Structure-based energetics of protein interfaces guides foot-and-mouth disease virus vaccine design

Virus capsids are primed for disassembly, yet capsid integrity is key to generating a protective immune response. Foot-and-mouth disease virus (FMDV) capsids comprise identical pentameric protein subunits held together by tenuous noncovalent interactions and are often unstable. Chemically inactivated or recombinant empty capsids, which could form the basis of future vaccines, are even less stable than live virus. Here we devised a computational method to assess the relative stability of protein-protein interfaces and used it to design improved candidate vaccines for two poorly stable, but globally important, serotypes of FMDV: O and SAT2. We used a restrained molecular dynamics strategy to rank mutations predicted to strengthen the pentamer interfaces and applied the results to produce stabilized capsids. Structural analyses and stability assays confirmed the predictions, and vaccinated animals generated improved neutralizing-antibody responses to stabilized particles compared to parental viruses and wild-type capsids.

Design and techno-economic evaluation of microbial oil production as a renewable resource for biodiesel and oleochemical production

Experimental results from the open literature have been employed for the design and techno-economic evaluation of four process flowsheets for the production of microbial oil or biodiesel. The fermentation of glucose-based media using the yeast strain Rhodosporidium toruloides has been considered. Biodiesel production was based on the exploitation of either direct transesterification (without extraction of lipids from microbial biomass) or indirect transesterifaction of extracted microbial oil. When glucose-based renewable resources are used as carbon source for an annual production capacity of 10,000 t microbial oil and zero cost of glucose (assuming development of integrated biorefineries in existing industries utilising waste or by-product streams) the estimated unitary cost of purified microbial oil is $3.4/kg. Biodiesel production via indirect transesterification of extracted microbial oil proved more cost-competitive process compared to the direct conversion of dried yeast cells. For a price of glucose of $400/t oil production cost and biodiesel production cost are estimated to be $5.5/kg oil and $5.9/kg biodiesel, correspondingly. Industrial implementation of microbial oil production from oleaginous yeast is strongly dependent on the feedstock used and on the fermentation stage where significantly higher productivities and final microbial oil concentrations should be achieved.

Design, implementation and interpretation of in vitro batchculture experiments to assess enteric methane mitigation in ruminants—a review

In vitro fermentation techniques (IVFT) have been widely used to evaluate the nutritivevalue of feeds for ruminants and in the last decade to assess the effect of different nutritionalstrategies on methane (CH4) production. However, many technical factors may influencethe results obtained. The present review has been prepared by the ‘Global Network’ FACCE-JPI international research consortium to provide a critical evaluation of the main factorsthat need to be considered when designing, conducting and interpreting IVFT experimentsthat investigate nutritional strategies to mitigate CH4emission from ruminants. Given theincreasing and wide-scale use of IVFT, there is a need to critically review reports in the lit-erature and establish what criteria are essential to the establishment and implementationof in vitro techniques. Key aspects considered include: i) donor animal species and numberof animal used, ii) diet fed to donor animals, iii) collection and processing of rumen fluidas inoculum, iv) choice of substrate and incubation buffer, v) incubation procedures andCH4measurements, vi) headspace gas composition and vii) comparability of in vitro andin vivo measurements. Based on an evaluation of experimental evidence, a set of techni-cal recommendations are presented to harmonize IVFT for feed evaluation, assessment ofrumen function and CH4production.

Prematuration of bovine oocytes with butyrolactone I reversibly arrests meiosis without increasing meiotic abnormalities after in vitro maturation

