Monitoramento em tempo real de processos fermentativos por espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS)

A chemical process optimization and control is strongly correlated with the quantity of information can be obtained from the system. In biotechnological processes, where the transforming agent is a cell, many variables can interfere in the process, leading to changes in the microorganism metabolism and affecting the quantity and quality of final product. Therefore, the continuously monitoring of the variables that interfere in the bioprocess, is crucial to be able to act on certain variables of the system, keeping it under desirable operational conditions and control. In general, during a fermentation process, the analysis of important parameters such as substrate, product and cells concentration, is done off-line, requiring sampling, pretreatment and analytical procedures. Therefore, this steps require a significant run time and the use of high purity chemical reagents to be done. In order to implement a real time monitoring system for a benchtop bioreactor, these study was conducted in two steps: (i) The development of a software that presents a communication interface between bioreactor and computer based on data acquisition and process variables data recording, that are pH, temperature, dissolved oxygen, level, foam level, agitation frequency and the input setpoints of the operational parameters of the bioreactor control unit; (ii) The development of an analytical method using near-infrared spectroscopy (NIRS) in order to enable substrate, products and cells concentration monitoring during a fermentation process for ethanol production using the yeast Saccharomyces cerevisiae. Three fermentation runs were conducted (F1, F2 and F3) that were monitored by NIRS and subsequent sampling for analytical characterization. The data obtained were used for calibration and validation, where pre-treatments combined or not with smoothing filters were applied to spectrum data. The most satisfactory results were obtained when the calibration models were constructed from real samples of culture medium removed from the fermentation assays F1, F2 and F3, showing that the analytical method based on NIRS can be used as a fast and effective method to quantify cells, substrate and products concentration what enables the implementation of insitu real time monitoring of fermentation processes

Análise de fluxos metabólicos para otimização da síntese do antibiótico cosmomicina por Streptomyces olindensis ICB20

Metabolic flux analysis (MFA) is a powerful tool for analyzing cellular metabolism. In order to control the growth conditions of a specific organism, it is important to have a complete understanding of its MFA. This would allowed us to improve the processes for obtaining products of interest to human and also to understand how to manipulate the genome of a cell, allowing optimization process for genetic engineering. Streptomyces olindensis ICB20 is a promising producer of the antibiotic cosmomycin, a powerful antitumor drug. Several Brazilian researchers groups have been developing studies in order to optimize cosmomycin production in bioreactors. However, to the best of our knowledge, nothing has been done on metabolic fluxes analysis field. Therefore, the aim of this work is to identify several factors that can affect the metabolism of Streptomyces olindensis ICB20, through the metabolic flux analysis. As a result, the production of the secondary metabolite, cosmomycin, can be increased. To achieve this goal, a metabolic model was developed which simulates a distribution of internal cellular fluxes based on the knowledge of metabolic pathways, its interconnections, as well as the constraints of microorganism under study. The validity of the proposed model was verified by comparing the computational data obtained by the model with the experimental data obtained from the literature. Based on the analysis of intracellular fluxes, obtained by the model, an optimal culture medium was proposed. In addition, some key points of the metabolism of Streptomyces olindensis were identified, aiming to direct its metabolism to a greater cosmomycin production. In this sense it was found that by increasing the concentration of yeast extract, the culture medium could be optimized. Furthermore, the inhibition of the biosynthesis of fatty acids was found to be a interesting strategy for genetic manipulation. Based on the metabolic model, one of the optimized medium conditions was experimentally tested in order to demonstrate in vitro what was obtained in silico. It was found that by increasing the concentration of yeast extract in the culture medium would induce to an increase of the cosmomycin production

Absorção e translocação de fósforo em dois cultivares de mamoneira (Ricinus communis L.), 'Campinas' e 'Guarani', com uso de 32p

