Ultrafast thermally induced unfolding of RNase A.

A temperature jump (T-jump) method capable of initiating thermally induced processes on the picosecond time scale in aqueous solutions is introduced. Protein solutions are heated by energy from a laser pulse that is absorbed by homogeneously dispersed molecules of the dye crystal violet. These act as transducers by releasing the energy as heat to cause a T-jump of up to 10 K with a time resolution of 70 ps. The method was applied to the unfolding of RNase A. At pH 5.7 and 59 degrees C, a T-jump of 3-6 K induced unfolding which was detected by picosecond transient infrared spectroscopy of the amide I region between 1600 and 1700 cm-1. The difference spectral profile at 3.5 ns closely resembled that found for the equilibrium (native-unfolded) states. The signal at 1633 cm-1, corresponding to the beta-sheet structure, achieved 15 +/- 2% of the decrease found at equilibrium, within 5.5 ns. However, no decrease in absorbance was detected until 1 ns after the T-ump. The disruption of beta-sheet therefore appears to be subject to a delay of approximately 1 ns. Prior to 1 ns after the T-jump, water might be accessing the intact hydrophobic regions.

Submillisecond folding of monomeric lambda repressor.

The folding kinetics of a truncated form of the N-terminal domain of phage lambda repressor [lambda 6-85] has been investigated by using the technique of dynamic NMR. lambda 6-85 has been shown previously to fold in a purely two-state fashion. This allows the determination of folding and unfolding rates from simulation of the exchange-broadened aromatic resonances of Tyr-22. The folding kinetics were determined over a range of 1.35 to 3.14 M urea. The urea dependence of both folding and unfolding rate constants is exponential, suggesting that the rate-determining step is invariant at the urea concentrations studied. The folding and unfolding rates extrapolated to 0 M urea at 37 degrees C are 3600 +/- 400 s-1 and 27 +/- 6 s-1, respectively. The observed lambda 6-85 folding rate constant exceeds that of other fast-folding globular proteins by a factor of 14-54. The urea dependence of the folding and unfolding rate constants suggests that the transition state of the rate-determining step is considerably more exposed to solvent than previously studied protein-folding transition states. The surprising rapidity of lambda 6-85 folding and unfolding may be the consequence of its all-helical secondary structure. These kinetic results clearly demonstrate that all of the fundamental events of protein folding can occur on the submillisecond time scale.

Genetic supercycles caused by cyclical selection.

Typical behavior of a two-locus genetic system experiencing cyclical selection, includes fixation (in one or both loci) or a stable polymorphic cycle with a period equal to that of environmental changes. By considering the time scale in terms of environmental periods, the last case could be trivially classified as a polymorphic stable point. Here we report on some results showing the complex limiting behavior of diploid population trajectories resulting from selection in a cyclically changing environment. We found that simple cyclical selection could produce genetic supercycles composed of many hundreds of environmental periods.

Electrogenic light reactions in photosystem I: resolution of electron-transfer rates between the iron-sulfur centers.

Flash-induced voltage changes (electrogenic events) in photosystem I particles from spinach, oriented in a phospholipid layer, have been studied at room temperature on a time scale ranging from 1 micros to several seconds. A phospholipid layer containing photosystem I particles was adsorbed to a Teflon film separating two aqueous compartments. Voltage changes were measured across electrodes immersed in the compartments. In the absence of added electron donors and acceptors, a multiphasic voltage increase, associated with charge separation, was followed by a decrease, associated with charge recombination. Several kinetic phases were resolved: a rapid (<1 micros) increase, ascribed to electron transfer from the primary electron donor P700 to the iron-sulfur electron acceptor FB, was followed by a slower, biphasic increase with time constants of 30 and 200 micros. The 30-micros phase is assigned to electron transfer from FB to the iron-sulfur center FA. The voltage decrease had a time constant of 90 ms, ascribed to charge recombination from FA to P700. Upon chemical prereduction of FA and FB the 30- and 200-micros phases disappeared and the decay time constant was accelerated to 330 micros, assigned to charge recombination from the phylloquinone electron acceptor (A1) or the iron-sulfur center FX to P700.

