2.2 Lloyd Gaines

Since Sy Canada was the Registrar at the University of Missouri his name was on the petition, but Gaines was, in fact, taking on the government and Constitution of the State of Missouri. In their opening arguments, Gaines’ legal team recounted their allegations against the university, charging that the school violated Gaines’ civil rights, in particular those rights covered by the 14th Amendment.

Specific atomic groups and RNA helix geometry in acceptor stem recognition by a tRNA synthetase

Oligonucleotides that recapitulate the acceptor stems of tRNAs are substrates for aminoacylation by many tRNA synthetases in vitro, even though these substrates are missing the anticodon trinucleotides of the genetic code. In the case of tRNAAla a single acceptor stem G⋅U base pair at position 3·70 is essential, based on experiments where the wobble pair has been replaced by alternatives such as I⋅U, G⋅C, and A⋅U, among others. These experiments led to the conclusion that the minor-groove free 2-amino group (of guanosine) of the G⋅U wobble pair is essential for charging. Moreover, alanine-inserting tRNAs (amber suppressors) that replace G⋅U with mismatches such as G⋅A and C⋅A are partially active in vivo and can support growth of an Escherichia coli tRNAAla knockout strain, leading to the hypothesis that a helix irregularity and nucleotide functionalities are important for recognition. Herein we investigate the charging in vitro of oligonucleotide and full-length tRNA substrates that contain mismatches at the position of the G⋅U pair. Although most of these substrates have undetectable activity, G⋅A and C⋅A variants retain some activity, which is, nevertheless, reduced by at least 100-fold. Thus, the in vivo assays are much less sensitive to large changes in aminoacylation kinetic efficiency of 3·70 variants than is the in vitro assay system. Although these functional data do not clarify all of the details, it is now clear that specific atomic groups are substantially more important in determining kinetic efficiency than is a helical distortion. By implication, the activity of mutant tRNAs measured in the in vivo assays appears to be more dependent on factors other than aminoacylation kinetic efficiency.

Resected RNA pseudoknots and their recognition by histidyl-tRNA synthetase

Duplexes constituted by closed or open RNA circles paired to single-stranded oligonucleotides terminating with 3′-CCAOH form resected pseudoknots that are substrates of yeast histidyl-tRNA synthetase. Design of this RNA fold is linked to the mimicry of the pseudoknotted amino acid accepting branch of the tRNA-like domain from brome mosaic virus, known to be charged by tyrosyl-tRNA synthetases, with RNA minihelices recapitulating accepting branches of canonical tRNAs. Prediction of the histidylation function of the new family of minimalist tRNA-like structures relates to the geometry of resected pseudoknots that allows proper presentation to histidyl-tRNA synthetase of analogues of the histidine identity determinants N-1 and N73 present in tRNAs. This geometry is such that the analogue of the major N-1 histidine determinant in the RNA circles faces the analogue of the discriminator N73 nucleotide in the accepting oligonucleotides. The combination of identity elements found in tRNAHis species from archaea, eubacteria, and organelles (G-1/C73) is the most efficient for determining histidylation of the duplexes. The inverse combination (C-1/G73) leads to the worst histidine acceptors with charging efficiencies reduced by 2–3 orders of magnitude. Altogether, these findings open new perspectives for understanding evolution of tRNA identity and serendipitous RNA functions.

Electrostatic surface plasmon resonance: Direct electric field-induced hybridization and denaturation in monolayer nucleic acid films and label-free discrimination of base mismatches

We demonstrate that in situ optical surface plasmon resonance spectroscopy can be used to monitor hybridization kinetics for unlabeled DNA in tethered monolayer nucleic acid films on gold in the presence of an applied electrostatic field. The dc field can enhance or retard hybridization and can also denature surface-immobilized DNA duplexes. Discrimination between matched and mismatched hybrids is achieved by simple adjustment of the electrode potential. Although the electric field at the interface is extremely large, the tethered single-stranded DNA thiol probes remain bound and can be reused for subsequent hybridization reactions without loss of efficiency. Only capacitive charging currents are drawn; redox reactions are avoided by maintaining the gold electrode potential within the ideally polarizable region. Because of potential-induced changes in the shape of the surface plasmon resonance curve, we account for the full curve rather than simply the shift in the resonance minimum.

Characterization of complex mineral assemblages: Implications for contaminant transport and environmental remediation

Surface reactive phases of soils and aquifers, comprised of phyllosilicate and metal oxohydroxide minerals along with humic substances, play a critical role in the regulation of contaminant fate and transport. Much of our knowledge concerning contaminant-mineral interactions at the molecular level, however, is derived from extensive experimentation on model mineral systems. Although these investigations have provided a foundation for understanding reactive surface functional groups on individual mineral phases, the information cannot be readily extrapolated to complex mineral assemblages in natural systems. Recent studies have elucidated the role of less abundant mineral and organic substrates as important surface chemical modifiers and have demonstrated complex coupling of reactivity between permanent-charge phyllosilicates and variable-charge Fe-oxohydroxide phases. Surface chemical modifiers were observed to control colloid generation and transport processes in surface and subsurface environments as well as the transport of solutes and ionic tracers. The surface charging mechanisms operative in the complex mineral assemblages cannot be predicted based on bulk mineralogy or by considering surface reactivity of less abundant mineral phases based on results from model systems. The fragile nature of mineral assemblages isolated from natural systems requires novel techniques and experimental approaches for investigating their surface chemistry and reactivity free of artifacts. A complete understanding of the surface chemistry of complex mineral assemblages is prerequisite to accurately assessing environmental and human health risks of contaminants or in designing environmentally sound, cost-effective chemical and biological remediation strategies.