Com o objetivo de estudar a absorção e translocação do fósforo na cultura da mamoneira, instalou-se um ensaio em vasos com os cultivares 'Campinas' e 'Guarani' e empregou-se o fósforo radioativo (32p) como traçador. Os quatro tratamentos constaram da aplicação ao solo de 65 ppm de P contendo 32p, quando as plantas apresentavam seis, nove, doze e quatorze folhas, respectivamente e cortadas com nove, doze e quatorze folhas e as do quarto tratamento após 21 días da aplicação do fertilizante marcado. Através dos dados obtidos, pode-se concluir que, neste solo com baixo teor de fósforo, a aplicação deste elemento, na época da emissão de ínflorescências primárias, não influi no desenvolvimento das inflorescências, uma vez que se formam as expensas de fósforo previamente acumulado no pecíolo e no limbo, e que para lá se desloca a fim de participar do metabolismo de formação e desenvolvimento. em outros termos, o fósforo, quando aplicado tardiamente, não incrementará a produção dos cachos primários e, consequentemente, não pode esperar que o potencial máximo do cultivar seja atingido, pois os cachos primários representam, no mínimo, 30% da produção total da mamoneira.

Os reservatórios eutrofizados da região tropical semiárida atuam como emissores ou como sequestradores de dióxido de carbono?

The aquatic ecosystems can play a role as carbon-dioxide-source or carbon-dioxide-sink systems due to the high predominance of heterotrophic or autotrophic metabolism. The primary production can strongly affect the carbon balance (CO2) through the consumption of carbon dioxide in the photosynthesis, especially in eutrophic environment, acting as a carbon sink. The present study tested the hypothesis that the eutrophic reservoirs in tropical semi-arid region are carbon dioxide-sink systems due to the high primary productivity presented in these systems. Five Brazilian reservoirs from the semi-arid in the northeast region were monitored monthly during four years (2010 to 2013) with a prolonged drought event identified during the study. The results showed an increasing level of eutrophication over the period of prolonged drought, with the predominance of autotrophy. Significant negative correlations were observed between the partial pressure of CO2 (pCO2) (p<0,001) and chlorophyll-a in the Boqueirão, Passagem das Traíras, Dourado and Gargalheiras reservoirs, showing a pattern of the carbon dioxide-sink systems. However, this pattern was not found in Cruzeta reservoir. In summary, in the tropical semi-arid region, hydrological and morphometric variables can lead to different behaviors of the water-supply reservoirs on the carbon metabolism. The eutrophic reservoirs evaluated showed a negative relationship between pCO2 and Chl-a, which suggests that these water bodies show an autotrophic metabolism and behave as carbon dioxide- sink systems

Respostas lactacidêmicas de ratos ao treinamento intermitente de alta intensidade

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Comportamento da produção de espécies reativas de oxigênio em miocárdio de ratos submetidos a treinamento de baixa intensidade em diferentes temperaturas

INTRODUÇÃO: A prática de exercício físico proporciona aumento da produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) resultantes do metabolismo aeróbio e, gera uma quantidade significativa de calor, em conseqüência da produção de energia, resultando em sobrecarga orgânica. A associação entre ERO e exercício, e entre exercício e variações da temperatura ambiente têm sido estudadas, contudo, há escassez de informações que considere a associação entre produção de radicais livres no miocárdio e atividade física em temperatura elevada. OBJETIVO: Comparar a produção de ERO em miocárdio de ratos submetidos ao treinamento de baixa intensidade em diferentes temperaturas. MÉTODOS: Foram utilizados 20 ratos Wistar, machos, jovens, peso (250 a 280g), divididos em quatro grupos: G1 (n = 5) expostos ao treinamento e calor (39º ± 1C); G2 (n = 5) expostos somente ao calor durante o mesmo período de G1, sem treinamento; G3 (n = 5) expostos ao treinamento em temperatura ambiente (22º ± 1C); G4 (n = 5) expostos à temperatura ambiente sem treinamento. O treinamento foi realizado em esteira rolante climatizada por cinco semanas, evoluindo 5 minutos a cada duas sessões finalizando em 60 minutos em baixa intensidade 8m/min. O ambiente foi controlado entre 39 ± 1ºC e 22 ± 1ºC e entre 40 e 60 % de umidade relativa. A lipoperoxidação foi avaliada por Quimiluminescência (QL). A análise dos dados foi realizada a partir do teste Two Way ANOVA para análise da QL e t de student para a Capacidade Antioxidante Total (TRAP). RESULTADOS: A análise da QL revelou uma curva de emissão de luz significantemente mais baixa para o grupo exposto ao exercício em normotermia comparado aos sedentários mantidos no calor. A análise da TRAP mostrou diminuição em todos os grupos experimentais em relação ao G4. CONCLUSÃO: Concluiu-se que houve níveis menores de produção de ERO nos grupos submetidos somente ao calor ou somente ao exercício.

