Genética molecular da deficiência auditiva não-sindrômica

Aproximadamente 1/1000 recém-nascidos apresentam deficiência auditiva congênita, sendo 60% dessas de etiologia genética. Na maioria dos casos, a deficiência auditiva é uma doença multifatorial causada por ambos os fatores, genéticos e ambientais. A genética molecular da deficiência auditiva tem apresentado grandes avanços na última década, pois os genes responsáveis pela deficiência auditiva hereditária vêm sendo progressivamente mapeados e clonados. Esta revisão enfatiza a deficiência auditiva não-sindrômica, uma vez que, os genes envolvidos nesse tipo de deficiência foram identificados recentemente.

Estudo molecular em crianças candidatas e submetidas ao implante coclear

OBJETIVOS: recentes progressos obtidos na biologia molecular vêm possibilitando a identificação da etiologia da surdez. A alta prevalência de mutações no gene da conexina 26 e sua facilidade de estudo possibilitam o diagnóstico. A mutação mais freqüente neste gene é a chamada 35delG. O objetivo do presente trabalho foi averiguar a incidência da mutação 35delG em crianças candidatas e submetidas ao implante coclear que tiveram a surdez diagnosticada como, supostamente idiopática. MATERIAL E MÉTODO: Estudo realizado no Setor de Implantes Cocleares da Disciplina de Otorrinolaringologia e no Laboratório Genética Humana-CBMEG, UNICAMP-SP. Foram avaliadas 32 crianças candidatas e usuárias de implante coclear, apresentando perda auditiva neurossensorial severa a profunda bilateral. Para a detecção da mutação 35delG foi utilizada a técnica de PCR alelo-específico (AS-PCR), usando primers e reação em cadeia da polimerase. RESULTADOS: 69% apresentaram exame normal, 12% foram homozigotos e 19% dos casos foram heterozigotos. A mutação 35delG em heterozigose não diagnostica a causa da surdez apenas comprova que o paciente é portador dessa mutação. CONCLUSÃO: No presente estudo, os dados obtidos confirmaram a alta prevalência da mutação 35delG no gene GJB2 em casos de perda auditiva neurossensorial não-sindrômica bilateral profunda, resultado que concorda com a literatura. Foi possível, também, diagnosticar como genética a causa da surdez em uma parcela significativa de crianças. Estes dados reforçam a importância do estudo molecular em pacientes com surdez de origem supostamente idiopática, uma vez que esse exame possibilita esclarecer a etiologia da perda auditiva.

Interação entre audiologia e genética no estudo de uma família: a complexidade do diagnóstico molecular e do aconselhamento genético

A deficiência auditiva como déficit sensorial mais comum tem dentre suas diferentes etiologias as alterações genéticas. Assim, é importante que a investigação audiológica se associe à busca do diagnóstico etiológico. OBJETIVO: Relatar o perfil audiológico e genético de três irmãos portadores de deficiência auditiva neurossensorial não-sindrômica. MATERIAL E MÉTODO: Estudo de caso de três irmãos, do sexo masculino, com 3, 5 e 16 anos, respectivamente, submetidos à avaliação audiológica comportamental e eletrofisiológica, e estudo molecular. RESULTADOS: Os achados audiológicos mostraram: audiometria do tipo neurossensorial, bilateral, simétrica, de grau moderado a moderadamente severo e configuração descendente acentuada. EOAT e EOAPD ausentes nos dois irmãos mais novos. PEATE compatível com perda auditiva moderadamente severa a severa. Presença do P300 com latências dentro da normalidade bilateralmente no irmão mais velho. Os achados do exame molecular mostraram que as duas crianças mais novas eram heterozigotos para a mutação 35delG no gene GJB2 e o mais velho não apresentava essa mutação. CONCLUSÃO: A associação das avaliações fonoaudiológicas e genéticas permite o diagnóstico etiológico de perdas auditivas que à primeira vista são semelhantes, mas que não obedecem à mesma estrutura genética. Os estudos moleculares devem ser abrangentes, evitando diagnósticos precipitados que prejudiquem o aconselhamento genético.

Molecular dynamics computer simulation of scratch resistance testing of polymers: visualization

Experimental scratch resistance testing provides two numbers: the penetration depth Rp and the healing depth Rh. In molecular dynamics computer simulations, we create a material consisting of N statistical chain segments by polymerization; a reinforcing phase can be included. Then we simulate the movement of an indenter and response of the segments during X time steps. Each segment at each time step has three Cartesian coordinates of position and three of momentum. We describe methods of visualization of results based on a record of 6NX coordinates. We obtain a continuous dependence on time t of positions of each of the segments on the path of the indenter. Scratch resistance at a given location can be connected to spatial structures of individual polymeric chains.