Interactions between tRNA identity nucleotides and their recognition sites in glutaminyl-tRNA synthetase determine the cognate amino acid affinity of the enzyme.

Sequence-specific interactions between aminoacyl-tRNA synthetases and their cognate tRNAs both ensure accurate RNA recognition and prevent the binding of noncognate substrates. Here we show for Escherichia coli glutaminyl-tRNA synthetase (GlnRS; EC 6.1.1.18) that the accuracy of tRNA recognition also determines the efficiency of cognate amino acid recognition. Steady-state kinetics revealed that interactions between tRNA identity nucleotides and their recognition sites in the enzyme modulate the amino acid affinity of GlnRS. Perturbation of any of the protein-RNA interactions through mutation of either component led to considerable changes in glutamine affinity with the most marked effects seen at the discriminator base, the 10:25 base pair, and the anticodon. Reexamination of the identity set of tRNA(Gln) in the light of these results indicates that its constituents can be differentiated based upon biochemical function and their contribution to the apparent Gibbs' free energy of tRNA binding. Interactions with the acceptor stem act as strong determinants of tRNA specificity, with the discriminator base positioning the 3' end. The 10:25 base pair and U35 are apparently the major binding sites to GlnRS, with G36 contributing both to binding and recognition. Furthermore, we show that E. coli tryptophanyl-tRNA synthetase also displays tRNA-dependent changes in tryptophan affinity when charging a noncognate tRNA. The ability of tRNA to optimize amino acid recognition reveals a novel mechanism for maintaining translational fidelity and also provides a strong basis for the coevolution of tRNAs and their cognate synthetases.

Electrostatic force microscope for probing surface charges in aqueous solutions.

A scanning force microscope was converted to an electrostatic force microscope by charging the usually neutral cantilever with phospholipids. The electrostatic force microscope was used to study surface electrostatic charges of samples in aqueous solutions. Lysozymes, DEAE-Sephadex beads, 3-propyltriethoxysilane-treated glass and mica were imaged in water or phosphate buffer with electrostatic force microscopy. The adhesion force measured when a charged probe and oppositely charged specimen interacted was up to 500 times greater than when a bare probe was used. This dramatic increase in measured adhesion force can be attributed to the energy required to break the salt bridges formed between the charged probe and the specimen. The use of phospholipids to functionalize the cantilever tip allows the incorporation of other biomolecules and ligands that can be used as biologically specific tips (e.g., receptors, drugs) for the study of intermolecular interactions.

Endometrial response toward bovine herpesvirus 4 infection

Metriti ed endometriti sono le patologie maggiormente responsabili delle perdite economiche negli allevamenti bovini da latte, specialmente nel periodo successivo al parto. Mentre le metriti coinvolgono e si sviluppano in tutto l’utero e sono caratterizzate dalla presenza di sintomi sistemici, le endometriti consistono in una infiammazione che riguarda il solo endometrio, con la presenza di perdite purulente, distruzione della superficie epiteliale, congestione vascolare, edema stromale ed accumulo di linfociti e plasmacellule. Queste patologie, inoltre, possono causare, disfunzione ovarica, con conseguente infertilità e riduzione sia dell’efficienza riproduttiva della vacca sia della produzione stessa di latte. Nonostante queste malattie siano, nella maggior parte dei casi, correlate all’instaurarsi di infezioni batteriche, che possono subentrare nell’utero direttamente durante il parto, il ruolo di alcuni virus nello sviluppo di queste patologie è stato recentemente approfondito e la correlazione tra l’ Herpesvirus Bovino 4 e l’insorgere di metriti ed endometriti è stata dimostrata. L’ Herpesvirus Bovino 4 (BoHV-4) è un gamma-herpesvirus ed il suo genoma è costituito da una molecola lineare di DNA a doppio filamento con una struttura genomica di tipo B, caratterizzata dalla presenza di un’unica lunga sequenza centrale (LUR) fiancheggiata da multiple sequenze poli-ripetute (prDNA). BoHV-4 è stato isolato sia da animali sani sia da animali con differenti patologie, tra cui malattie oculari e respiratorie, ma soprattutto da casi di metriti, endometriti, vaginiti o aborti. Generalmente, il ruolo svolto dal virus in questo tipo di patologie è associato alla compresenza di altri tipi di patogeni, che possono essere virus, come nel caso del Virus Della Diarrea Virale Bovina (BVDV), o più frequentemente batteri. Usualmente, l’iniziale difesa dell’endometrio bovino nei confronti dei microbi si fonda sul sistema immunitario innato e l’attivazione di specifici recettori cellulari determina la sintesi e la produzione di citochine e chemochine pro infiammatorie, che possono essere in grado di modulare la replicazione di BoHV-4. Il genoma di BoHV-4 possiede due principali trascritti per i geni Immediate Early (IE), trai quali ORF50/IE2 è il più importante ed il suo prodotto, Rta/ORF50, è fortemente conservato tra tutti gli Herpesvirus. Esso è responsabile della diretta trans-attivazione di numerosi geni virali e cellulari e può essere modulato da differenti stimoli extracellulari. Precedentemente è stato dimostrato come il TNF-, prodotto dalle cellule stromali e dai macrofagi all’interno dell’endometrio, in conseguenza ad infezione batterica, sia in grado di aumentare la replicazione di BoHV-4 attraverso l’attivazione del pathway di NFkB e direttamente agendo sul promotore di IE2. Per queste ragioni, è risultato di forte interesse investigare quali potessero essere, invece, i fattori limitanti la replicazione di BoHV-4. In questo lavoro è stata studiata la relazione tra cellule endometriali stromali bovine infettate con l’Herpesvirus Bovino 4 e l’interferon gamma (IFN-) ed è stata dimostrata la capacità di questa molecola di restringere la replicazione di BoHV-4 in maniera IDO1 indipendente ed IE2 dipendente. Inoltre, la presenza di alcuni elementi in grado di interagire con l’ IFN-γ, all’interno del promotore di IE2 di BoHV-4, ha confermato questa ipotesi. Basandoci su questi dati, abbiamo potuto supporre l’esistenza di uno stretto vincolo tra l’attivazione dell’asse dell’interferon gamma e la ridotta replicazione di BoHV-4, andando a porre le basi per una nuova efficiente cura e prevenzione per le patologie uterine. Poiché il meccanismo corretto attraverso il quale BoHV-4 infetta l’endometrio bovino non è ancora ben compreso, è stato interessante approfondire in maniera più accurata l’interazione presente tra il virus ed il substrato endometriale, analizzando le differenze esistenti tra cellule infettate e non, in termini di espressione genica. Basandoci su dati preliminari ottenuti attraverso analisi con RNA sequencing (RNAseq), abbiamo visto come numerosi geni risultino over-espressi in seguito ad infezione con BoHV-4 e come, tra questi, la Metalloproteasi 1 sia uno dei più interessanti, a causa delle sue possibili implicazioni nello sviluppo delle patologie dell’endometrio uterino bovino. Successive analisi, effettuate tramite westernblotting e real time PCR, sono state in grado di confermare tale dato, sottolineando l’efficacia di un nuovo approccio sperimentale, basato sul RNAseq, per lo studio dell’insorgenza delle patologie.

