In silico constraint-based strain optimization methods: the quest for optimal cell factories

Shifting from chemical to biotechnological processes is one of the cornerstones of 21st century industry. The production of a great range of chemicals via biotechnological means is a key challenge on the way toward a bio-based economy. However, this shift is occurring at a pace slower than initially expected. The development of efficient cell factories that allow for competitive production yields is of paramount importance for this leap to happen. Constraint-based models of metabolism, together with in silico strain design algorithms, promise to reveal insights into the best genetic design strategies, a step further toward achieving that goal. In this work, a thorough analysis of the main in silico constraint-based strain design strategies and algorithms is presented, their application in real-world case studies is analyzed, and a path for the future is discussed.

Efeito do óleo essencial de pimenta longa (Piper hispidinervum C. DC) e do emulsificante Tween® 80 sobre o crescimento micelial de Alternaria alternata (Fungi: Hyphomycetes)

Este trabalho objetivou avaliar o efeito do óleo essencial de folhas de pimenta longa (Piper hispidinervum C. DC), sobre o crescimento micelial de Alternaria alternata e a análise da influência da concentração do emulsificante Tween® 80 no controle deste fitopatógeno. O óleo essencial foi obtido pela técnica "arraste a vapor d'água", utilizando-se aparelho de Clevenger modificado, e posteriormente submetido, à análise por cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrômetro de massas CG-EM a CG. Para os ensaios biológicos, o método foi o bioanalítico in vitro observando-se o crescimento ou inibição do micélio de A. alternata no meio de cultura BDA na presença de diferentes concentrações do óleo essencial (0, 100, 250, 500 e 1000 mgL-1 ) sob diferentes concentrações de Tween® 80. Adotou-se esquema fatorial com quatro repetições, em delineamento inteiramente casualizado (DIC). Observou-se que o óleo essencial de pimenta longa apresentou inibição sobre o crescimento micelial do fungo A. alternataem todas as concentrações analisadas, sendo que na concentração de 1000 mgL-1 esta inibição foi de 100% , e a porcentagem de emulsificante (Tween® 80), influenciou na atividade fungitóxica das concentrações de 250 mgL -1 e 500 mgL -1 do óleo essencial.

Atividade inseticida do óleo essencial de pimenta longa (Piper hispidinervum C. DC.) sobre lagarta-do-cartucho do milho Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae)

Os objetivos desta pesquisa foram a obtenção e caracterização do óleo essencial de folhas de pimenta longa Piper hispidinervum, e avaliação de seu efeito no comportamento e/ou mortalidade da lagarta-do-cartucho do milho Spodoptera frugiperda. O óleo essencial foi obtido pela técnica "arraste a vapor d'água", utilizando-se de um aparelho de Clevenger modificado, e posteriormente submetido, à análise por CG-EM e CG. Foram realizados testes de ingestão e contato tópico em lagartas de 1º e 3º ínstar. Os resultados constataram que o óleo essencial de pimenta-longa possui atividade inseticida sobre S. frugiperda, causando redução alimentar e mortalidade, sendo o safrol (82%) seu constituinte majoritário. Verificou-se mortalidade no teste de ingestão em lagartas de 1º ínstar com CL50 = 16,2 mg/mL e para lagartas de 3º ínstar a CL50 = 9,4 mg/mL com redução alimentar CD50 = 0,72 mg/mL; e de toxicidade aguda no teste de contato tópico com DL50 = 277,91 μg/lagarta, após o intervalo de tempo de 96 horas, sendo também observados sintomas de neurotoxicidade, como o efeito knock-down.

Efeitos potencialmente alelopáticos dos óleos essenciais de Piper hispidinervium C. DC. e Pogostemon heyneanus Benth sobre plantas daninhas

Este trabalho teve por objetivo caracterizar a atividade potencialmente alelopática de óleos essenciais de pimenta longa (Piper hispidinervium C. DC.) e oriza (Pogostemon heyneanus Benth) e analisar, comparativamente, seus efeitos alelopáticos. Óleos essenciais obtidos foram preparados em concentrações de 0,25, 0,5 e 1,0%, tendo como eluente o éter metílico, e testados sobre a germinação de sementes, desenvolvimento da radícula e do hipocótilo das plantas daninhas de área de pastagens cultivadas, malícia (Mimosa pudica) e mata-pasto (Senna obtusifolia). Os óleos das duas espécies evidenciaram atividade alelopática em intensidades que variaram em função da concentração do óleo, da espécie doadora, da planta receptora e do fator da planta analisado. A germinação das sementes foi o fator mais intensamente inibido pelos óleos. As intensidades das inibições estiveram positivamente associadas à concentração, com inibições máximas verificadas a 1,0%. Malícia foi à espécie receptora mais sensível aos efeitos do óleo. Comparativamente, o óleo essencial da pimenta longa revelou maior potencial para inibir a germinação e o desenvolvimento das duas plantas receptoras, notadamente em relação à germinação de sementes, quando as diferenças foram mais marcantes. Os resultados foram atribuídos à composição química dos óleos, especialmente em relação à presença de monoterpenos, monoterpenos oxigenados e sesquiterpenos.