Determinação do perfil dos usuários e da composição química e nutricional da alimentação oferecida no restaurante universitário da Universidade Estadual Paulista, Araraquara, Brasil

Este estudo teve como objetivos determinar o perfil e o estado nutricional da clientela e a composição química e nutricional das refeições oferecidas no restaurante universitário da Universidade Estadual Paulista de Araraquara, Brasil. Realizou-se a determinação química do teor de proteínas, lipídios, carboidratos, fibra, cinzas e umidade de amostras das refeições fornecidas. A amostra populacional foi constituída de 403 usuários (212 mulheres e 191 homens). em relação ao perfil do usuário, constatou-se que 82,60% encontravam-se na faixa etária de 18 a 25 anos e 75,44% dos indivíduos apresentaram índice de massa corporal dentro da faixa de normalidade. em média, as refeições continham 4,74% de proteínas, 10,84% de lipídeos, 24,32% de carboidratos, 3,30% de fibras, 1,00% de cinzas e 55,00% de umidade. Os dados mostraram que as refeições do restaurante universitário continham excesso de proteínas e de energia e que se faz necessário realizar ajustes na sua composição para adequá-la ao perfil da clientela atendida.

Zinco plasmático e estado nutricional em idosos

OBJETIVO: Neste estudo foi avaliado o zinco plasmático associado ao estado nutricional de 80 indivíduos idosos saudáveis, atendidos no Centro de Reabilitação da Prefeitura Municipal de Araraquara, SP, entre 1998 e 1999. MÉTODOS: Os participantes foram entrevistados para obtenção dos dados de ingestão de alimentos e, a partir desses dados, foram estimados o consumo de macronutrientes e de zinco dietético. A concentração do zinco plasmático foi dosada por Espectroscopia de Emissão Atômica com Plasma de Argônio Induzido. Para a avaliação nutricional foram tomadas as medidas do peso corporal, altura, circunferência do braço e prega cutânea triciptal. RESULTADOS: A alimentação das mulheres foi adequada em proteínas e lipídios, mas insuficiente em carboidratos e energia. Os homens apresentaram ingestão suficiente de energia, mas com excesso de lípides associado à insuficiência de carboidratos. A ingestão média de zinco, pelas mulheres (10,8±4,1mg/d) e pelos homens (19,7±7,2mg/d), estava de acordo com a recomendação. As concentrações plasmáticas de zinco nas mulheres (7,2±3,5µmol/L) e nos homens (6,5±3,8µmol/L) estavam abaixo das referências para a idade, e não foram correlacionadas com o zinco alimentar. Foi detectada correlação significante e positiva entre o zinco plasmático e a ingestão de proteína; entretanto, essa correlação se apresentou negativa com a idade. CONCLUSÕES: A redução da biodisponibilidade do zinco dietético pode ter sido devida ao consumo elevado de leguminosas e ao consumo reduzido de carnes que, associados à ingestão energética insuficiente das mulheres, tiveram repercussões nas concentrações plasmáticas daquele nutriente. É necessária a atenção nutricional voltada aos idosos, visando melhorar a biodisponibilidade do zinco alimentar, e para prevenir ou corrigir sua deficiência por meio de suplementação.