La riproduzione nei rettili: nuove prospettive e sviluppi futuri

L’allevamento in cattività dei rettili è in costante crescita negli ultimi anni e richiede conoscenze mediche sempre più specialistiche per far fronte ai numerosi problemi legati a questi animali. Il corretto approccio medico prevede una profonda conoscenza delle specie prese in esame dal momento che la maggior parte delle problematiche riproduttive di questi animali sono legate ad una non corretta gestione dei riproduttori. L’apparato riproduttore dei rettili è estremamente vario a seconda delle specie prese in considerazione. Sauri ed ofidi possiedono due organi copulatori denominati emipeni e posizionati alla base della coda caudalmente alla cloaca che vengono estroflessi alternativamente durante l’accoppiamento per veicolare lo spera all’interno della cloaca della femmina. In questi animali il segmento posteriore renale è chiamato segmento sessuale, perché contribuisce alla formazione del fluido seminale. Tale porzione, durante la stagione dell’accoppiamento, diventa più voluminosa e cambia drasticamente colore, tanto che può essere confusa con una manifestazione patologica. I cheloni al contrario possiedono un unico pene che non viene coinvolto nella minzione. In questi animali. I testicoli sono due e sono situati all’interno della cavità celomatica in posizione cranioventrale rispetto ai reni. I testicoli possono variare notevolmente sia come forma che come dimensione a seconda del periodo dell’anno. Il ciclo estrale dei rettili è regolato, come pure nei mammiferi, dagli ormoni steroidei. La variazione di questi ormoni a livello ematico è stata studiato da diversi autori con il risultato di aver dimostrato come la variazione dei dosaggi degli stessi determini l’alternanza delle varie fasi del ciclo riproduttivo. La relazione tra presenza di uova (anche placentari) ed alti livelli di progesterone suggerisce che questo ormone gioca un ruolo importante nelle riproduzione delle specie ovipare per esempio stimolando la vascolarizzazione degli ovidutti durante i tre mesi in cui si ha lo sviluppo delle uova. Il 17-beta estradiolo è stato descritto come un ormone vitellogenico grazie alla sua capacità di promuovere lo sviluppo dei follicoli e la formazione di strati protettivi dell’uovo. L’aumento del livello di estradiolo osservato esclusivamente nelle femmine in fase vitellogenica è direttamente responsabile della mobilizzazione delle riserve materne in questa fase del ciclo. Va sottolineato come il progesterone sia in effetti un antagonista dell’estradiolo, riducendo la vitellogenesi e intensificando gli scambi materno fetali a livello di ovidutto. Le prostaglandine (PG) costituiscono un gruppo di molecole di origine lipidica biologicamente attive, sintetizzate sotto varie forme chimiche. Sono noti numerosi gruppi di prostaglandine ed è risputo che pesci, anfibi, rettili e mammiferi sintetizzano una o più prostaglandine partendo da acidi grassi precursori. Queste sostanze anche nei rettili agiscono sulla mucosa dell’utero aumentandone le contrazioni e sui corpi lutei determinandone la lisi. La maturità sessuale dei rettili, dipende principalmente dalla taglia piuttosto che dall’età effettiva dell’animale. In cattività, l’alimentazione e le cure dell’allevatore, possono giocare un ruolo fondamentale nel raggiungimento della taglia necessaria all’animale per maturare sessualmente. Spesso, un animale d’allevamento raggiunge prima la maturità sessuale rispetto ai suoi simili in natura. La maggior parte dei rettili sono ovipari, ovvero depongono uova con guscio sulla sabbia o in nidi creati appositamente. La condizione di ovoviviparità è riscontrabile in alcuni rettili. Le uova, in questo caso, vengono ritenute all’interno del corpo, fino alla nascita della progenie. Questa può essere considerata una strategia evolutiva di alcuni animali, che in condizioni climatiche favorevoli effettuano l’ovo deposizione, ma se il clima non lo permette, ritengono le uova fino alla nascita della prole. Alcuni serpenti e lucertole sono vivipari, ciò significa che l’embrione si sviluppa all’interno del corpo dell’animale e che è presente una placenta. I piccoli fuoriescono dal corpo dell’animale vivi e reattivi. La partenogenesi è una modalità di riproduzione asessuata, in cui si ha lo sviluppo dell’uovo senza che sia avvenuta la fecondazione. Trenta specie di lucertole e alcuni serpenti possono riprodursi con questo metodo. Cnemidophorus uniparens, C. velox e C. teselatus alternano la partenogenesi a una riproduzione sessuata, a seconda della disponibilità del maschio. La maggior parte dei rettili non mostra alcuna cura