gestor. Neste estágio pretendeu-se, como objectivo principal, desenvolver uma aplicação que permita optimizar as rotas dos veículos envolvidos no processo de recolha de leite. Os benefícios do sistema na diminuição de distâncias percorridas pelas viaturas de recolha e no aumento da eficiência do sistema de transportes, serão evidenciados no trabalho desenvolvido. A aplicação foi criada no software Eclipse (utilizando a linguagem Java). Na primeira fase do projecto estava previsto monitorizar as rotas e consumos dos veículos através da tecnologia de geo-posicionamento por satélite (GPS), de forma a atribuir comissões sobre a poupança de combustível aos condutores dos veículos. Não foi possível concluir esta fase devido à inexistência dessa tecnologia nas viaturas e pelo facto de a empresa ter retirado essa prioridade a esse investimento.

Radiocarbon data, oxygen isotopic composition in foraminifera, freshwater diatoms data, and salinity estimations from ODP Holes 167-1019C and 167-1019D

Massive discharges of freshwater from the glacial lake Missoula to the northeast Pacific Ocean are thought to have sculpted the Channeled Scablands of eastern Washington and debouched via the Columbia River near 46°N. The dynamics and timing of these events and their impact on northeast Pacific circulation remain uncertain. Here we date marine records of anomalous freshwater inputs to the ocean based on freshwater diatoms, oxygen isotopes in foraminifera, and radiocarbon data. Low-salinity plumes from the Columbia River reduced sea-surface salinities by as much as 6 psu (practical salinity units) more than 400 km away between 16 and 31 cal (calendar) ka B.P. Anomalously high abundances of freshwater diatoms in marine sediments from the region precede generally accepted dates for the existence of glacial Lake Missoula, implying that large flooding or freshwater routing events were common during the advance of the Cordilleran Ice Sheet and that such events require multiple sources.

Comite River diversion, Comite River, Louisiana : hydraulic model investigation /

"June 1994."

A theoretical exploration of catchment-scale sediment delivery

This paper proposes a theoretical explanation of the variations of the sediment delivery ratio (SDR) versus catchment area relationships and the complex patterns in the behavior of sediment transfer processes at catchment scale. Taking into account the effects of erosion source types, deposition, and hydrological controls, we propose a simple conceptual model that consists of two linear stores arranged in series: a hillslope store that addresses transport to the nearest streams and a channel store that addresses sediment routing in the channel network. The model identifies four dimensionless scaling factors, which enable us to analyze a variety of effects on SDR estimation, including (1) interacting processes of erosion sources and deposition, (2) different temporal averaging windows, and (3) catchment runoff response. We show that the interactions between storm duration and hillslope/channel travel times are the major controls of peak-value-based sediment delivery and its spatial variations. The interplay between depositional timescales and the travel/residence times determines the spatial variations of total-volume-based SDR. In practical terms this parsimonious, minimal complexity model could provide a sound physical basis for diagnosing catchment to catchment variability of sediment transport if the proposed scaling factors can be quantified using climatic and catchment properties.