Polymer indentation with mesoscopic molecular dynamics

Indentation tests are used to determine the hardness of a material, e.g., Rockwell, Vickers, or Knoop. The indentation process is empirically observed in the laboratory during these tests; the mechanics of indentation is insufficiently understood. We have performed first molecular dynamics computer simulations of indentation resistance of polymers with a chain structure similar to that of high density polyethylene (HDPE). A coarse grain model of HDPE is used to simulate how the interconnected segments respond to an external force imposed by an indenter. Results include the time-dependent measurement of penetration depth, recovery depth, and recovery percentage, with respect to indenter force, indenter size, and indentation time parameters. The simulations provide results that are inaccessible experimentally, including continuous evolution of the pertinent tribological parameters during the entire indentation process.

Simulating scratch behavior of polymers with mesoscopic molecular dynamics

Part replacement and repair is needed in structures with moving parts because of scratchability and wear. In spite of some accumulation of experimental evidence, scratch resistance is still not well understood. We have applied molecular dynamics to study scratch resistance of amorphous polymeric materials through computer simulations. As a first approach, a coarse grain model was created for high density polyethylene at the mesoscale. We have also extended the traditional approach and used real units rather than reduced units (to our knowledge, for the first time), which enable an improved quantification of simulation results. The obtained results include analysis of penetration depth, residual depth and recovery percentage related to indenter force and size. Our results show there is a clear effect from these parameters on the tribological properties. We also discuss a "crooked smile" effect on the scratched surface and the reasons for its appearance.

Production of basic potato seed minitubers in substrate and different nitrogen rates

The optimal dose of nitrogen (N) in potato crop depends on the production system. The objective of this study was to determine the optimal dose of N for the production of basic potato seed minitubers and evaluate the effect of N rates on physiological and nitrogen indices in the youngest fully developed leaf (fourth leaf) and in the oldest leaf of the plants at 60 days after planting. The experiment was conducted in a greenhouse at the Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Viçosa. The treatments consisted of five N rates (0, 45, 90, 180 and 360 mg dm-3), with 10% of each dose applied at planting and the remainder through irrigation water, daily, for 30 days. The nitrogen rates positively influenced the physiological indices (length, width, leaf area, number of leaves, fresh mass and dry mass) and nitrogen (level and content of N and N-NO³ in the dry mass and SPAD) both in the fourth leaf and in the oldest leaf. Likewise, the N rates positively influenced the number and mass of harvested tubers. The largest number (5.44 tubers/plant) and the maximum mass of tubers (243.5 g/plant) were obtained with 360.0 and 332.9 mg N dm-3, respectively. Therefore, the mass and number of tubers were not optimized by the same N rate. The critical SPAD index was 38.8 in the fourth leaf, which was more sensitive to the effect of N rates than the oldest leaf.

Determination of reactivity rates of silicate particle-size fractions

The efficiency of sources used for soil acidity correction depends on reactivity rate (RR) and neutralization power (NP), indicated by effective calcium carbonate (ECC). Few studies establish relative efficiency of reactivity (RER) for silicate particle-size fractions, therefore, the RER applied for lime are used. This study aimed to evaluate the reactivity of silicate materials affected by particle size throughout incubation periods in comparison to lime, and to calculate the RER for silicate particle-size fractions. Six correction sources were evaluated: three slags from distinct origins, dolomitic and calcitic lime separated into four particle-size fractions (2, 0.84, 0.30 and <0.30-mm sieves), and wollastonite, as an additional treatment. The treatments were applied to three soils with different texture classes. The dose of neutralizing material (calcium and magnesium oxides) was applied at equal quantities, and the only variation was the particle-size material. After a 90-day incubation period, the RER was calculated for each particle-size fraction, as well as the RR and ECC of each source. The neutralization of soil acidity of the same particle-size fraction for different sources showed distinct solubility and a distinct reaction between silicates and lime. The RER for slag were higher than the limits established by Brazilian legislation, indicating that the method used for limes should not be used for the slags studied here.

Agronomic performance of common bean in straw mulch systems and topdressing nitrogen rates in no-tillage

ABSTRACTIn no-tillage systems, straw coverage on soil surface is the key to success, and the choice of crops for rotation is crucial to achieve the sustainability and quality that conservation agriculture requires. The objective of this study was to evaluate the agronomic performance of the common bean cultivar IAC Formoso sown in succession to three straw mulch systems (corn alone, corn/Urochloa ruziziensisintercrop and U. ruziziensisalone) and topdress nitrogen rates (0; 40; 80; 120 and 160 kg ha-1N), at the four-leaf stage, three years after the implementation of no-tillage. The experiment was arranged in a randomized block split plot design, with three replications. Common bean highest yields were achieved in succession to U. ruziziensisalone and intercropped with corn. The corn/U. ruziziensisintercrop provided both straw and seed production, allowing for quality no-tillage. Topdressed nitrogen influenced the common bean yield when in succession to corn alone, U. ruziziensisalone and corn/U. ruziziensisintercrop in no-tillage.