materna per le uova o per i piccoli che vengono abbandonati al momento della nascita. Esistono tuttavia eccezioni a questa regola generale infatti alcune specie di pitoni covano le uova fino al momento della schiusa proteggendole dai predatori e garantendo la giusta temperatura e umidità. Comportamenti di guardia al nido sono poi stati documentati in numerosi rettili, sia cheloni che sauri che ofidi. Nella maggior parte delle tartarughe, la riproduzione è legata alla stagione. Condizioni favorevoli, possono essere la stagione primaverile nelle zone temperate o la stagione umida nelle aree tropicali. In cattività, per riprodurre queste condizioni, è necessario fornire, dopo un periodo di ibernazione, un aumento del fotoperiodo e della temperatura. L’ atteggiamento del maschio durante il corteggiamento è di notevole aggressività, sia nei confronti degli altri maschi, con i quali combatte copiosamente, colpendoli con la corazza e cercando di rovesciare sul dorso l’avversario, sia nei confronti della femmina. Infatti prima della copulazione, il maschio insegue la femmina, la sperona, la morde alla testa e alle zampe e infine la immobilizza contro un ostacolo. Il comportamento durante la gravidanza è facilmente riconoscibile. La femmina tende ad essere molto agitata, è aggressiva nei confronti delle altre femmine e inizia a scavare buche due settimane prima della deposizione. La femmina gravida costruisce il nido in diverse ore. Scava, con gli arti anteriori, buche nel terreno e vi depone le uova, ricoprendole di terriccio e foglie con gli arti posteriori. A volte, le tartarughe possono trattenere le uova, arrestando lo sviluppo embrionale della prole per anni quando non trovano le condizioni adatte a nidificare. Lo sperma, inoltre, può essere immagazzinato nell’ovidotto fino a sei anni, quindi la deposizione di uova fertilizzate può verificarsi senza che sia avvenuto l’accoppiamento durante quel ciclo riproduttivo. I comportamenti riproduttivi di tutte le specie di lucertole dipendono principalmente dalla variazione stagionale, correlata al cambiamento di temperatura e del fotoperiodo. Per questo, se si vuole far riprodurre questi animali in cattività, è necessario valutare per ogni specie una temperatura e un’illuminazione adeguata. Durante il periodo riproduttivo, un atteggiamento caratteristico di diverse specie di lucertole è quello di riprodurre particolari danze e movimenti ritmici della testa. In alcune specie, possiamo notare il gesto di estendere e retrarre il gozzo per mettere in evidenza la sua brillante colorazione e richiamare l’attenzione della femmina. L’aggressività dei maschi, durante la stagione dell’accoppiamento, è molto evidente, in alcuni casi però, anche le femmine tendono ad essere aggressive nei confronti delle altre femmine, specialmente durante l’ovo deposizione. La fertilizzazione è interna e durante la copulazione, gli spermatozoi sono depositati nella porzione anteriore della cloaca femminile, si spostano successivamente verso l’alto, dirigendosi nell’ovidotto, in circa 24-48 ore; qui, fertilizzano le uova che sono rilasciate nell’ovidotto dall’ovario. Negli ofidi il corteggiamento è molto importante e i comportamenti durante questa fase possono essere diversi da specie a specie. I feromoni specie specifici giocano un ruolo fondamentale nell’attrazione del partner, in particolar modo in colubridi e crotalidi. La femmina di queste specie emette una traccia odorifera, percepita e seguita dal maschio. Prima dell’accoppiamento, inoltre, il maschio si avvicina alla femmina e con la sua lingua bifida o con il mento, ne percorre tutto il corpo per captare i feromoni. Dopo tale comportamento, avviene la copulazione vera e propria con la apposizione delle cloache; gli emipeni vengono utilizzati alternativamente e volontariamente dal maschio. Durante l’ovulazione, il serpente aumenterà di volume nella sua metà posteriore e contrazioni muscolari favoriranno lo spostamento delle uova negli ovidotti. In generale, se l’animale è oviparo, avverrà una muta precedente alla ovo deposizione, che avviene prevalentemente di notte. Gli spermatozoi dei rettili sono morfologicamente simili a quelli di forme superiori di invertebrati. La fecondazione delle uova, da parte di spermatozoi immagazzinati nel tratto riproduttivo femminile, è solitamente possibile anche dopo mesi o perfino anni dall’accoppiamento. La ritenzione dei gameti maschili vitali è detta amphigonia retardata e si ritiene che questa caratteristica offra molti benefici per la sopravvivenza delle specie essendo un adattamento molto utile alle condizioni ambientali quando c’è una relativa scarsità