Objectives: Asynchrony between nuclear and cytoplasmic maturation, and possibly damage to the oocyte meiotic spindle, limits the application of in vitro maturation (IVM) in assisted reproduction. Several studies have suggested that Prematuration with meiosis blockers may improve oocyte quality after IVM, favoring early embryogenesis. Thus, we investigated the effect of Prematuration with the nuclear maturation inhibitor butyrolactone I (BLI) on the meiotic spindle and chromosomal configuration of bovine oocytes. Study design: Immature oocytes obtained from cows slaughtered in a slaughterhouse (n = 840) were divided into the following groups: (1) control (n = 325), submitted only to IVM in TCM199 for 24 h; (2) BLI 18 h (n = 208) submitted to meiotic blockage with 100 mu M BLI for 24 h (Prematuration) and then induction of IVM in TCM199 for 18 h; and (3) BLI 24 h (n = 307), pre-matured with 100 mu m BLI for 24 h followed by 24 h of IVM in TCM199. The oocytes were then fixed, stained by immunofluorescence for morphological visualization of both microtubules and chromatin, and evaluated. Results: Meiotic arrest occurred in 90.2% of the oocytes cultured with BLI. Maturation rates were similar for all groups (80.3%, 73.6% and 82.7% for the control, BLI 18 h and BLI 24 h groups, respectively). We observed 81.3% normal oocytes in metaphase II in the control group, and 80.0% and 81.2% in the BLI 18 h and BLI 24 h groups, respectively. The incidence of meiotic anomalies did not differ between groups (18.7%, 20.0% and 18.8% for the control, BLI 18 h and BLI 24 h, respectively). Conclusion: Prematuration with butyrolactone I reversibly arrests meiosis without damaging the meiotic spindle or the chromosome distribution of bovine oocytes after in vitro maturation. (c) 2009 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Iodide Transport Defect: Functional Characterization of a Novel Mutation in the Na(+)/I(-) Symporter 5 `-Untranslated Region in a Patient with Congenital Hypothyroidism

Context: Iodide transport defect (ITD) is an autosomal recessive disorder caused by impaired Na(+)/I(-) symporter (NIS)-mediated active iodide accumulation into thyroid follicular cells. Clinical manifestations comprise a variable degree of congenital hypothyroidism and goiter, and low to absent radioiodide uptake, as determined by thyroid scintigraphy. Hereditary molecular defects in NIS have been shown to cause ITD. Objective: Our objective was to perform molecular studies on NIS in a patient with congenital hypothyroidism presenting a clinical ITD phenotype. Design: The genomic DNA encoding NIS was sequenced, and an in vitro functional study of a newly identified NIS mutation was performed. Results: The analysis revealed the presence of an undescribed homozygous C to T transition at nucleotide -54 (-54C>T) located in the 5`-untranslated region in the NIS sequence. Functional studies in vitro demonstrated that the mutation was associated with a substantial decrease in iodide uptake when transfected into Cos-7 cells. The mutation severely impaired NIS protein expression, although NIS mRNA levels remained similar to those in cells transfected with wild-type NIS, suggesting a translational deficiency elicited by the mutation. Polysome profile analysis demonstrated reduced levels of polyribosomes-associated mutant NIS mRNA, consistent with reduced translation efficiency. Conclusions: We described a novel mutation in the 5`-untranslated region of the NIS gene in a newborn with congenital hypothyroidism bearing a clinical ITD phenotype. Functional evaluation of the molecular mechanism responsible for impaired NIS-mediated iodide concentration in thyroid cells indicated that the identified mutation reduces NIS translation efficiency with a subsequent decrease in protein expression and function. (J Clin Endocrinol Metab 96: E1100-E1107, 2011)

Chronic supplementation of beta-hydroxy-beta methylbutyrate (HM beta) increases the activity of the GH/IGF-I axis and induces hyperinsulinemia in rats

Objective: Beta-hydroxy-beta-methylbutyrate (HM beta) is a metabolite of leucine widely used for improving sports performance. Although limp is recognized to promote anabolic or anti-catabolic effects on protein metabolism, the impact of its long-term use on skeletal muscle and/or genes that control the skeletal protein balance is not fully known. This study aimed to investigate whether chronic HM beta treatment affects the activity of GH/IGF-I axis and skeletal muscle IGF-I and myostatin mRNA expression. Design: Rats were treated with HK beta (320 mg/kg BW) or vehicle, by gavage, for 4 weeks, and killed by decapitation. Blood was collected for evaluation of serum insulin, glucose and IGF-I concentrations. Samples of pituitary, liver, extensor digitorum longus (EDL) and soleus muscles were collected for total RNA or protein extraction to evaluate the expression of pituitary growth hormone (GH) gene (mRNA and protein), hepatic insulin-like growth factor I (IGF-I) mRNA, skeletal muscle IGF-I and myostatin mRNA by Northern blotting/real time-PCR, or Western blotting. Results: Chronic HM beta treatment increased the content of pituitary GH mRNA and GH, hepatic IGF-I mRNA and serum IGF-I concentration. No changes were detected on skeletal muscle IGF-I and myostatin mRNA expression. However, the HIM-treated rats although normoglycemic, exhibited hyperinsulinemia. Conclusions: The data presented herein extend the body of evidence on the potential role of HM beta-treatment in stimulating GH/IGF-I axis activity. In spite of this effect, HM beta supplementation also induces an apparent insulin resistance state which might limit the beneficial aspects of the former results, at least in rats under normal nutritional status and health conditions. (C) 2010 Growth Hormone Research Society. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Factorial design to optimize microwave-assisted synthesis of FDU-1 silica with a new triblock copolymer