Carbohydrates Concentration in leaves of potato plants affected by nitrogen fertilization rates

ABSTRACT At poor conditions of nitrogen (N) in the soil, potato plants may accumulate starch in leaves and be indicative of N nutritional stress. The objective of this work was to determine the effects of N rates (0, 50, 100, 200 and 300 kg ha-1 of N) on the concentrations of carbohydrates (total soluble sugars-TSS, reducing sugars-RS, non-reducing sugars-NRS and starch) in the fourth leaf (FL) of two potato cultivars (Asterix and Atlantic) and their critical levels (CL) associated to the N fertilization rate necessary to obtain the maximum physical (MPE) and economic (MEE) efficiency of tubers. A randomized block design with four replications was used in both experiments. On day 21 after plant emergence, four FL were collected from four plants. Potatoes plants fertilized with low rates of N accumulated less TSS in leaves than those properly fertilized. The opposite occurred with content of starch. The cultivars showed similar responses to five doses of N in relation to contents of starch and TSS. However, the response to the increase in doses of N for RS, NRS and Starch/NRS is cultivar-specific. The correlations between contents of RS, NRS and Starch/NRS with the starch and TSS were dependent on the potato cultivar.

Estudo comparativo de procedimentos experimentais e computacionais para cálculo da lipofilia molecular

Introdução – A lipofilia é uma das propriedades físico-químicas que mais influencia a capacidade de uma molécula se movimentar através de compartimentos biológicos. O coeficiente de partição octanol/água (log P) permite, assim, obter uma estimativa da absorção dos fármacos no organismo. A existência de métodos indirectos para um cálculo rápido do log P pode revelar-se de grande importância na análise de listas de compostos com potencial acção farmacológica, reduzindo-as àqueles que se prevêem ter um melhor comportamento biológico. Objectivos – O propósito deste estudo é dar a conhecer um método cromatográfico de RP-HPLC desenvolvido para a determinação indirecta da lipofilia molecular e avaliar a performance de vários programas de cálculo computacional desse mesmo parâmetro. Metodologias – Seleccionaram-se 25 compostos químicos, avaliou-se o log P de cada um deles por RP-HPLC e confrontaram-se os resultados obtidos com os de sete programas computacionais. Resultados – O método RP-HPLC testado demonstrou ser vantajoso em comparação com o convencional shake flask. O programa de cálculo indirecto que proporcionou resultados mais próximos dos experimentais foi o ALOGPS© 2.1. Conclusões – A escolha ideal para a determinação da lipofilia de compostos cujo log P estimado esteja entre 0 e 6 é, sobretudo no que diz respeito à rapidez e simplicidade do processo, o método experimental indirecto RP-HPLC. Quanto aos métodos computacionais concluiu-se que nenhum dos programas, incluindo o ALOGPS© 2.1, demonstrou ser eficaz na avaliação de isómeros pelo que, para estes compostos, será sempre necessário recorrer ao método shake flask ou RP-HPLC.

An electro-rheological study of the nematic liquid crystal 4-n-heptyl-4'-cyanobiphenyl

An experimental and theoretical study of the electro-rheological effects observed in the nematic phase of 4-n-heptyl-4'-cyanobiphenyl has been conducted. This liquid crystal appears to be a model system, in which the observed rheological behaviour can be interpreted by the Leslie-Ericksen continuum theory for low molecular weight liquid crystals. Flow curves are illustrated at different temperatures and under the influence of an external electric field ranging from 0 to 3 kV mm-1, applied perpendicular to the direction of flow. Also presented is the apparent viscosity as a function of temperature, over similar values of electric field, obtained at different shear rates. A master flow curve has been constructed for each temperature by dividing the shear rate by the square of the electric field and multiplying by the square of a reference value of electric field. In a log-log plot, two Newtonian plateaux are found to appear at low and high shear rates, connected by a shear-thinning region. We have applied the Leslie-Ericksen continuum theory, in which the director alignment angle is a function of the electric field and the flow field boundary conditions are neglected, to determine viscoelastic parameters and the dielectric anisotropy.