di maschi conspecifici disponibili. Nell’allevamento dei rettili in cattività un accurato monitoraggio dei riproduttori presenta una duplice importanza. Permette di sopperire ad eventuali errori di management nel caso di mancata fertilizzazione e inoltre permette di capire quale sia il grado di sviluppo del prodotto del concepimento e quindi di stabilire quale sia il giorno previsto per la deposizione. Le moderne tecniche di monitoraggio e l’esperienza acquisita in questi ultimi anni permettono inoltre di valutare in modo preciso lo sviluppo follicolare e quindi di stabilire quale sia il periodo migliore per l’accoppiamento. Il dimorfismo sessuale nei serpenti è raro e anche quando presente è poco evidente. Solitamente nei maschi, la coda risulta essere più larga rispetto a quella della femmina in quanto nel segmento post-cloacale vi sono alloggiati gli emipeni. Il maschio inoltre, è generalmente più piccolo della femmina a parità di età. Molti cheloni sono sessualmente dimorfici sebbene i caratteri sessuali secondari siano poco apprezzabili nei soggetti giovani e diventino più evidenti dopo la pubertà. In alcune specie si deve aspettare per più di 10 anni prima che il dimorfismo sia evidente. Le tartarughe di sesso maschile tendono ad avere un pene di grosse dimensioni che può essere estroflesso in caso di situazioni particolarmente stressanti. I maschi sessualmente maturi di molte specie di tartarughe inoltre tendono ad avere una coda più lunga e più spessa rispetto alle femmine di pari dimensioni e la distanza tra il margine caudale del piastrone e l’apertura cloacale è maggiore rispetto alle femmine. Sebbene la determinazione del sesso sia spesso difficile nei soggetti giovani molti sauri adulti hanno dimorfismo sessuale evidente. Nonostante tutto comunque anche tra i sauri esistono molte specie come per esempio Tiliqua scincoides, Tiliqua intermedia, Gerrhosaurus major e Pogona vitticeps che anche in età adulta non mostrano alcun carattere sessuale secondario evidente rendendone molto difficile il riconoscimento del sesso. Per garantire un riconoscimento del sesso degli animali sono state messe a punto diverse tecniche di sessaggio che variano a seconda della specie presa in esame. L’eversione manuale degli emipeni è la più comune metodica utilizzata per il sessaggio dei giovani ofidi ed in particolare dei colubridi. I limiti di questa tecnica sono legati al fatto che può essere considerata attendibile al 100% solo nel caso di maschi riconosciuti positivi. L’eversione idrostatica degli emipeni esattamente come l’eversione manuale degli emipeni si basa sull’estroflessione di questi organi dalla base della coda, pertanto può essere utilizzata solo negli ofidi e in alcuni sauri. La procedura prevede l’iniezione di fluido sterile (preferibilmente soluzione salina isotonica) nella coda caudalmente all’eventuale posizione degli emipeni. Questa tecnica deve essere eseguita solo in casi eccezionali in quanto non è scevra da rischi. L’utilizzo di sonde cloacali è il principale metodo di sessaggio per gli ofidi adulti e per i sauri di grosse dimensioni. Per questa metodica si utilizzano sonde metalliche dello spessore adeguato al paziente e con punta smussa. Nei soggetti di genere maschile la sonda penetra agevolmente al contrario di quello che accade nelle femmine. Anche gli esami radiografici possono rendersi utili per il sessaggio di alcune specie di Varani (Varanus achanturus, V. komodoensis, V. olivaceus, V. gouldi, V. salvadorii ecc.) in quanto questi animali possiedono zone di mineralizzazione dei tessuti molli (“hemibacula”) che possono essere facilmente individuate nei maschi. Diversi studi riportano come il rapporto tra estradiolo e androgeni nel plasma o nel liquido amniotico sia un possibile metodo per identificare il genere sessuale delle tartarughe. Per effettuare il dosaggio ormonale, è necessario prelevare un campione di sangue di almeno 1 ml ad animale aspetto che rende praticamente impossibile utilizzare questo metodo di sessaggio nelle tartarughe molto piccole e nei neonati. L’ecografia, volta al ritrovamento degli emipeni, sembra essere un metodo molto preciso, per la determinazione del sesso nei serpenti. Uno studio compiuto presso il dipartimento di Scienze Medico Veterinarie dell’Università di Parma, ha dimostrato come questo metodo abbia una sensibilità, una specificità e un valore predittivo positivo e negativo pari al 100%. La radiografia con mezzo di contrasto e la tomografia computerizzata possono essere utilizzate nel sessaggio dei sauri, con buoni risultati. Uno studio, compiuto dal dipartimento di Scienze Medico Veterinarie, dell’Università