Synthesis and spectroscopic characterization of site-specific 2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine oligodeoxyribonucleotide adducts

The aim of the present study is to determine the chemical structure and conformation of DNA adducts formed by incubation of the bioactive form of 2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine (PhIP), N-acetoxy-PhIP, with a single-stranded 11mer oligodeoxyribonucleotide. Using conditions optimized to give the C8-dG-PhIP adduct as the major product, sufficient material was synthesized for NMR solution structure determination. The NMR data indicate that in duplex DNA this adduct exists in equilibrium between two different conformational states. In the main conformer, the covalently bound PhIP molecule intercalates in the helix, whilst in the minor conformation the PhIP ligand is probably solvent exposed. In addition to the C8-dG-PhIP adduct, at least eight polar adducts are found after reaction of N-acetoxy-PhIP with the oligonucleotide. Three of these were purified for further characterization and shown to exhibit lowest energy UV absorption bands in the range 342–347 nm, confirming the presence of PhIP or PhIP derivative. Accurate mass determination of two of the polar adducts by negative ion MALDI-TOF MS revealed ions consistent with a spirobisguanidino-PhIP derivative and a ring-opened adduct. The third adduct, which has the same mass as the C8-dG-PhIP oligonucleotide adduct, may contain PhIP bound to the N2 position of guanine.

Organization and expression of canine olfactory receptor genes.

Four members of the canine olfactory receptor gene family were characterized. The predicted proteins shared 40-64% identity with previously identified olfactory receptors. The four subfamilies identified in Southern hybridization experiments had as few as 2 and as many as 20 members. All four genes were expressed exclusively in olfactory epithelium. Expression of multiple members of the larger subfamilies was detected, suggesting that most if not all of the cross-hybridizing bands in genomic Southern blots represented actively transcribed olfactory receptor genes. Analysis of large DNA fragments using Southern blots of pulsed-field gels indicated that subfamily members were clustered together, and that two of the subfamilies were closely linked in the dog genome. Analysis of the four olfactory receptor gene subfamilies in 26 breeds of dog provided evidence that the number of genes per subfamily was stable in spite of differential selection on the basis of olfactory acuity in scent hounds, sight hounds, and toy breeds.

A stationary-phase stress-response sigma factor from Mycobacterium tuberculosis.

Alternative RNA polymerase sigma factors are a common means of coordinating gene regulation in bacteria. Using PCR amplification with degenerate primers, we identified and cloned a sigma factor gene, sigF, from Mycobacterium tuberculosis. The deduced protein encoded by sigF shows significant similarity to SigF sporulation sigma factors from Streptomyces coelicolor and Bacillus subtilis and to SigB, a stress-response sigma factor, from B. subtilis. Southern blot surveys with a sigF-specific probe identified cross-hybridizing bands in other slow-growing mycobacteria, Mycobacterium bovis bacille Calmette-Guérin (BCG) and Mycobacterium avium, but not in the rapid-growers Mycobacterium smegmatis or Mycobacterium abscessus. RNase protection assays revealed that M. tuberculosis sigF mRNA is not present during exponential-phase growth in M. bovis BCG cultures but is strongly induced during stationary phase, nitrogen depletion, and cold shock. Weak expression of M. tuberculosis sigF was also detected during late-exponential phase, oxidative stress, anaerobiasis, and alcohol shock. The specific expression of M. tuberculosis sigF during stress or stationary phase suggests that it may play a role in the ability of tubercle bacilli to adapt to host defenses and persist during human infection.

Genomic DNA fingerprinting by restriction fragment end labeling.

A typing method for bacteria was developed and applied to several species, including Escherichia coli and Actinobacillus actinomycetemcomitans. Total genomic DNA was digested with a restriction endonuclease, and fragments were enabled with [alpha-32P]dATP by using the Klenow fragment of DNA polymerase and separated by electrophoresis in 6% polyacrylamide/8 M urea (sequencing gel). Depending on the restriction endonuclease and the bacterium, the method produced approximately 30-50 well-separated fragments in the size range of 100-400 nucleotides. For A. actinomycetemcomitans, all strains had bands in common. Nevertheless, many polymorphisms could be observed, and the 31 strains tested could be classified into 29 distinct types. Furthermore, serotype-specific fragments could be assigned for the three serotypes investigated. The method described is very sensitive, allowing more distinct types to be distinguished than other commonly used typing methods. When the method was applied to 10 other clinically relevant bacterial species, both species-specific bands and strain-specific bands were found. Isolates from different locations of one patient showed indistinguishable patterns. Computer-assisted analysis of the DNA fingerprints allowed the determination of similarity coefficients. It is concluded that genomic fingerprinting by restriction fragment end labeling (RFEL) is a powerful and generally applicable technique to type bacterial species.

