Recombinational repair of gaps in DNA is asymmetric in Ustilago maydis and can be explained by a migrating D-loop model.

Recombinational repair of double-stranded DNA gaps was investigated in Ustilago maydis. The experimental system was designed for analysis of repair of an autonomously replicating plasmid containing a cloned gene disabled by an internal deletion. It was discovered that crossing over rarely accompanied gap repair. The strong bias against crossing over was observed in three different genes regardless of gap size. These results indicate that gap repair in U. maydis is unlikely to proceed by the mechanism envisioned in the double-stranded break repair model of recombination, which was developed to account for recombination in Saccharomyces cerevisiae. Experiments aimed at exploring processing of DNA ends were performed to gain understanding of the mechanism responsible for the observed bias. A heterologous insert placed within a gap in the coding sequence of two different marker genes strongly inhibited repair if the DNA was cleaved at the promoter-proximal junction joining the insert and coding sequence but had little effect on repair if the DNA was cleaved at the promoter-distal junction. Gene conversion of plasmid restriction fragment length polymorphism markers engineered in sequences flanking both sides of a gap accompanied repair but was directionally biased. These results are interpreted to mean that the DNA ends flanking a gap are subject to different types of processing. A model featuring a single migrating D-loop is proposed to explain the bias in gap repair outcome based on the observed asymmetry in processing the DNA ends.

A loop-loop "kissing" complex is the essential part of the dimer linkage of genomic HIV-1 RNA.

RNA-RNA interactions govern a number of biological processes. Several RNAs, including natural sense and antisense RNAs, interact by means of a two-step mechanism: recognition is mediated by a loop-loop complex, which is then stabilized by formation of an extended intermolecular duplex. It was proposed that the same mechanism holds for dimerization of the genomic RNA of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1), an event thought to control crucial steps of HIV-1 replication. However, whereas interaction between the partially self-complementary loop of the dimerization initiation site (DIS) of each monomer is well established, formation of the extended duplex remained speculative. Here we first show that in vitro dimerization of HIV-1 RNA is a specific process, not resulting from simple annealing of denatured molecules. Next we used mutants of the DIS to test the formation of the extended duplex. Four pairs of transcomplementary mutants were designed in such a way that all pairs can form the loop-loop "kissing" complex, but only two of them can potentially form the extended duplex. All pairs of mutants form heterodimers whose thermal stability, dissociation constant, and dynamics were analyzed. Taken together, our results indicate that, in contrast with the interactions between natural sense and antisense RNAs, no extended duplex is formed during dimerization of HIV-1 RNA. We also showed that 55-mer sense RNAs containing the DIS are able to interfere with the preformed HIV-1 RNA dimer.

Regulation of meiotic chromatin loop size by chromosomal position.

At meiotic prophase, chromatin loops around a proteinaceous core, with the sizes of these loops varying between species. Comparison of the morphology of sequence-related inserts at different sites in transgenic mice demonstrates that loop size also varies with chromosomal geography. Similarly, chromatin loop lengths differ dramatically for interstitially and terminally located hamster telomeric sequences. Sequences, telomeric or otherwise, located at chromosome termini, closely associate with the meiotic proteinaceous core, forming shorter loops than identical interstitial sequences. Thus, we present evidence that different chromatin packaging mechanisms exist for interstitial versus terminal chromosomal regions, which act separately from those operating at the level of the DNA sequence. Chromosomal position plays the dominant role in chromatin packaging.

Antiproliferative properties of the USF family of helix-loop-helix transcription factors.