Análise da influência de variáveis meteorológicas e da hidrodinâmica sobre os padrões espaciais e temporais da qualidade da água e de florescimentos de cianobactérias e macrófitas em um reservatório urbano

Os reservatórios urbanos estão suscetíveis a uma variedade de interferências antropogênicas que acarretam grande variabilidade espacial e temporal. Contudo, possuem uma dinâmica própria na qual o hidroclima e micro e macro-eventos meteorológicos atuam sobre os processos físicos, químicos e biológicos resultando em respostas particulares de cada corpo de água. No presente estudo a existência de padrões espaciais e temporais na formação de florescimentos de algas, cianobactérias e macrófitas no reservatório Guarapiranga, São Paulo, SP, foi avaliada por meio de experimento de curta escala de tempo durante o evento da entrada de uma frente fria. Foram amostrados 64 pontos em todo o reservatório, e o estudo intensivo de florescimento algal e de cianobactérias em dois ciclos nictemerais, em um ponto selecionado no reservatório. Um modelo tridimensional de hidrodinâmica foi aplicado ao estudo compartimentalizado dos tempos de residência e imagens de satélite foram analisadas para determinação de padrões temporais e espaciais durante períodos de tempo mais amplos. Os resultados revelaram que os períodos mais favoráveis ao surgimento de florescimentos de cianobactérias são geralmente os meses mais quentes, de dezembro e janeiro, ou aqueles em que ocorrem estratificações mais fortes como no fim do inverno, em julho, e após as primeiras chuvas nos meses de setembro e outubro. Existem padrões espaciais recorrentes na formação dos florescimentos, controlados em grande parte pela ação do vento, que no reservatório Guarapiranga é predominantemente nas direções leste e sudeste empurrando os florescimentos na direção da foz dos tributários Embu Mirim e Embu Guaçu e ocasionalmente na direção da foz do rio Parelheiros. As simulações hidrodinâmicas evidenciam as forçantes que determinam os padrões observados e reforçam a importância de se discretizarem os tempos de residência de diferentes compartimentos do reservatório. As séries temporais amplas permitiram a determinação da qualidade da água em cada região e fornecem subsídios para o futuro manejo do reservatório. Como esse comportamento não se restringe ao reservatório Guarapiranga, o tipo de modelagem aqui utilizada pode ser útil para obter informações importantes no processo de planejamento e seleção de medidas para o gerenciamento de reservatórios urbanos tropicais polimíticos, em geral.

Nature of the spin-glass phase at experimental length scales

We present a massive equilibrium simulation of the three-dimensional Ising spin glass at low temperatures. The Janus special-purpose computer has allowed us to equilibrate, using parallel tempering, L = 32 lattices down to T ≈ 0.64Tc. We demonstrate the relevance of equilibrium finite-size simulations to understand experimental non-equilibrium spin glasses in the thermodynamical limit by establishing a time-length dictionary. We conclude that non-equilibrium experiments performed on a time scale of one hour can be matched with equilibrium results on L ≈ 110 lattices. A detailed investigation of the probability distribution functions of the spin and link overlap, as well as of their correlation functions, shows that Replica Symmetry Breaking is the appropriate theoretical framework for the physically relevant length scales. Besides, we improve over existing methodologies to ensure equilibration in parallel tempering simulations.