Investigação do mecanismo cinético da reação de redução de oxigênio em solventes não aquosos

O aumento no consumo energético e a crescente preocupação ambiental frente à emissão de gases poluentes criam um apelo mundial favorável para pesquisas de novas tecnologias não poluentes de fontes de energia. Baterias recarregáveis de lítio-ar em solventes não aquosos possuem uma alta densidade de energia teórica (5200 Wh kg-1), o que as tornam promissoras para aplicação em dispositivos estacionários e em veículos elétricos. Entretanto, muitos problemas relacionados ao cátodo necessitam ser contornados para permitir a aplicação desta tecnologia, por exemplo, a baixa reversibilidade das reações, baixa potência e instabilidades dos materiais empregados nos eletrodos e dos solventes eletrolíticos. Assim, neste trabalho um modelo cinético foi empregado para os dados experimentais de espectroscopia de impedância eletroquímica, para a obtenção das constantes cinéticas das etapas elementares do mecanismo da reação de redução de oxigênio (RRO), o que permitiu investigar a influência de parâmetros como o tipo e tamanho de partícula do eletrocatalisador, o papel do solvente utilizado na RRO e compreender melhor as reações ocorridas no cátodo dessa bateria. A investigação inicial se deu com a utilização de sistemas menos complexos como uma folha de platina ou eletrodo de carbono vítreo como eletrodos de trabalho em 1,2-dimetoxietano (DME)/perclorato de lítio (LiClO4). A seguir, sistemas complexos com a presença de nanopartículas de carbono favoreceu o processo de adsorção das moléculas de oxigênio e aumentou ligeiramente (uma ordem de magnitude) a etapa de formação de superóxido de lítio (etapa determinante de reação) quando comparada com os eletrodos de platina e carbono vítreo, atribuída à presença dos grupos laterais mediando à transferência eletrônica para as moléculas de oxigênio. No entanto, foi observada uma rápida passivação da superfície eletrocatalítica através da formação de filmes finos de Li2O2 e Li2CO3 aumentando o sobrepotencial da bateria durante a carga (diferença de potencial entre a carga e descarga > 1 V). Adicionalmente, a incorporação das nanopartículas de platina (Ptnp), ao invés da folha de platina, resultou no aumento da constante cinética da etapa determinante da reação em duas ordens de magnitude, o qual pode ser atribuído a uma mudança das propriedades eletrônicas na banda d metálica em função do tamanho nanométrico das partículas, e estas modificações contribuíram para uma melhor eficiência energética quando comparado ao sistema sem a presença de eletrocatalisador. Entretanto, as Ptnp se mostraram não específicas para a RRO, catalisando as reações de degradação do solvente eletrolítico e diminuindo rapidamente a eficiência energética do dispositivo prático, devido ao acúmulo de material no eletrodo. O emprego de líquido iônico como solvente eletrolítico, ao invés de DME, promoveu uma maior estabilização do intermediário superóxido formado na primeira etapa de transferência eletrônica, devido à interação com os cátions do líquido iônico em solução, o qual resultou em um valor de constante cinética da formação do superóxido de três ordens de magnitude maior que o obtido com o mesmo eletrodo de carbono vítreo em DME, além de diminuir as reações de degradação do solvente. Estes fatores podem contribuir para uma maior potência e ciclabilidade da bateria de lítio-ar operando com líquidos iônicos.