The synthesis of FDU-1 silica with large cage-like mesopores prepared with a new triblock copolymer Vorasurf 504 (R) (Eo)(38)(BO)(46)(EO)(38) was developed. The hydrothermal treatment temperature, the dissolution of the copolymer in ethanol, the HCl concentration, the solution stirring time and the hydrothermal treatment time in a microwave oven were evaluated with factorial design procedures. The dissolution in ethanol is important to produce a material with better porous morphology. Increases in the hydrothermal temperature (100 degrees C) and HCl concentration (2 M) improved structural, textural and chemical properties of the cubic ordered mesoporous silica. Also, longer times induced better physical and chemical property characteristics. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

From Rational Design of Drug Crystals to Understanding of Nucleic Acid Structures: Lamivudine Duplex

A DNA-like duplex of nucleosides is probable to exist even without the 5`-phosphate groups needed to assemble the chain backbone. However, double-stranded helical structures of nucleosides are unknown. Here, we report a duplex of nucleoside analogs that is spontaneously assembled due to stacking of the neutral and protonated molecules of lamivudine, a nucleoside reverse transcriptase inhibitor (NTRI) widely used in anti-HIV drug combinatory medication. The left-handed lamivudine duplex has features similar to those of i-motif DNA, as the face-to-face base stacking and the helix rise per base pair. Furthermore, the protonation pattern on alternate bases expected for it DNA-like duplex stabilized by pairing of neutral and protonated cytosine fragments was observed for the first time in the lamivudine double-stranded helix. This structure demonstrates that hydrogen bonds can substitute for covalent phosphodiester linkage in the stabilization of the duplex backbone. This interesting example of spontaneous molecular self-organization indicates that the 5`-phosphate group could not be a requirement for duplex assembly.

Design issues for knowledge artifacts

The notion of knowledge artifact has rapidly gained popularity in the fields of general knowledge management and more recently knowledge-based systems. The main goal on this paper is to propose and discuss a methodology for the design and implementation of knowledge-based systems founded on knowledge artifacts. We advocate that the systems built according to this methodology can be effective to convey the flow of knowledge between different communities of practice. Our methodology has been developed from the ground up, i.e. we have built some concrete systems based on the abstract notion of knowledge artifact and synthesized our methodology based on reflections upon our experiences building these systems. In this paper, we also describe the most relevant systems we have built and how they have guided us to the synthesis of our proposed methodology. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Synthesis Optimization of Hydroxymethylnitrofurazone, an Antichagasic Candidate, Using 3(2) Factorial Design

Hydroxymethylnitrofurazone presents in vitro activity against Trypanosoma cruzi. The optimization of the synthesis of this compound was performed through a 3(2) factorial statistical design. Quadratic model produced the best response surface predicting a maximum yield (82%) close to the center design point with a seven hours reaction and a 1:1.5 (NF:K(2)CO(3)) ratio.

Metal transport parameters of a gneiss saprolitic silty soil for liner design

Diffusion coefficients and retardation factors of two metal cations (Cd2+ and Pb2+) were measured for a compacted Brazilian saprolitic soil derived from gneiss, aiming to assess its geoenvironmental performance as a liner for waste disposal sites. This soil occurs extensively all over the country in very thick layers, but has not been used in liners because of its hydraulic conductivity, higher than 10(-9) m/s when compacted at optimum water content of standard Proctor energy, but which can be reduced by means of appropriate compaction techniques or additives. Batch, column, and diffusion tests were carried out with monospecies synthetic solutions at pH 1, 3, and 5.5. Measured diffusion coefficients varied between 0.5 and 4 X 10(-10) m(2)/s. Retardation factors show that cadmium, a very mobile cation, is not adsorbed at pH I but is significantly retained at pH 3 and pH 5.5, whereas lead is retained at all tested pH values though slightly at pH 1. Estimated retardation factors from batch tests were 1.3-2.3 times those resulting from column tests and at its highest when obtained by diffusion tests; whereas batch tests allow a more complete exposure of the soil grains to the solution, time-dependent nonspecific adsorption may take longer to occur. The importance of contact time was observed and should be considered in further investigations. Its significant retention of metals suggests a promising utilization of this soil as a bottom liner for wastes landfills.