di Parma, ha voluto mettere a confronto diverse tecniche di sessaggio nei sauri, tra cui l’ecografia, la radiografia con e senza mezzo di contrasto e la tomografia computerizzata con e senza mezzo di contrasto. I risultati ottenuti, hanno dimostrato come l’ecografia non sia il mezzo più affidabile per il riconoscimento degli emipeni e quindi del sesso dell’animale, mentre la radiografia e la tomografia computerizza con mezzo di contrasto siano tecniche affidabili e accurate in queste specie. Un metodo valido e facilmente realizzabile per il sessaggio dei cheloni anche prepuberi è la cistoscopia. In un recente studio la cistoscopia è stata effettuata su quindici cheloni deceduti e venticinque cheloni vivi, anestetizzati. In generale, questo metodo si è dimostrato non invasivo per le tartarughe, facilmente ripetibile in diversi tipi di tartarughe e di breve durata. Tra le principali patologie riproduttive dei rettili le distocie sono sicuramente quelle che presentano una maggior frequenza. Quando si parla di distocia nei rettili, si intendono tutte quelle situazioni in cui si ha una mancata espulsione e deposizione del prodotto del concepimento entro tempi fisiologici. Questa patologia è complessa e può dipendere da diverse cause. Inoltre può sfociare in malattie sistemiche a volte molto severe. Le distocie possono essere classificate in ostruttive e non ostruttive in base alle cause. Si parla di distocia ostruttiva quando si verificano delle condizioni per cui viene impedito il corretto passaggio delle uova lungo il tratto riproduttivo (Fig.13). Le cause possono dipendere dalla madre o dalle caratteristiche delle uova. Nel caso di distocia non ostruttiva le uova rinvenute sono solitamente di dimensioni normali e la conformazione anatomica della madre è fisiologica. L’eziologia è da ricercare in difetti comportamentali, ambientali e patologici. Non esistono sintomi specifici e patognomonici di distocia. La malattia diviene evidente e conclamata solamente in presenza di complicazioni. Gli approcci terapeutici possibili sono vari a seconda della specie animale e della situazione. Fornire un’area adeguata per la nidiata: se la distocia non è ostruttiva si può cercare di incoraggiare l’animale a deporre autonomamente le uova creando un idoneo luogo di deposizione. Il trattamento medico prevede la stimolazione della deposizione delle uova ritenute mediante l’induzione con ossitocina. L’ossitocina viene somministrata alle dosi di 1/3 UI/kg per via intramuscolare. Uno studio condotto presso l’Università veterinaria di Parma ha comparato le somministrazioni di ossitocina per via intramuscolare e per via intravenosa, confrontando le tempistiche con le quali incominciano le contrazioni e avviene la completa ovodeposizione e dimostrando come per via intravenosa sia possibile somministrare dosi più basse rispetto a quelle riportate solitamente in letteratura ottenendo comunque un ottimo risultato. Nel caso in cui il trattamento farmacologico dovesse fallire o non fosse attuabile, oppure in casi di distocia ostruttiva è possibile ricorrere alla chirurgia. Per stasi follicolare si intende la incapacità di produrre sufficiente quantità di progesterone da corpi lutei perfettamente funzionanti. Come per la distocia, l’eziologia della stasi follicolare è variegata e molto ampia: le cause possono essere sia ambientali che patologiche. La diagnosi clinica viene fatta essenzialmente per esclusione. Come per la distocia, anche in questo caso l’anamnesi e la raccolta del maggior quantitativo di informazioni è fondamentale per indirizzarsi verso il riconoscimento della patologia. Per prolasso si intende la fuoriuscita di un organo attraverso un orifizio del corpo. Nei rettili, diversi organi possono prolassare attraverso la cloaca: la porzione terminale dell’apparato gastroenterico, la vescica urinaria, il pene nel maschio (cheloni) e gli ovidutti nella femmina. In sauri e ofidi gli emipeni possono prolassare dalle rispettive tasche in seguito ad eccesiva attività sessuale97. La corretta identificazione del viscere prolassato è estremamente importante e deve essere effettuata prima di decidere qualsiasi tipologia di trattamento ed intervento. Nei casi acuti e non complicati è possibile la riduzione manuale dell’organo, dopo un accurato lavaggio e attenta pulizia. Se questo non dovesse essere possibile, l’utilizzo di lubrificanti e pomate antibiotiche garantisce all’organo una protezione efficiente. Nel caso in cui non si sia potuto intervenire celermente e l’organo sia andato incontro a infezione e congestione venosa prolungata con conseguente necrosi, l’unica soluzione è l’amputazione