Polímeros conjugados baseados em calix[4]arenos: síntese e aplicações em electrónica molecular

Neste trabalho são descritas as sínteses de novos copolímeros do tipo p-fenileno-etinileno (PPE’s) contendo unidades de calix[4]areno com potencial aplicação em electrónica molecular. A preparação destes copolímeros envolveu a síntese e caracterização de duas unidades monoméricas distintas. O 1,4-bis-25-(oximetil) - 26,26,28-tripropoxi-2,5-di-iodo-benzeno-p-terc-butilcalix[4]areno e diferentes 1,4-di-etinil-2,5-bis(alcoxi)benzenos. Os materiais sintesidados foram analisados e caracterizados por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), ressonância magnética nuclear de protão e de carbono (1H e 13C RMN), análise elementar (AE) e cromatografia de permeação em gel (GPC). Com o objectivo de estudar as suas propriedades espectroscópicas recorreu-se a técnicas de absorção de estado fundamental e luminescência de estado estacionário. O estudo das propriedades quirópticas do CALIX-p-PPE-C5q demonstrou que a homoquiralidade presente nas cadeias laterais de um dos componentes do copolímero é transferida para a cadeia principal do polímero conjugado, originando um polímero quiral. A realização de estudos electroquímicos por voltametria cíclica permitiu identificar nos diferentes polímeros processos oxidativos a potenciais semelhantes; o processo redutivo apenas foi observado no CALIX-p-PPE-C6. Os polímeros sintetizados foram posteriormente testados em duas aplicações de electrónica molecular. Num dos casos, a sua capacidade de funcionar com sensores químicos na detecção de explosivos nitroaromáticos foi avaliada usando técnicas de fotoluminescência enquanto a sua utilização como filmes emissivos em diodos emissores de luz foi avaliada por estudos de electroluminescência.

Diagnóstico molecular de cancros hereditários por sequenciação de nova geração: cancro da mama e cancro colorretal

O cancro da mama e o cancro colorretal constituem duas das principais causas de morte a nível mundial. Entre 5 a 10% destes casos estão associados a variantes germinais/hereditárias em genes de suscetibilidade para cancro. O objetivo deste trabalho consistiu em validar a utilização da sequenciação de nova geração (NGS) para identificar variantes previamente detetadas pelo método de Sanger em diversos genes de suscetibilidade para cancro da mama e colorretal. Foram sequenciadas por NGS 64 amostras de DNA de utentes com suspeita clínica de predisposição hereditária para cancro da mama ou colorretal, utilizando o painel de sequenciação TruSight Cancer e a plataforma MiSeq (Illumina). Estas amostras tinham sido previamente sequenciadas pelo método de Sanger para os genes BRCA1, BRCA2, TP53, APC, MUTYH, MLH1, MSH2 e STK11. A análise bioinformática dos resultados foi realizada com os softwares MiSeq Reporter, VariantStudio, Isaac Enrichment (Illumina) e Integrative Genomics Viewer (Broad Institute). A NGS demonstrou elevada sensibilidade e especificidade analíticas para a deteção de variantes de sequência em 8 genes de suscetibilidade para cancro colorretal e da mama, uma vez que permitiu identificar a totalidade das 412 variantes (93 únicas, incluindo 27 variantes patogénicas) previamente detetadas pelo método de Sanger. A utilização de painéis de sequenciação de genes de predisposição para cancro por NGS vem possibilitar um diagnóstico molecular mais abrangente, rápido e custo-eficiente, relativamente às metodologias convencionais.

Base molecular da hemocromatose hereditária não-clássica em Portugal

A Hemocromatose Hereditária (HH) é uma doença autossómica recessiva caracterizada pela absorção excessiva de ferro a nível intestinal e sua acumulação em órgãos vitais, podendo originar cardiomiopatia, cirrose e carcinoma hepatocelular. O correspondente diagnóstico molecular é obtido pela associação com genótipos específicos no gene HFE (homozigotia para p.Cys282Tyr ou heterozigotia composta p.Cys282Tyr/p.His63Asp). Contudo, nos países do sul da Europa, cerca de um terço dos doentes com diagnóstico clínico de HH não apresenta os referidos genótipos. Para identificar a base molecular da HH não-clássica em Portugal usaram-se metodologias de pesquisa geral de variantes genéticas (SSCP e dHPLC), Next-Generation Sequencing (NGS) e sequenciação de Sanger, cobrindo seis genes relacionados com o metabolismo do ferro em 303 doentes. Identificaram-se 69 variantes diferentes e de vários tipos, por ex. missense, nonsense, de splicing, que perturbam a transcrição do gene ou a regulação da tradução do mRNA. Seguidamente, realizaram-se estudos in silico e in vitro para esclarecer o significado etiológico de algumas das novas variantes. Concluiu-se que a base molecular desta patologia é bastante heterogénea e que a NGS é uma ferramenta adequada para efetuar a análise simultânea dos vários genes num grande número de amostras. Contudo, o estabelecimento da relevância clínica de algumas variantes requer a realização de estudos funcionais.