Systemförvaltning hos Banverket – design av gemensam process för ändringshantering

Vår uppdragsgivare för detta arbete var IT-avdelningen på Banverkets huvudkontor. Deras upp-drag till oss var att kartlägga nuläget i ändringshanteringen i systemförvaltningen. Utifrån den kartläggningen skulle vi även utveckla en gemensam process med tillhörande processbeskrivning för ändringshanteringen. Ändringshantering är alla de aktiviteter som uppstår från det att ett förändringsbehov inkommer till dess att förändringen är införd. Banverket har under 2003 arbetat fram en metodik för systemförvaltning, som fortfarande är under utveckling. Metodikens stöd för det operativa arbetet, i synnerhet ändringshanteringen, är inte tillräcklig. Förvaltningsledare har hittills skapat sina egna processer kring hur ändringshan-teringen ska gå till och de finns inte dokumenterade, utan existerar som enskild kunskap. Detta leder till att systemförvaltningen blir personbunden och konsekvensen blir bland annat att det är resurskrävande att byta ut personen i förvaltningen samt att det tar längre tid vid överlämning av förvaltningen till ny person. Vi genomförde semistrukturerade intervjuer med nio systemförvaltare och förvaltningsledare för att kunna beskriva deras arbetssätt i nuläget. Till hjälp i beskrivningen av arbetssättet använde vi handlingsgrafer enligt metoden FA/SIM. Med handlingsgraferna kunde vi jämföra de olika arbetssätten. Vid jämförelsen kunde vi se att det fanns ett antal handlingar som är återkommande i de flesta nulägesbeskrivningarna. Vi analyserade dessa handlingar med hjälp av affärsaktsteorin för att få svar på om ändringshanteringen är affärstydlig. Vi kunde se att förvaltningsledarna saknar ett bra stöd för vilken information som bör komma in med varje förändringsbehov. Detta leder till att förvaltningsledaren känner en osäkerhet i om den prioriterat rätt och kan leda till att han/hon hamnar i ett underläge i en eventuell förhandling med leverantören. I acceptanstestningen märkte vi att den inte utförs på ett strukturerat sätt samt att det finns en tendens till att förvaltningsledaren i vissa fall förlitar sig på den testning leverantören utför. Den ändringshanteringsprocess vi utvecklat är en grund till ett gemensamt arbetssätt, men en viss fördjupning av detaljnivån i processen måste ske mot varje förvaltningsobjekt. Vi menar att för att säkerställa att rätt och jämförbar information om de olika förändringsbehoven kommer in behöver förvaltningsledaren arbeta fram någon form av frågemall. Genom att genomföra en nyt-tovärdering enligt PENG-modellen tror vi att förvaltningsledaren hittar de frågor som han/hon behöver ha svar på i prioriteringsfasen och som bör ingå i frågemallen. Acceptanstestningen bör ske på ett strukturerat sätt och vi föreslår att förvaltningsledaren arbetar fram ett testprotokoll för sitt förvaltningsobjekt samt identifierar några för verksamheten kritiska funktionaliteter som också bör ingå i testprotokollet.

GIS-portal - Utredning och design av GIS-portal ochingående tjänst åt Vägverket

Denna rapport presenterar ett examensarbete på D-nivå där uppdragsgivaren har varit WM-data Consulting och kunden Vägverket Produktion.Vägverket har ett antal olika applikationer för geografisk information som ligger utspridda på företagets hemsida . För att samla alla applikationer på ett och samma ställe fick vi i uppdrag att göra en grundläggande utredning av en GIS-portal. Denna portal ska fungera som en enhetlig ingång där kartdata samkörs och visualiseras. Ytterligare en del i uppdraget var att utreda vad som borde förändras och förbättras i den redan existerande tjänsten Beläggning på vägarna. Denna tjänst kommer att fungera som en testapplikation för GIS-portalen.Målen med examensarbetet var att utreda vilka krav som finns på en GIS-portal och applikationen Beläggning på vägarna samt att beskriva de önskemål som finns på dessa. Ett designförslag och en funktionsbeskrivning arbetades fram för både tjänsten Beläggning på vägarna och för GIS-portalen. Utredningen kommer att ligga till grund för utveckling av en GIS-portal samt fortsatt utveckling och förbättringar av tjänsten Beläggning på vägarna.För att komma fram till ett resultat har vi använt oss av ett antal teorier om IT-tjänster, systemarkitektur och användbarhet. Förutom dessa teorier har även de intervjuer som utförts spelat en stor roll för vårt arbete. Vi har lagt en bra grund för Vägverket att fortsätta arbetet med utveckling av en GIS-portal och tjänsten Beläggning på vägarna.