Estudo de efeitos da polarização eletrostática periférica no Tokamak TCABR

Efeitos da polarização eletrostática de eletrodos na periferia de tokamaks têm sido investigados em pequenos tokamaks e mesmo em alguns tokamaks de grande porte. Em geral as experiências são realizadas em condições em que bifurcação do campo elétrico radial é obtida, processo este identificado como modo H de polarização. No Tokamak TCABR, as experiências indicam que o confinamento aumenta para tensões aplicadas até +300 volts, atingindo um máximo de duas vezes o tempo de confinamento do modo L, mas sem bifurcação. Indícios de bifurcação foram notados com +400 V de polarização, mas a descarga termina devido à excitação da atividade MHD, ainda sob investigação. No presente trabalho, a pesquisa é aprofundada com a utilização de uma sonda de Langmuir com 18 pinos dispostos em duas fileiras sob a forma de um ancinho (rake probe) o que permite a medição da temperatura, densidade e flutuação de potencial ao longo do raio menor na periferia do Tokamak. A resolução temporal desse sistema é de cerca de 0,5 ms, para a temperatura, e 5 microssegundos para densidade e potencial flutuante do plasma. Outra sonda eletrostática com 5-pinos na mesma posição radial, mas em diferentes posições poloidal e toroidal foi usada para medições de turbulência e transporte de partículas. Os efeitos da polarização foram investigados e indicam que os níveis de turbulência e transporte começam a diminuir entre +150 e +200 V e para +300 V chegam a atingir uma quase supressão. Nesse mesmo intervalo de tensão a densidade começa a aumentar e para +300 V chega a ser um fator de aproximadamente 2. Quanto ao perfil de temperatura a variação é pouco significativa, mas as incertezas das medidas são maiores. Esses dados são compatíveis com a criação de uma barreira de transporte na região entre o eletrodo em r = 17 cm e o limitador em a = 18 cm. Além disso, o campo elétrico radial mostra forte cisalhamento nessa região. Tomando o início da subida do potencial flutuante como origem de uma escala de tempo, o atraso temporal do início da subida da densidade de elétrons e o atraso do início do decréscimo do transporte de partículas foram medidos. Os resultados são 50 microssegundos para a densidade de elétrons e 60 microssegundos para o transporte de partículas. A questão dos limiares de potência é discutida no texto. Os dados desta experiência indicam que o campo elétrico radial desempenha o papel principal para a melhoria do confinamento.

Reconstituição da paleoprecipitação no sul do Nordeste Brasileiro durante os dois últimos ciclos glaciais a partir da aplicação de registros isotópicos de oxigênio de estalagmites da Chapada Diamantina, Bahia.

Registros isotópicos de oxigênio obtidos em alta resolução das estalagmites CL2 e MAG das cavernas Calixto e Marota, região da Chapada Diamantina (CD) (12ºS), Estado da Bahia, sul do Nordeste brasileiro (sNEB), permitiram reconstituir as mudanças passadas da precipitação entre 165-128 e 59-39 mil anos A.P. Para a reconstituição paleoclimática considerou-se resultados de um estudo de calibração realizado em duas cavernas da CD o qual demonstrou uma relação entre composição isotópica da água meteórica e de gotejamento e sugeriu um ambiente adequado para a deposição do espeleotema em condições equilíbrio e/ou próximas com a água de gotejamento. A interpretação da paleoprecipitação através dos registros isotópicos \'\'delta\' POT.18\'O das estalagmites também foi baseada na relação entre composição isotópica da água da precipitação e a quantidade de chuva obtidos em estações da IAEA-GNIP no Brasil e de simulações das variações do \'\'delta\' POT.18\'O da chuva através do modelo climático ECHAM-4. Esses dados indicaram o efeito quantidade (amount effect) como fator preponderante de controle isotópico da água da chuva que formam os espeleotemas na CD, significando que a diminuição dos valores de \'\'delta\' POT.18\'O está associada ao aumento do volume de chuvas e vice-versa. Os registros de \'\'delta\' POT.18\'O dos espeleotemas permitiram reconstituir a variação da paleoprecipitação na escala orbital e milenar durante o penúltimo glacial bem como correlacionar mudanças na paleoprecipitação no sNEB com eventos milenares registrados na Groelândia no último glacial. Os registros da CD indicaram um aumento (diminuição) da paleoprecipitação na Bahia relacionado a diminuição (aumento) da insolação austral de verão a 10ºS durante o penúltimo glacial, similar ao observado no último ciclo precessional. Na escala orbital os registros da CD estiveram em antifase com os paleoindicadores isotópicos do Sudeste brasileiro e em fase com os valores de\'\'delta\' POT.18\'O dos espeleotemas do leste da China. Esse padrão de precipitação é similar ao observado na última glaciação e sugere que a variação na insolação de verão afetou as monções sul-americanas (MSA) promovendo mudanças na precipitação no sNEB no penúltimo glacial. Condições áridas no sNEB durante o aumento da insolação de verão estariam provavelmente associadas ao aprofundamento da subsidência de ar provocado pelo fortalecimento da circulação leste-oeste da MSA devido ao aumento das atividades convectivas na Amazônia o que teria, favorecido um posicionamento mais a sul da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). O oposto também ocorreria durante as fases de baixa insolação de verão quando a MSA estaria provavelmente mais desintensificada. Durante o penúltimo glacial (Terminação Glacial II) abruptas oscilações nos registros da CD para valores mais baixos de \'\'delta\' POT.18\'O indicaram um profundo aumento da precipitação coincidente com o evento Heinrich (H11). Nesse período a paleoprecipitação no sNEB esteve correlacionada negativamente com as mudanças climáticas na China e no oeste amazônico (Peru) e positivamente com o Sudeste brasileiro. Interpretou-se que as anomalias positivas da precipitação no sNEB podem ter estado relacionadas ao deslocamento para sul da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) bem como com a intensificação da MSA e ZCAS nesse período. Finalmente, oscilações isotópicas abruptas para valores mais altos observadas durante o estágio marinho isotópico 3 coincidentes com os eventos quentes registrados na Groelândia, denominados de eventos Dansgaard-Oeschger (DO), foram interpretados como a ocorrência de eventos muito secos no sNEB. Essas variações da precipitação na escala milenar, que estão em fase com os registros no Peru, podem ter estado relacionadas ao deslocamento para norte da ZCIT o que teria promovido uma profunda desintensificação da MSA.