Alterações em adrenais de cães relacionadas à morte súbita ou agônica: análise morfométrica, histopatológica, imunoistoquímica e correlação com os níveis de adrenalina e noradrenalina na medula adrenal

A necropsia é essencial para a identificação da causa de morte e dos processos que culminaram no óbito do animal. O presente estudo visou à pesquisa da real ocorrência de morte súbita e inesperada em cães submetidos à necropsia, e à determinação da discrepância entre as suspeitas dos proprietários em relação ao estado de saúde prévio e à causa de morte de seus cães, quando comparadas às conclusões necroscópicas. Este trabalho também focou nas alterações morfológicas e funcionais nas glândulas adrenais de cães necropsiados, a fim de se estudar a aplicação de possíveis marcadores da resposta adrenal ao estresse sofrido pelo animal na iminência do óbito. Foram utilizados os dados de 82 cães necropsiados na FMVZ-USP para análise da ocorrência real de morte súbita nestes animais. As alterações morfológicas nas adrenais de 46 cães necropsiados foram avaliadas através de análises morfométricas e histopatológicas. Também foram avaliados os índices de proliferação e apoptose nas células do córtex adrenal em relação à causa de morte do animal, através da marcação imunoistoquímica para o antígeno nuclear de proliferação celular (PCNA) e para BAX e Bcl-2, proteínas envolvidas na regulação da apoptose. A análise das alterações funcionais sofridas pelas adrenais focou na quantificação das concentrações das catecolaminas adrenalina e noradrenalina na medula adrenal dos cães por cromatografia líquida de alta eficiência com detecção eletroquímica (CLAE-DE). Dentre os resultados encontrados, a suspeita do proprietário de que seu cão sofreu uma morte súbita e inesperada é muito maior do que a real ocorrência deste tipo de morte em cães, sendo o óbito por decorrência de complicações de doenças muito mais frequente. As características morfométricas das adrenais dos cães apresentaram maior influência pelo peso corpóreo do animal e pela presença ou ausência de hiperplasia cortical do que pela associação com doenças crônicas ou condições agudas. Cães que vieram a óbito em decorrência de complicações de doenças crônicas exibiram fibrose em região corticomedular e focos de infiltrado inflamatório, ausentes nos animais com morte súbita ou doenças agudas, além de maior ocorrência de hiperplasia adrenocortical. Cães que sofriam de alterações cardíacas crônicas apresentaram alterações histopatológicas significativas mais marcantes em suas adrenais, como necrose, fibrose e depleção vacuolar cortical. Por outro lado, a congestão severa nas adrenais foi um achado mais frequente nos animais previamente saudáveis que sofreram morte súbita ou que vieram a óbito por doenças agudas. A avaliação dos índices de proliferação celular e apoptose no córtex das adrenais através da marcação imunoistoquímica para PCNA e BAX e Bcl-2, respectivamente, não apresentou potencial relevante para o estudo dos efeitos do estresse por doenças crônicas sobre as adrenais de cães. As concentrações de adrenalina e noradrenalina na medula adrenal se mostraram muito maiores em cães machos quando comparados às fêmeas. Os achados deste estudo podem auxiliar nas conclusões da necropsia, sendo especialmente relevantes em casos médico-legais, nos quais todos os achados possíveis devem ser relatados e analisados a fim de se prover um diagnóstico preciso, seguro e incontroverso

Avaliação comparativa dos efeitos do anlodipino e da pimobendana na insuficiência valvar crônica de mitral em cães

A insuficiência valvar crônica de mitral (IVCM) é a principal cardiopatia de cães, correspondendo a 75-85% dos casos de cardiopatias. É causada pela degeneração mixomatosa da valva mitral (endocardiose de mitral) sendo, então, uma doença degenerativa adquirida e que pode ocasionar a insuficiência cardíaca congestiva (ICC). Pode acometer qualquer raça de cão, mas é mais frequentemente observada nas raças de pequeno porte, dentre as quais, Poodle miniatura, Spitz Alemão, Dachshund, Yorkshire Terrier, Chihuahua e Cavalier King Charles Spaniel. Na endocardiose de mitral, o volume sanguíneo regurgitado causa sobrecarga do lado esquerdo do coração, devido ao aumento das pressões atrial e ventricular esquerdas, seguida de dilatação e hipertrofia dessas cavidades cardíacas. A elevação da pressão ventricular esquerda pode causar hipertensão pulmonar, congestão e, em estágios avançados, edema pulmonar. A doença pode evoluir assintomática, enquanto que naqueles casos que evoluem para insuficiência cardíaca congestiva (ICC) os sintomas mais usuais são: tosse, intolerância ao exercício, dispneia e síncope. Em 2009 o colégio americano de medicina interna veterinária (American College of Veterinary Internal Medicine -ACVIM) elaborou diretrizes para o tratamento da IVCM, tendo por base a classificação funcional adaptada do American College of Cardiology. Neste trabalho foram utilizados os fármacos anlodipino e pimobendana em associação a outros usualmente indicados no tratamento da ICC em cães, segundo consenso de 2009, indicados no tratamento da ICC em cães. Dois grupos (A e B) de cães, cada um constituído por 10 pacientes com IVCM em estágio C, foram tratados com furosemida e maleato de enalapril, sendo que os animais do grupo A receberão pimobendana e os do grupo B, anlodipino. Os animais foram avaliados em diferentes momentos (T0, T30, T60) observando-se as alterações nos exames ecodopplercardiográfico e eletrocardiográfico, bem como de pressão arterial sistólica

Orchestration of energy efficiency capabilities for a sustainable network management

The energy demand for operating Information and Communication Technology (ICT) systems has been growing, implying in high operational costs and consequent increase of carbon emissions. Both in datacenters and telecom infrastructures, the networks represent a significant amount of energy spending. Given that, there is an increased demand for energy eficiency solutions, and several capabilities to save energy have been proposed. However, it is very dificult to orchestrate such energy eficiency capabilities, i.e., coordinate or combine them in the same network, ensuring a conflict-free operation and choosing the best one for a given scenario, ensuring that a capability not suited to the current bandwidth utilization will not be applied and lead to congestion or packet loss. Also, there is no way in the literature to do this taking business directives into account. In this regard, a method able to orchestrate diferent energy eficiency capabilities is proposed considering the possible combinations and conflicts among them, as well as the best option for a given bandwidth utilization and network characteristics. In the proposed method, the business policies specified in a high-level interface are refined down to the network level in order to bring highlevel directives into the operation, and a Utility Function is used to combine energy eficiency and performance requirements. A Decision Tree able to determine what to do in each scenario is deployed in a Software Defined Network environment. The proposed method was validated with diferent experiments, testing the Utility Function, checking the extra savings when combining several capabilities, the decision tree interpolation and dynamicity aspects. The orchestration proved to be valid to solve the problem of finding the best combination for a given scenario, achieving additional savings due to the combination, besides ensuring a conflict-free operation.

Planos de saúde e envelhecimento populacional: um modelo viável?