24-timmars myndigheten, säkerhet, design och definition

Via Internet kan vi sköta många av våra dagliga rutiner. Vi kan handla, betala räkningar, beställa biljetter till diverse evenemang, resor med mera. Även den offentliga sektorn erbjuder alltfler av sina tjänster elektroniskt. Det största hindret för utvecklingen av elektroniska tjänster är den höga säkerhet som måste ställas på exempelvis identifiering och signering. För denna säkerhet kan med fördel PKI, Public Key Infrastructure, användas. Det är en säkerhetsmetod som innebär att man använder privata och publika nycklar. PKI-tekniken skyddar bra mot avlyssning eftersom identifieringen bygger på att ett slumptal krypteras, och att resultatet därför ser olika ut från gång till gång.Socialtjänsten på Borlänge Kommun har påbörjat utvecklingen av en elektronisk tjänst som kommer att innebära att personer som beviljats ekonomiskt bistånd, ska kunna förnya sin ansökan via Internet. Personen i fråga ska även kunna se de uppgifter som Socialtjänsten har ifrån övriga inblandade myndigheter, samt vika utbetalningar som Socialtjänsten gjort och ska göra till personen. I och med detta exjobb kan Borlänge Kommun visa upp en prototyp som fungerar i stort sett som de vill att den skarpa tjänsten ska göraSverige är en av pionjärerna i världen att öppna förvaltningen på Internet, och Borlänge kommun har som en av de första kommunerna i Sverige startat utvecklingen av en tjänst i enlighet med "24-timmars myndigheten".

Kan egenvårdsutbildning ge kunskaper som leder till ökad livskvalitet och att fler patienter slutar röka? : En jämförelse av två olika omhändertagandenav KOL patienter i primärvården.En kvasiexperimentell studie

Syftet med studien var att jämföra livskvalitet, kunskap om KOL och antal patienter som inlett ett rökstopp där en grupp erhöll standard vård och en annan grupp förutom standard vård även fick ett strukturerat omhändertagande på en distriktssköterskeledd KOL- mottagning med undervisning i egenvård.Studien genomfördes med kvasiexperimentell design. Urvalet var 52 patienter från primärvården med diagnosen KOL. Patienterna matchades utifrån kön, sjukdomens svårighetsgrad och slumpades sen till två grupper, en interventionsgrupp och en jämförandegrupp. Jämförandegruppen erhöll standardvård medan interventionsgruppen utöver standardvård erhöll två utbildningsbesök i egenvård hos astma KOL-sjuksköterskan på en vårdcentral i mellansverige.Som datainsamlingsmetod har två enkäter använts. En enkät som innehöll frågor om kön, ålder, civilstånd, utbildning, upplevd kunskap om KOL och rökstatus samt en enkät som hade till syfte att ge information om hur andningsbesvären påverkar patientens livskvalitet. Båda grupperna har svarat på enkäterna vid två tillfällen, vid det första besöket och vid det sista besöket efter tre månader. Interventionsgruppen har däremellan fått två utbildningsbesök.Resultaten visade statistiskt säkerställda skillnader mellan grupperna gällande livskvalitet, rökstopp och kunskaper om KOL. Interventionsgruppen hade fått minskade andningsbesvär, hade ökat sin fysiska aktivitet och fått en bättre psykosocial hälsa. Medan jämförande gruppen hade försämrats något i alla dessa avseenden. I interventionsgruppen hade sex av sexton rökande patienter slutat att röka, medan ingen hade slutat av de fjorton rökande patienterna i jämförandegruppen. Patienterna i interventions- gruppen hade också väsentligen större kunskaper om sin sjukdom jämfört med patienterna i jämförandegruppen.