Spin-transfer torque on a single magnetic adatom

We theoretically show how the spin orientation of a single magnetic adatom can be controlled by spin polarized electrons in a scanning tunneling microscope configuration. The underlying physical mechanism is spin assisted inelastic tunneling. By changing the direction of the applied current, the orientation of the magnetic adatom can be completely reversed on a time scale that ranges from a few nanoseconds to microseconds, depending on bias and temperature. The changes in the adatom magnetization direction are, in turn, reflected in the tunneling conductance.

Random exams using Sweave

The adaptation of the Spanish University to the European Higher Education Area (EEES in Spanish) demands the integration of new tools and skills that would make the teaching- learning process easier. This adaptation involves a change in the evaluation methods, which goes from a system where the student was evaluated with a final exam, to a new system where we include a continuous evaluation in which the final exam may represent at most 50% in the vast majority of the Universities. Devising a new and fair continuous evaluation system is not an easy task to do. That would mean a student’s’ learning process follow-up by the teachers, and as a consequence an additional workload on existing staff resources. Traditionally, the continuous evaluation is associated with the daily work of the student and a collection of the different marks partly or entirely based on the work they do during the academic year. Now, small groups of students and an attendance control are important aspects to take into account in order to get an adequate assessment of the students. However, most of the university degrees have groups with more than 70 students, and the attendance control is a complicated task to perform, mostly because it consumes significant amounts of staff time. Another problem found is that the attendance control would encourage not-interested students to be present at class, which might cause some troubles to their classmates. After a two year experience in the development of a continuous assessment in Statistics subjects in Social Science degrees, we think that individual and periodical tasks are the best way to assess results. These tasks or examinations must be done in classroom during regular lessons, so we need an efficient system to put together different and personal questions in order to prevent students from cheating. In this paper we provide an efficient and effective way to elaborate random examination papers by using Sweave, a tool that generates data, graphics and statistical calculus from the software R and shows results in PDF documents created by Latex. In this way, we will be able to design an exam template which could be compiled in order to generate as many PDF documents as it is required, and at the same time, solutions are provided to easily correct them.

Central compact objects and the hidden magnetic field scenario

Central compact objects (CCOs) are X-ray sources lying close to the centre of supernova remnants, with inferred values of the surface magnetic fields significantly lower (≲1011 G) than those of standard pulsars. In this paper, we revise the hidden magnetic field scenario, presenting the first 2D simulations of the submergence and re-emergence of the magnetic field in the crust of a neutron star. A post-supernova accretion stage of about 10−4–10−3 M⊙ over a vast region of the surface is required to bury the magnetic field into the inner crust. When accretion stops, the field re-emerges on a typical time-scale of 1–100 kyr, depending on the submergence conditions. After this stage, the surface magnetic field is restored close to its birth values. A possible observable consequence of the hidden magnetic field is the anisotropy of the surface temperature distribution, in agreement with observations of several of these sources. We conclude that the hidden magnetic field model is viable as an alternative to the antimagnetar scenario, and it could provide the missing link between CCOs and the other classes of isolated neutron stars.