USF is a family of transcription factors characterized by a highly conserved basic-helix-loop-helix-leucine zipper (bHLH-zip) DNA-binding domain. Two different USF genes, termed USF1 and USF2, are ubiquitously expressed in both humans and mice. The USF1 and USF2 proteins contain highly divergent transcriptional activation domains but share extensive homologies in the bHLH-zip region and recognize the same CACGTG DNA motifs. Although the DNA-binding and transcriptional activities of these proteins have been characterized, the biological function of USF is not well understood. Here, focus- and colony-formation assays were used to investigate the potential involvement of USF in the regulation of cellular transformation and proliferation. Both USF1 and USF2 inhibited the transformation of rat embryo fibroblasts mediated by Ras and c-Myc, a bHLH-zip transcription factor that also binds CACGTG motifs. DNA binding was required but not fully sufficient for inhibition of Myc-dependent transformation by USF, since deletion mutants containing only the DNA-binding domains of USF1 or USF2 produced partial inhibition. While the effect of USF1 was selective for Myc-dependent transformation, wild-type USF2 exerted in addition a strong inhibition of E1A-mediated transformation and a strong suppression of HeLa cell colony formation. These results suggest that members of the USF family may serve as negative regulators of cellular proliferation in two ways, one by antagonizing the transforming function of Myc, the other through a more general growth-inhibitory effect.

Competence for collagenase gene expression by tissue fibroblasts requires activation of an interleukin 1 alpha autocrine loop.

The enzyme collagenase (EC 3.4.24.7), a key mediator in biological remodeling, can be induced in early-passage fibroblasts by a wide variety of agents and conditions. In contrast, at least some primary tissue fibroblasts are incompetent to synthesize collagenase in response to many of these stimulators. In this study, we investigate mechanisms controlling response to two of the conditions in question: (i) trypsin or cytochalasin B, which disrupt actin stress fibers, or (ii) phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), which activates growth factor signaling pathways. We demonstrate that collagenase expression stimulated by trypsin or cytochalasin B is regulated entirely through an autocrine cytokine, interleukin 1 alpha (IL-1 alpha). The IL-1 alpha intermediate also constitutes the major mechanism by which PMA stimulates collagenase expression, although a second signaling pathway(s) contributes to a minor extent. Elevation of the IL-1 alpha level in response to stimulators is found to be sustained by means of an autocrine feedback loop in early-passage fibroblast cultures. In contrast, fibroblasts freshly isolated from the tissue are incompetent to activate and sustain the IL-1 alpha feedback loop, even though they synthesize collagenase in response to exogenous IL-1. We conclude that this is the reason why tissue fibroblasts are limited, in comparison with subcultured fibroblasts, in their capacity to synthesize collagenase. Activation of the IL-1 alpha feedback loop, therefore, seems likely to be an important mechanism by which resident tissue cells adopt the remodeling phenotype.

Meso1, a basic-helix-loop-helix protein involved in mammalian presomitic mesoderm development.

To identify genes involved in the regulation of early mammalian development, we have developed a dominant-negative mutant basic-helix-loop-helix (bHLH) protein probe for interaction cloning and have isolated a member of the bHLH family of transcription factors, Meso1. Meso1-E2A heterodimers are capable of binding to oligonucleotide probes that contain a bHLH DNA recognition motif. In mouse embryos, Meso1 is expressed prior to MyoD1 family members. Meso1 expression is first detected at the neural plate stage of development in the paraxial mesoderm of the head and in presomitic mesodermal cells prior to their condensation into somites. Our findings suggest that Meso1 may be a key regulatory gene involved in the early events of vertebrate mesoderm differentiation.

Hypoxia-inducible factor 1 is a basic-helix-loop-helix-PAS heterodimer regulated by cellular O2 tension.

Hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1) is found in mammalian cells cultured under reduced O2 tension and is necessary for transcriptional activation mediated by the erythropoietin gene enhancer in hypoxic cells. We show that both HIF-1 subunits are basic-helix-loop-helix proteins containing a PAS domain, defined by its presence in the Drosophila Per and Sim proteins and in the mammalian ARNT and AHR proteins. HIF-1 alpha is most closely related to Sim. HIF-1 beta is a series of ARNT gene products, which can thus heterodimerize with either HIF-1 alpha or AHR. HIF-1 alpha and HIF-1 beta (ARNT) RNA and protein levels were induced in cells exposed to 1% O2 and decayed rapidly upon return of the cells to 20% O2, consistent with the role of HIF-1 as a mediator of transcriptional responses to hypoxia.