Análise comparativa dos genes de reparo do DNA em Gluconacetobacter diazotrophicus e Gluconobacter oxydans

Gluconacetobacter diazotrophicus é uma alfa-proteobactéria Gram-negativa, tolerante a meios ácidos, fixadora de nitrogênio atmosférico e foi a primeira bactéria diazotrófica endofítica isolada da cana-de-açúcar. Por sua vez, Gluconobacter oxydans, também alfa-proteobactéria Gram-negativa, possui a capacidade de oxidar incompletamente alcoóis e carboidratos. Ambas de interesse biotecnológico e industrial, essas bactérias tiveram seus genomas seqüenciados completamente em 2007. Desta forma, foi de interesse desse trabalho analisar e comparar os genes de reparo do DNA devido sua importância na manutenção da integridade genômica. Sendo assim, as vias de reparo presentes nos dois organismos foram identificadas, utilizando como base uma terceira alfa-proteobactéria, a Caulobacter crescentus, cujos genes de reparo foram descritos por um trabalho anterior e também os genes bem estabelecidos para o reparo do DNA em Escherichia coli. Para esse estudo, um banco de dados contendo ortólogos para os genes de reparo de DNA encontrados nos organismos foi criado e análises comparativas por similaridade usando o pacote Blast e o software Clustal foram feitas. Este estudo demonstrou que as principais vias de reparo ao DNA reparos por excisão, reparo direto, reparo recombinacional e reparo pelo sistema SOS estão presentes nos organismos analisados, demonstrando, na maioria das vezes, boa similaridade com E. coli. Interessantemente, foram encontradas duplicações gênicas nos quais uma das cópias estava presente no cromossomo e a outra, no plasmídeo, como no caso de UvrD, DnaE e Ssb, possivelmente caracterizando eventos de transferência lateral. Por fim, uma grande novidade foi a identificação de ortólogos para RecB em G. diazotrophicus e G. oxydans e de ortólogos duplicados de RecD em G. diazotrophicus. Até o momento, não havia sido relatada a presença de membros da via de iniciação RecBCD do reparo recombinacional em alfaproteobactérias

Análise das mudanças no perfil protéico durante o estresse oxidativo in vivo e atuação da MutY-Glicosilase em respostas celulares

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Prospecção e caracterização de genes associados ao processo de indução floral em cana-de-açúcar

The northeastern region is responsible to 14.32% of sugarcane national production. This lowered contribution is due to edaphoclimatic condition. Flowering is a vital process to plant which consumes lots of energy and it culminates in a process called isoporization. This one can give in a decreasing of 60% on alcohol and water production. It may consider that cropped sugarcane has a hibrid with octaploid genome, there are varieties with a flowering standard until of non flowering. Using this natural genetic potential on different croppings of sugarcane, the aim of this work was to understand as this process occurs by the usage of subtractive approaches. The total RNA was extracted using Trizol of peaks of merisematics of croppings with induced flowering and other with late flowering. From this total RNA were built four subtractives libraries (B1- induced early flowering subtracted on late flowering not induced; B2- late flowering not induced subtracted induced early flowering; B3- induced early flowering subtracted of not induced early flowering; B02- not induced early flowering subtracted from induced early flowering) using kits Super Smart cDNA synthesis and BD Clontech kit select cDNA subtraction (Clontech). This material was clone don vector pGEM T-easy(Promega) and changed in competent cells of E.coli DH10B. Given analysis sequence was carried out a program BLASTn against database of NCBI and genome of Arabidopsis thaliana, rice and maize. Clones were grouped in 9 different classes according to function. Some factors already related as couples of flower induction were identified at different libraries. And grouped proteins with cell cycle and it controls were presents, mainly kinases proteins. Related factors to proteic sinthesis, metabolism, defence, cell communication were also given in both libraries .Some identified genes did not show similarity on database or homology with hypothesis function, and it can represents new genes to be deposited in international database. These results offers that some identified on sugarcane, classified as on factors classes, cell cycle and cell communication, trough unknown genes, can be linked with genetic changing to the flowering process found in the northeastern region