Quiescent state and outburst evolution of SGR 0501+4516

We report on the quiescent state of the soft gamma repeater SGR 0501+4516 observed by XMM–Newton on 2009 August 30. The source exhibits an absorbed flux ∼75 times lower than that measured at the peak of the 2008 outburst, and a rather soft spectrum, with the same value of the blackbody temperature observed with ROSAT back in 1992. This new observation is put into the context of all existing X-ray data since its discovery in 2008 August, allowing us to complete the study of the timing and spectral evolution of the source from outburst until its quiescent state. The set of deep XMM–Newton observations performed during the few years time-scale of its outburst allows us to monitor the spectral characteristics of this magnetar as a function of its rotational period, and their evolution along these years. After the first ∼10 d, the initially hot and bright surface spot progressively cooled down during the decay. We discuss the behaviour of this magnetar in the context of its simulated secular evolution, inferring a plausible dipolar field at birth of 3 × 1014 G, and a current (magnetothermal) age of ∼10 kyr.

Evaluación de la ansiedad escolar: revisión de cuestionarios, inventarios y escalas

El objetivo de este trabajo fue doble. En primer lugar se describen los cuestionarios, inventarios y escalas de ansiedad escolar elaborados y validados para población infantil y adolescente: Cuestionario de Ansiedad Escolar, Inventario de Miedos Escolares, Catálogo de Situaciones Escolares, Escala Visual Análoga para la Ansiedad-Revisada, Escala Magallanes de Problemas de Ansiedad e Inventario de Ansiedad Escolar. En segundo lugar se analiza la fiabilidad (consistencia interna y estabilidad temporal) y la validez (estructura factorial, relación con otros cuestionarios, relación con otros procedimientos de evaluación y diferenciación entre grupos) de la puntuación de estos instrumentos, con el fin de conocer sus propiedades psicométricas y poder tomar decisiones sobre su uso en la práctica clínica o educativa sobre la base de criterios empíricos. Los resultados permiten concluir que actualmente existen autoinformes que presentan garantías psicométricas satisfactorias para llevar a cabo una interpretación fiable y válida de sus puntuaciones, siendo por tanto útiles en la práctica clínica y educativa.

Palaeoenvironmental and palaeoceanographic changes during the lower to middle Jurassic (Toarcian-Aalenian, ~183-171 Ma). : new evidences from calcareous nannofossils of the Lusitanian Basin

Tese de doutoramento (co-tutela), Geologia (Paleontologia e Estratigrafia), Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Université Claude Bernard Lyon 1, 2016

EU citizenship: Citizenship and identity beyond national borders. EU Centre Singapore Background Brief No. 10, October 2013

The 1992 Maastricht Treaty introduced the concept of European Union citizenship. All citizens of the 28 EU member states are also EU citizens through the very fact that their countries are members of the EU. Acquired EU citizenship gives them the right to free movement, settlement and employment across the EU, the right to vote in European elections, and also on paper the right to consular protection from other EU states' embassies when abroad. The concept of citizenship in Europe – and indeed anywhere in the world – has been evolving over the years, and continues to evolve. Against this time scale, the concept of modern citizenship as attached to the nation-state would seem ephemeral. The idea of EU citizenship therefore does not need to be regarded as a revolutionary phenomenon that is bound to mitigate against the natural inclination of European citizens towards national identities, especially in times of economic and financial crises. In fact, the idea of EU citizenship has even been criticised by some scholars as being of little substantive value in addition to whatever rights and freedoms European citizens already have. Nonetheless the ‘constitutional moment’ that the Maastricht Treaty achieved for the idea of EU citizenship has served more than just symbolic value – the EU’s Charter of Fundamental Rights is now legally binding, for instance. The idea of EU citizenship also put pressure on the Union and its leaders to address the perceived democratic deficit that the EU is often accused of. In attempts to cement the political rights of EU citizens, the citizens’ initiative was included in Lisbon Treaty allowing citizens to directly lobby the European Commission for new policy initiatives or changes.