The crystal structure of an N-terminal two-domain fragment of vascular cell adhesion molecule 1 (VCAM-1): a cyclic peptide based on the domain 1 C-D loop can inhibit VCAM-1-alpha 4 integrin interaction.

Vascular cell adhesion molecule 1 (VCAM-1) represents a structurally and functionally distinct class of immunoglobulin superfamily molecules that bind leukocyte integrins and are involved in inflammatory and immune functions. X-ray crystallography defines the three-dimensional structure of the N-terminal two-domain fragment that participates in ligand binding. Residues in domain 1 important for ligand binding reside in the C-D loop, which projects markedly from one face of the molecule near the contact between domains 1 and 2. A cyclic peptide that mimics this loop inhibits binding of alpha 4 beta 1 integrin-bearing cells to VCAM-1. These data demonstrate how crystallographic structural information can be used to design a small molecule inhibitor of biological function.

Stable loop in the crystal structure of the intercalated four-stranded cytosine-rich metazoan telomere.

In most metazoans, the telomeric cytosine-rich strand repeating sequence is d(TAACCC). The crystal structure of this sequence was solved to 1.9-A resolution. Four strands associate via the cytosine-containing parts to form a four-stranded intercalated structure held together by C.C+ hydrogen bonds. The base-paired strands are parallel to each other, and the two duplexes are intercalated into each other in opposite orientations. One TAA end forms a highly stabilized loop with the 5' thymine Hoogsteen-base-paired to the third adenine. The 5' end of this loop is in close proximity to the 3' end of one of the other intercalated cytosine strands. Instead of being entirely in a DNA duplex, this structure suggests the possibility of an alternative conformation for the cytosine-rich telomere strands.

Overexpression of RNase H partially complements the growth defect of an Escherichia coli delta topA mutant: R-loop formation is a major problem in the absence of DNA topoisomerase I.

Previous biochemical studies have suggested a role for bacterial DNA topoisomerase (TOPO) I in the suppression of R-loop formation during transcription. In this report, we present several pieces of genetic evidence to support a model in which R-loop formation is dynamically regulated during transcription by activities of multiple DNA TOPOs and RNase H. In addition, our results suggest that events leading to the serious growth problems in the absence of DNA TOPO I are linked to R-loop formation. We show that the overexpression of RNase H, an enzyme that degrades the RNA moiety of an R loop, can partially compensate for the absence of DNA TOPO I. We also note that a defect in DNA gyrase can correct several phenotypes associated with a mutation in the rnhA gene, which encodes the major RNase H activity. In addition, we found that a combination of topA and rnhA mutations is lethal.

Programa Bolsa Família na coorte de nascimentos de Pelotas, 2004: focalização e impactos no IMC/Idade, obesidade e composição corporal de crianças