O presente trabalho versa sobre a relação presente e futura dos planos de saúde com os idosos. Tem como pressupostos iniciais a existência de uma janela demográfica de oportunidades que será encerrada, conforme estimativa do IBGE, em 2020 e o fato de o modelo de atenção à saúde por planos de saúde se encontrar em expansão. Diante da realidade de envelhecimento populacional, pergunta-se: Os planos de saúde são um modelo viável para a garantia da atenção à saúde dos idosos? As respostas a essa questão foram construídas adotando-se como método de trabalho a análise de doutrina, jurisprudência, legislação e, quando necessário, fontes não tradicionais do Direito como os dados de órgãos de pesquisa demográficos e econômicos, a imprensa e as associações setoriais. Inicialmente tratou-se do funcionamento do setor de planos de saúde, desde a sua origem, indicando-se que historicamente sempre manteve uma relação simbiótica com o Estado, em especial com os recursos públicos. Para tanto, foram explorados temas como o ressarcimento ao SUS, o uso da estrutura dos hospitais públicos pelos planos de saúde e a existência de subsídios, abatimentos e outras formas de financiamento público das atividades deste setor. No capítulo seguinte se detalhou a questão do envelhecimento populacional, apresentando-se a legislação pertinente, os dados que revelam a composição presente e estimada da população brasileira, os principais problemas de saúde que afetam os idosos e os impactos da mudança de perfil demográfico para a política de saúde. No capítulo 3 evidenciou-se a já problemática relação dos planos de saúde com os idosos, permeada por discriminações na contratação, cobrança de mensalidades proibitivas e reajustes expulsivos, presença de cláusulas abusivas em contratos antigos, judicialização dos reajustes por mudança de faixa etária e conflitos decorrentes da prevalência da contratação na forma coletiva. Por fim, no derradeiro capítulo concluiu-se que o modelo de planos de saúde não é viável para a garantia da atenção à saúde do idoso, sendo urgente que haja uma discussão sobre qual modelo de saúde o país deseja sob pena de que as conquistas decorrentes da afirmação da saúde como direito fundamental se percam. Há características inerentes ao setor que o aparta dos idosos e, portanto, da nova realidade demográfica do país, como a prática da seleção de risco, a cobrança de mensalidades com preços insustentáveis para os idosos, o foco no modelo curativo de atenção à saúde e o afastamento da prevenção. Por outro lado, o cenário se agrava por conta das recorrentes falhas na regulação e na regulamentação, e pelo tratamento cindido, na prática, da política de saúde como se não fosse una e não devesse funcionar em harmonia, independentemente da fonte de financiamento. Há, portanto, um alto risco de que a situação dos idosos nos planos de saúde se torne insustentável, dando margem a medidas imediatistas ampliadoras dos subsídios públicos aos planos de saúde. A contrarreforma sanitária, entendida como o retrocesso das ações e dos serviços de saúde ao modelo anterior à Constituição Federal, é um perigo a ser considerado e combatido.

The Impact of Transit Oriented Development on the Travel Behaviors of Workers in Denver, Colorado

To combat unsustainable transportation systems characterized by reliance on petroleum, polluting emissions, traffic congestion and suburban sprawl, planners encourage mixed use, densely populated areas that provide individuals with opportunities to live, work, eat and shop without necessarily having to drive private automobiles to accommodate their needs. Despite these attempts, the frequency and duration of automobile trips has consistently increased in the United States throughout past decades. While many studies have focused on how residential proximity to transit influences travel behavior, the effect of workplace location has largely been ignored. This paper asks, does working near a TOD influence the travel behaviors of workers differently than workers living near a TOD? We examine the non-work travel behaviors of workers based upon their commuting mode and proximity to TODs. The data came from a 2009 travel behavior survey by the Denver Regional Council of Governments, which contains 8,000 households, 16,000 individuals, and nearly 80,000 trips. We measure sustainable travel behaviors as reduced mileage, reduced number of trips, and increased use of non-automobile transportation. The results of this study indicate that closer proximity of both households and workplaces to TODs decrease levels of car commuting and that non-car commuting leads to more sustainable personal travel behaviors characterized by more trips made with alternative modes.

Orquestração de migração massiva de máquinas virtuais baseada em análise cíclica para ambientes de computação na nuvem.

Um das principais características da tecnologia de virtualização é a Live Migration, que permite que máquinas virtuais sejam movimentadas entre máquinas físicas sem a interrupção da execução. Esta característica habilita a implementação de políticas mais sofisticadas dentro de um ambiente de computação na nuvem, como a otimização de uso de energia elétrica e recursos computacionais. Entretanto, a Live Migration pode impor severa degradação de desempenho nas aplicações das máquinas virtuais e causar diversos impactos na infraestrutura dos provedores de serviço, como congestionamento de rede e máquinas virtuais co-existentes nas máquinas físicas. Diferente de diversos estudos, este estudo considera a carga de trabalho da máquina virtual um importante fator e argumenta que escolhendo o momento adequado para a migração da máquina virtual pode-se reduzir as penalidades impostas pela Live Migration. Este trabalho introduz a Application-aware Live Migration (ALMA), que intercepta as submissões de Live Migration e, baseado na carga de trabalho da aplicação, adia a migração para um momento mais favorável. Os experimentos conduzidos neste trabalho mostraram que a arquitetura reduziu em até 74% o tempo das migrações para os experimentos com benchmarks e em até 67% os experimentos com carga de trabalho real. A transferência de dados causada pela Live Migration foi reduzida em até 62%. Além disso, o presente introduz um modelo que faz a predição do custo da Live Migration para a carga de trabalho e também um algoritmo de migração que não é sensível à utilização de memória da máquina virtual.