Expressão imuno-hitoquímica das proteínas RANK, RANKL e OPG em cistos radiculares e cistos dentígeros

Receptor ativador nuclear κappa B (RANK), ligante do receptor ativador nuclear κappa B (RANKL) e osteoprotegerina (OPG) são membros da família do fator de necrose tumoral relacionados com o metabolismo ósseo. A formação, diferenciação e atividade dos osteoclastos são reguladas por estas três proteínas. RANK é um receptor transmembrana presente em diversos tipos celulares, principalmente em células de linhagem macrofágica, linfócitos, células dendríticas e fibroblastos e quando ativado pelo seu ligante, RANKL, promove a diferenciação e ativação de células osteoclásticas responsáveis pelo processo de reabsorção óssea. A OPG impede a ligação RANK/RANKL atuando como um receptor inibitório para a atividade osteolítica. O objetivo deste estudo foi comparar a expressão imuno-histoquímica destes biomarcadores em cistos radiculares (n=20) e cistos dentígeros (n=20). A expressão imuno-histoquímica destes marcadores foi avaliada no epitélio e na cápsula dos cistos por escores e percentuais médios de imunomarcação. Para o epitélio, a análise semi-quantitativa revelou um padrão similar dos escores de imunomarcação de RANK, RANKL e OPG nas lesões, não havendo diferença estatística significante (p=0.589, p=0.688, p=0.709, respectivamente). Para a cápsula cística a análise quantitativa, mostrou diferença estatística significante entre os percentuais médios de imunomarcação do RANK e RANKL (p=0,001 e p=0,005, respectivamente) nos cistos. A correlação dos escores de imunomarcação de RANKL e OPG no epitélio do CR e do CD revelou diferença estatística significante (p=0,029, p=0,003, respectivamente). No epitélio dos CRs e dos CDs observou-se uma maior imunoexpressão da OPG comparada a do RANKL. Os resultados apontam a presença de RANK, RANKL e OPG nos cistos radiculares e cistos dentígeros, sugerindo a atuação destas proteínas no desenvolvimento e expansão das lesões no osso adjacente

Expressão imuno-histoquimica da cicloxigenase-2 e p53 em cancinoma epidermóide oral

Squamous cell carcinoma is the most common malignant neoplasm in the oral cavity, accounting for more than 90% of all malignancies in this location. Cyclooxygenases (COX s) are key enzymes on arachidonic acid metabolism and prostaglandin synthesis, being expressed basically in two forms: the constitutive (COX-1) and the inducible (COX-2). Increased levels on the expression of COX-2 have been implicated in the pathogenesis tumor progression of various forms of human cancer, including oral squamous cell carcinoma, some of what suggesting a possible interaction between COX-2 and the protein expressed by the tumor suppressor gene p53, mutated in more than 50% of all human cancers. The mean of the present research consisted in analyze the correlation between the expression of COX-2 and p53, at the protein level, as well as evaluate the difference on the expression of these two proteins with the histological grading of malignancy. 34 cases of oral squamous cell carcinoma were selected and graded according to the histological grading system proposed by Bryne (1998) and the labeling indexes (LI s) for COX-2 and p53 evaluated using immunohistochemistry method. The results revealed that COX-2 was expressed in increased levels in most of the specimens, although there was no statistic significant correlation between LI s from COX-2 and p53 (p>0.05), and there were no statistical differences on the expression of these proteins between tumors of high and low grade of malignancy (p>0.05). Interestingly, the expression of COX-2 and p53 was detected in fragments of dysplastic oral epithelium adjacent to tumor areas, on basal and suprabasal layers. The absence of statistical correlation between the expression of COX-2 and p53 proteins do not rule ot the existence of a relation between them, were it may reflect the diversity of regulatory pathways between both, different direct and indirect inhibitory effects of COX-2 over p53, as well as the wide range of activation macheenisms for COX-2 and mutational status of the p53 gene Another conclusion point that the increased expression of COX-2 observed in oral squamous cell carcinomas suggest a role for this protein in the processes of pathogenesis and tumoral evolution of this malignant neoplasm