Introdução: O Programa Bolsa Família é a principal estratégia brasileira para amenizar a pobreza e vulnerabilidade social, com diferentes impactos na vida dos beneficiários. O aumento da renda, em função do benefício, poderia trazer resultados positivos na alimentação, uma vez que possibilitam uma maior diversidade da dieta. Porém, poderia trazer resultados negativos como a ingestão excessiva de energia e consequente aumento da adiposidade. As avaliações dos impactos do programa em termos de obesidade e massa gorda de crianças são inexistentes. Objetivo: Avaliar o impacto do Programa Bolsa Família no estado nutricional (IMC/idade) e na composição corporal aos 6 anos de idade entre as crianças da Coorte de Nascimentos de Pelotas (RS), 2004. Métodos: Os dados foram provenientes da integração dos bancos da Coorte de Nascimentos de Pelotas de 2004 e do Cadastro Único do Governo Federal. Foi realizada análise descritiva da cobertura e focalização do programa, com informações do nascimento e dos 6 anos de idade (n=4231). Considerou-se focalização o percentual de elegíveis entre o total de beneficiários e cobertura o percentual de famílias elegíveis que são beneficiárias do programa. Nos modelos de impacto (n=3446), as exposições principais foram o recebimento do benefício: beneficiário em 2010, no período de 2004-2010; o valor médio mensal recebido e o tempo de recebimento. Foram gerados modelos de regressão linear para os desfechos score-Z do índice de massa corporal por idade (IMC/I), percentual e índice de massa gorda (IMG), e percentual e índice de massa livre de gordura (IMLG); e de Poisson, com ajuste robusto, para o desfecho obesidade (score-Z IMC/I 2), todos estratificados por sexo. As informações antropométricas e de composição corporal (BOD POD) foram obtidas do acompanhamento aos 6-7 anos de idade. Potenciais fatores de confusão foram identificados por modelo hierárquico e por um diagrama causal (DAG). Para analisar os impactos foram usadas como medidas de efeito a diferença de médias na regressão linear múltipla (IMC/I, por cento MG, IMG, por cento MLG e IMLG, variáveis contínuas) e a razão de prevalência (obesidade, variável binária). Para permanecer no modelo, considerou-se valor p0,20. A análise dos dados foi realizada por meio do software STATA. Resultados: Entre 2004-2010, a proporção de famílias beneficiárias na coorte aumentou (11 por cento para 34 por cento ) enquanto, de acordo com a renda familiar, a proporção de famílias elegíveis diminui (29 por cento para 16 por cento ). No mesmo período, a cobertura do programa aumentou tanto pela renda familiar quanto pelo IEN. Já a focalização caiu de 78 por cento para 32 por cento de acordo com a renda familiar e, de acordo com o IEN, manteve-se em 37 por cento . A média (não ajustada) de IMC e de MG dos não beneficiários foi superior a dos não beneficiários tanto em meninos quanto em meninas. Meninos do 3º tercil de valor per capita recebido e meninas com menos de 7 meses de benefício em 2010 tiveram IMC maior do que, respectivamente, aqueles dos demais tercis e daquelas com mais de 7 meses de benefício em 2010; esse padrão foi semelhante para obesidade. Meninas não beneficiárias tiveram MG maior do que as beneficiárias e superior também aos meninos, independente de ser beneficiário ou não. Em relação à MLG observou-se um comportamento contrário, no qual meninas beneficiárias tiveram maior MLG, quando comparadas com meninas não beneficiárias e, meninos quando comparados com meninas. Nos modelos de regressão ajustados, não houve diferença significativa entre beneficiários e não beneficiários em nenhum desfecho. Conclusões: De acordo com os resultados, as famílias que receberam maiores valores per capita parecem incluir crianças com maior média de IMC. O programa, nessa análise, parece não ter impacto sobre a composição corporal das crianças, nem em termos de massa gorda, tampouco em termos de massa livre de gordura.

Involvement of loop 5 lysine residues and the N-terminal β-hairpin of the ribotoxin hirsutellin A on its insecticidal activity

Ribotoxins are cytotoxic members of the family of fungal extracellular ribonucleases best represented by RNase T1. They share a high degree of sequence identity and a common structural fold, including the geometric arrangement of their active sites. However, ribotoxins are larger,with a well-defined N-terminal β-hairpin, and display longer and positively charged unstructured loops. These structural differences account for their cytotoxic properties.Unexpectedly, the discovery of hirsutellin A (HtA), a ribotoxin produced by the invertebrate pathogen Hirsutella thompsonii, showed how it was possible to accommodate these features into a shorter amino acid sequence. Examination of HtA N-terminal β-hairpin reveals differences in terms of length, charge, and spatial distribution. Consequently,four different HtA mutants were prepared and characterized. One of them was the result of deleting this hairpin [Δ(8-15)] while the other three affected single Lys residues in its close spatial proximity (K115E, K118E, and K123E). The results obtained support the general conclusion that HtA active site would show a high degree of plasticity,being able to accommodate electrostatic and structural changes not suitable for the other previously known larger ribotoxins, as the variants described here only presented small differences in terms of ribonucleolytic activity and cytotoxicity against cultured insect cells.