Proposta de programa de prevenção de perdas auditivas para músicos

INTRODUÇÃO: A audição é um dos sentidos mais importantes para o ser humano, e seu funcionamento está interligado à sua produtividade, o que não é diferente aos músicos, já que ela é de suma importância para a qualidade de seu trabalho e permanência na carreira. O desenvolvimento de um programa de prevenção de perdas auditivas tem por objetivo modificar o comportamento dos músicos em relação à sua audição, uma vez que, constantemente, estão expostos a níveis de pressão sonora elevados e ao surgimento de lesões irreversíveis. Contudo, se medidas preventivas não forem realizadas corretamente, as exposições dos músicos frente à intensidade sonora elevada podem trazer prejuízos à saúde e alguns destes, irreversíveis como, a Perda Auditiva Induzida por Níveis de Pressão Sonora Elevados (PAINPSE) ou Perda Auditiva Induzida por Música (PAIM). OBJETIVO GERAL: submeter os músicos ao programa de prevenção de perdas auditivas (PPPA) e verificar sua eficácia. MATERIAL E MÉTODOS: Participaram componentes de quatro bandas musicais, correspondendo a um total de 16 participantes. Esses membros foram submetidos ao Programa de Prevenção de Perdas Auditivas (PPPA) que engloba as seguintes etapas: (1) medição do nível de pressão sonora no ensaio e show; (2) entrevista específica, Audiometria Tonal Liminar e de Altas Frequências, Logoaudiometria, Imitanciometria e Emissões Otoacústicas por estímulo Transientes e Produto de Distorção; (3) orientação sobre a utilização do Equipamento de Proteção Individual (EPI); e (4) a realização de medidas educativas por meio de workshops. RESULTADOS: O Nível de Pressão Sonora (NPS) durante os ensaios e apresentações/shows, encontram-se elevados, sintomas não auditivos estão presentes em 68, 75% da população total da amostra, presença de zumbido após o show em 100% da amostra; maiores dificuldades de compreensão de fala no ruído nos músicos que tocam baixo (75%). Ao traçar o perfil audiológico do músico foram encontrados: maiores médias dos limiares audiológicos por frequência das bandas estudadas em 500Hz e 3KHz (B1), 3KHz e 4KHz (B2), 3KHz, 4KHz e 6KHz (B3) e em 3KHz (B4); as maiores médias dos limiares audiológicos por frequência dos instrumentos estudados foram em 3KHz, 4KHz e 6KHz (voz), 3KHz e 4KHz (guitarra), 3KHz, 4KHz e 6KHz (baixo) e 3KHz, 4KHz (bateria); presença de entalhe nas frequências de 2KHz, 4KHz, 6KHz e 8KHz na audiometria tonal liminar; já na audiometria de altas frequências em todas as frequências apareceram ao menos um caso, reflexos ausentes em 4KHz (ipsilateral e contralateral); ausência de resposta em 4KHz para todos os baixistas bilateralmente (100%) quando pesquisado EOE por estímulo transiente e na produto de distorção foram encontradas ausência de respostas em 50% da amostra na frequência de 6KHz, sendo assim pesquisada a curva de crescimento (dp growth rate) aparecendo resposta em 75dB em quase 100% dos casos em que houve necessidade de sua realização. Quanto aos achados obtidos da avaliação realizada pelos participantes (músicos) referente ao website, os resultados mostraram que o mesmo atende às necessidades propostas, ou seja, a promoção da saúde auditiva em músicos. CONCLUSÃO: Existe a necessidade de serem tomadas medidas preventivas e a inserção dos músicos em um Programa de Prevenção de Perdas Auditivas (PPPA) a fim de proporcioná-los maiores condições de qualidade de vida e em seu trabalho, já que necessitam da sua audição para desempenhar com eficácia suas atividades e se manter no mercado de trabalho atuando como músico.

Effects of high-color-discrimination capability spectra on color-deficient vision

Light sources with three spectral bands in specific spectral positions are known to have high-color-discrimination capability. W. A. Thornton hypothesized that they may also enhance color discrimination for color-deficient observers. This hypothesis was tested here by comparing the Rösch–MacAdam color volume for color-deficient observers rendered by three of these singular spectra, two reported previously and one derived in this paper by maximization of the Rösch–MacAdam color solid. It was found that all illuminants tested enhance discriminability for deuteranomalous observers, but their impact on other congenital deficiencies was variable. The best illuminant was the one derived here, as it was clearly advantageous for the two red–green anomalies and for tritanopes and almost neutral for red–green dichromats. We conclude that three-band spectra with high-color-discrimination capability for normal observers do not necessarily produce comparable enhancements for color-deficient observers, but suitable spectral optimization clearly enhances the vision of the color deficient.

Quantum fluctuations stabilize skyrmion textures

We study the quantum spin waves associated to skyrmion textures. We show that the zero-point energy associated to the quantum spin fluctuations of a noncollinear spin texture produce Casimir-like magnetic fields. We study the effect of these Casimir fields on the topologically protected noncollinear spin textures known as skyrmions. In a Heisenberg model with Dzyalonshinkii-Moriya interactions, chosen so the classical ground state displays skyrmion textures, we calculate the spin-wave spectrum, using the Holstein-Primakoff approximation, and the associated zero-point energy, to the lowest order in the spin-wave expansion. Our calculations are done both for the single-skyrmion case, for which we obtain a discrete set of skyrmion bound states, as well as for the skyrmion crystal, for which the resulting spectrum gives the spin-wave bands. In both cases, our calculations show that the Casimir magnetic field contributes up to 10% of the total Zeeman energy necessary to delete the skyrmion texture with an applied field.