Substituição do milho e farelo de algodão pelo milheto no concentrado da dieta de novilhos em confinamento

Objetivou-se identificar possíveis efeitos da substituição do milho e do farelo de algodão por milheto na digestibilidade dos nutrientes da dieta e no desempenho de bovinos em confinamento. As dietas, com relação volumoso:concentrado 65:35, foram compostas de silagens de milho e milheto como volumoso (50:50, com base na matéria natural) e cinco níveis de milheto em substituição ao milho e ao farelo de algodão (0; 23; 49; 80 e 96% da matéria natural) no concentrado. O delineamento de blocos ao acaso foi adotado em ambos os experimentos. Utilizaram-se cinco repetições no estudo de desempenho e quatro na avaliação do consumo e da digestibilidade in vivo. O consumo de matéria seca (MS) expresso em porcentagem do peso vivo (PV) e g/kgPV0,75, diminuiu linearmente com a introdução de milheto na dieta, registrando-se 2,91% e 108,5 g e, 2,5% e 92,53 g para dietas exclusivas de milho e milheto, respectivamente. As digestibilidades de MS, proteína bruta e carboidratos totais não foram afetadas, enquanto a digestibilidade do extrato etéreo diminuiu e a de fibra aumentou linearmente sem afetar os teores de nutrientes digestíveis totais. O ganho de peso vivo diário, o consumo de MS e a conversão alimentar também não foram afetados pela adição de milheto, portanto, é possível substituir o milho e o farelo de algodão por milheto em rações para bovinos em confinamento.

Análises bromatológicas e fitoquímicas de frutos de Licania tomentosa (Benth) FRITSCH

This study conducted chemical analyzes of the fruits of Licania tomentosa Benth belonging to the Chrysobalanaceae family, order and superorder Rosiflorae Rosales. Samples were collected in February 2011 in the city of Natal - RN. The fruits were separated into peel, pulp and seed, and the samples were analyzed on moisture and ash by thermogravimetric methods, reducing and total sugars, lipids by Soxhlet extraction, minerals by ICP / OES and other analyzes by physical measurements of the fruit. The fruits for the analysis of determination of flavonoids and phenolic compounds were dried at 40 ° C and ground. For the analyzes to determine the content of phenolics and flavonols was used spectroscopy in the visible region, and also performed the characterization of ethanol extracts by high performance liquid chromatography and test for antioxidant activity hydroethanolic extracts. The results obtained are about 83.9% of the fruits have a length between 4.0 to 6.0 cm with respect to the diameter of the fruit about 97.4% of the fruits have a diameter between 2.0 - 4, 0 cm, mean weight of 36.14 g (7.86), the bark showed 60.5 (1.5)% relative humidity, the flesh 72.3 (0.9) and 44.4 seeds (0.4 )%, the bark showed 0.22 (0.00)% ash, the pulp 1.41 (0.01)% and the seed 1.18 (0.01)%, the bark showed 3.73 (0, 09) mg lipids / 100 g sample of the pulp 0.40 (0.04) and the seed 0.05 (0.00). With respect to reducing sugars and total gave the results, 16.23 (0.23) g/100g and 20.70 (0.24) g/100g. The fruit is presented with a good source of nutrients especially carbohydrates and lipids. The analysis for determining the antioxidant activity tests were performed reducing power and antioxidant capacity, the antioxidant capacity of hydroethanolic extracts of peel and pulp showed similar results, with higher concentrations however hydroethanolic bark extract. Regarding the content of phenolics and flavonoids hidroetanílico bark extract showed higher concentration values. The characterization of the extracts by high performance liquid chromatography identified the following compounds by retention time indicated by the race of the standards: galic acid, kaempferol and kaempferol derivatives. Considering the results of the fruit Licania tomentosa Benth may be an alternative food by analysis of their nutritional content and has substances with antioxidant action