Efeito da temperatura de revenimento sobre o grau de sensitização e resistência à corrosão por pite de aços inoxidáveis supermartensíticos contendo 13% Cr, 5% Ni, com e sem adições de Nb e Mo.

O desenvolvimento dos aços inoxidáveis Super-Martensíticos (SM) nasce da necessidade de implementar novas tecnologias, mais econômicas e amigáveis ao meio ambiente. Os aços inoxidáveis SM são uma derivação dos aços inoxidáveis martensíticos convencionais, diferenciando-se basicamente no menor teor de carbono, na adição de Ni e Mo. Foram desenvolvidos como uma alternativa para aços inoxidáveis duplex no uso de dutos para a extração de petróleo offshore em meados dos anos 90. Para que esses aços apresentem as propriedades mecânicas de resistência à tração e tenacidade é necessário que sejam realizados tratamentos de austenitização, seguido de têmpera, e de revenimento, onde, particularmente para este último, há várias opções de tempos e temperaturas. Como os tratamentos térmicos geram as propriedades mecânicas através de transformações de fase (precipitação) podem ocorrer alterações da resistência à corrosão. São conhecidos os efeitos benéficos da adição de Nb em aços inoxidáveis tradicionais. Por isso, o objetivo desta pesquisa foi estudar aços inoxidáveis SM contendo Nb. Foi pesquisada a influência da temperatura de revenimento sobre a resistência à corrosão de três aços inoxidáveis SM, os quais contêm 13% Cr, 5% Ni, 1% a 2% Mo, com e sem adições de Nb. No presente trabalho, foram denominados de SM2MoNb, SM2Mo e SM1MoNb, que representam aços com 2% Mo, 1% Mo e 0,11% Nb. Dado que os principais tipos de corrosão para aços inoxidáveis são a corrosão por pite (por cloreto) e a corrosão intergranular (sensitização), optou-se por determinar os Potenciais de Pite (Ep) e os Graus de Sensitização (GS) em função da temperatura de revenimento. Os aços passaram por recozimento a 1050°C por 48 horas, para eliminação de fase ferrita delta. Em seguida foram tratados a 1050 °C por 30 minutos, com resfriamento ao ar, para uniformização do tamanho de grão. A estrutura martensítica obtida recebeu tratamentos de revenimento em temperaturas de: 550 °C, 575 °C, 600 °C, 625 °C, 650 °C e 700 °C, por 2 horas. O GS foi medido através da técnica de reativação eletroquímica potenciodinâmica na versão ciclo duplo (DL-EPR), utilizando-se eletrólito de 1M H2SO4 + 0,01M KSCN. Para determinar o Ep foram realizados ensaios de polarização potenciodinâmica em 0,6M NaCl. Os resultados obtidos foram discutidos através das variações microestruturais encontradas. Foram empregadas técnicas de microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), simulação termodinâmica de fases através do programa Thermo-Calc e determinação de austenita revertida mediante difração de raios X (DRX) e ferritoscópio. A quantificação da austenita por DRX identificou que a partir de 600 °C há formação desta fase, apresentando máximo em 650 °C, e novamente diminuindo para zero a 700 °C. Por sua vez, o método do ferritoscópio detectou austenita nas condições em que a analise de DRX indicou valor nulo, sendo as mais críticas a do material temperado (sem revenimento) e do aço revenido a 700 °C. Propõe-se que tais diferenças entre os dois métodos se deve à morfologia fina da austenia retida, a qual deve estar localizada entre as agulhas de martensita. Os resultados foram discutidos em termos da precipitação de Cr23C6, Mo6C, NbC, fase Chi, austenita e ferrita, bem como das consequências do empobrecimento em Cr e Mo, gerados por tais microconstituintes. São propostos três mecanismos para explicar a sensitização: o primeiro é devido a precipitação de Cr23C6, o segundo a precipitação de fase Chi (rica em Cr e Mo) e o terceiro é devido a formação de ferrita durante o revenimento. O melhor desempenho quanto ao GS foi obtido para os revenimentos a 575 °C e 600°C, por 2 horas. Os resultados de Ep indicaram que o aço SM2MoNb, revenido a 575°C, tem o melhor desempenho quanto à resistência à corrosão por cloreto. Isso associado ao baixo GS coloca este aço, com este tratamento térmico, numa posição de destaque para aplicações onde a resistência à corrosão é um critério de seleção de material, uma vez que, segundo a literatura a temperatura de 575 °C está no intervalo de temperaturas de revenimento onde são obtidas as melhores propriedades mecânicas.

Phase diagram of a polydisperse soft-spheres model for liquids and colloids

The phase diagram of soft spheres with size dispersion is studied by means of an optimized Monte Carlo algorithm which allows us to equilibrate below the kinetic glass transition for all size distributions. The system ubiquitously undergoes a first-order freezing transition. While for a small size dispersion the frozen phase has a crystalline structure, large density inhomogeneities appear in the highly disperse systems. Studying the interplay between the equilibrium phase diagram and the kinetic glass transition, we argue that the experimentally found terminal polydispersity of colloids is a purely kinetic phenomenon.

O nexo causal entre crédito rural e crescimento do produto agropecuário na economia brasileira

O nexo causal entre desenvolvimento financeiro e crescimento econômico vem ganhando destaque na literatura desde o início dos anos 1990. As principais linhas teóricas nessa área buscam demonstrar qual a significância da relação e o sentido da causalidade, se houver. Causalidade unidirecional no sentido do desenvolvimento financeiro para o crescimento econômico, bicausalidade entre ambos, e causalidade reversa, no sentido do crescimento para o desenvolvimento financeiro, são as principais hipóteses testadas nas pesquisas empíricas. O presente trabalho de tese tem por objetivo avaliar o nexo causal entre crédito (como um indicador do desenvolvimento financeiro) e crescimento no setor agropecuário brasileiro. O crédito rural como proporção do PIB agropecuário cresceu substancialmente desde meados da década de 90, passando de 15,44% em 1996 para 65,24% em 2014. Ao longo do período 1969-2014, a razão média anual entre crédito rural e PIB agropecuário foi de 43,87%. No mesmo período, o produto agropecuário cresceu em média 3,76% ao ano. Questiona-se se no mercado rural o crédito causa o crescimento agropecuário, se ocorre causalidade reversa ou se se opera a hipótese de bicausalidade. Para avaliar o nexo causal entre essas duas variáveis econômica foram empregados quatro procedimentos metodológicos: teste de causalidade de Granger em uma representação VAR com a abordagem de Toda e Yamamoto, teste de causalidade de Granger em um modelo FMOLS (Fully Modified OLS), teste de causalidade de Granger em um modelo ARDL (Autoregressive-Distributed Lag) e teste de causalidade de Granger no domínio da frequência, com o uso do método de Breitung e Candelon. Os resultados mostram de forma uniforme a presença de causalidade unidirecional do crédito rural para o crescimento do produto agropecuário. Causalidade reversa, no sentido do crescimento agropecuário para o crédito rural, não foi detectada de forma significativa em nenhum dos quatro métodos empregados. A não detecção de bicausalidade pode ser uma evidência do impacto da forte política de subsídio governamental ao crédito rural. A decisão do Governo quanto ao montante anual de crédito rural disponível a taxas de juros subsidiadas pode estar impedindo que o desempenho do setor, medido pela sua taxa de crescimento, exerça uma influência significativa na dinâmica do crédito rural. Os resultados também abrem a possibilidade a testar a hipótese de exogeneidade do crédito rural, o que seria uma extensão direta dos resultados obtidos.