Isomerização do óleo essencial de pimenta-longa (Piper hispidinervium C. DC) para a obtenção de isosafrol

As piperáceas brasileiras apresentam propriedades para serem utilizadas, entre outras aplicações, como inseticidas e antifúngicos. Dentre as piperáceas, pode-se citar a Piper hispidinervum C. DC. De suas folhas e dos talos finos extrai-se um óleo essencial rico em safrol, que é utilizado pela indústria como matéria-prima na manufatura, por exemplo, do piperonal. A sequência natural do processo para a obtenção do piperonal é o de submeter o safrol obtido da concentração do óleo essencial à isomerização para seu correspondente isômero estável chamado isosafrol. Apresenta-se neste artigo, por sua vez, a síntese do isosafrol diretamente do óleo essencial de pimenta-longa (Piper hispidinervium C. DC). Este óleo essencial apresenta o safrol como constituinte majoritário, possibilitando a sua isomerização para a produção de isosafrol, que é empregado nas indústrias farmacêuticas e de fragrâncias. O objetivo deste trabalho é o de apresentar a obtenção do isosafrol sem a necessidade da etapa de separação do safrol do óleo essencial de pimenta-longa. Para tanto, foram realizados ensaios de isomerização do óleo essencial, obtendo-se uma solução contendo 79,4 % da mistura cis, trans-isosafrol. Ressalte-se que o óleo essencial continha 86,4 % de safrol, resultando em alto rendimento na sua conversão a cis, trans-isosafrol de 97,1 %.

Análise termogravimétrica do óleo essencial de pimenta longa (Piper hispidinervium C. DC)

A pimenta longa (Piper hispidinervium C. DC.) é um arbusto originário da região amazônica, cujo óleo essencial é rico em safrol. O óleo essencial da pimenta longa é comercializado in natura, o que faz o processamento para a obtenção do safrol elemento fundamental de investigação científica e tecnológica. Uma importante etapa para a obtenção do safrol é a definição da estratégia da sua separação do óleo essencial a partir, por exemplo, da destilação. Neste caso, torna-se essencial o conhecimento de parâmetros termodinâmicos, tais como energia de ativação e calor latente de vaporização. Neste trabalho é utilizada a técnica termogravimétrica para a obtenção dos valores da energia de ativação e calor latente de vaporização do óleo essencial de P. hispidinervium. O processo de evaporação do óleo essencial obedece à cinética de ordem zero, resultando para a energia de ativação e calor latente de vaporização os valores 42,11 kJ.mol-1 e 43,73 kJ.mol-1, respectivamente.

Estudo da adaptação da espécie Piper hispidinervum C. DC. (pimenta longa) à região do Vale do Itajaí - SC, através da composição química do óleo essencial obtido por hidrodestilação por micro-ondas e convencional

Neste trabalho, a espécie Piper hispidinervum (pimenta longa), endêmica do estado do Acre, foi cultivada na região do Vale do Itajaí - SC, e sua adaptação foi avaliada em relação à composição química do óleo essencial obtido pelos processos de hidrodestilação convencional e por micro-ondas. O safrol foi identificado como o constituinte majoritário do óleo essencial desta espécie, o qual foi empregado como parâmetro de avaliação da capacidade de adaptação desta planta à região sul do Brasil, já que a proposta abrange avaliar a utilização desta espécie como fonte alternativa de safrol, em substituição a Canela Sassafrás (Ocotea odorifera), espécie muito explorada até a década de 90 nesta região. As amostras da planta foram obtidas de diferentes regiões do Acre e foram cultivadas na estação experimental da EPAGRI - Itajaí-SC. O óleo essencial das folhas forneceu um teor médio de safrol entre 76,6% e 89,9%. A análise por CG-DIC e CG-EM do óleo com maior concentração de safrol, apresentou os seguintes constituintes: safrol (89,93%), α-terpineno (0,35%), (E)-β-ocimeno (0,54%), terpinoleno (3,10%), valenceno (0,21%), (Z)-β-bisaboleno (1,70%) e guaiol (0,29%).

Síntese do piperonal a partir do óleo essencial de pimenta longa (Piper hispidinervium C. DC.)

O óleo essencial de pimenta longa (Piper hispidinervum C. DC) é rico em safrol, tornando-o suscetível à reação de isomerização para a obtenção de cis, trans-isosafrol. O presente artigo apresenta a etapa de eletroxidação dos isômeros cis, trans-isosafrol advindos da isomerização direta do óleo essencial de pimenta longa, apresentando 99,7% de conversão em isosafrol glicol, o qual é sujeito à oxidação com conversão de 99% em piperonal, este apresentando 84,9% de pureza.

Composição mineral e sintomas visuais de deficiências de nutrientes em plantas de pimenta-longa (Piper hispidinervum C. DC.)

A pimenta-longa (Piper hispidinervum C. DC.) é uma das principais fontes alternativas para a produção de safrol empregado como matéria prima na fabricação de inseticidas naturais e aromatizantes. O objetivo da pesquisa foi avaliar o efeito da omissão dos macronutrientes e micronutrientes, sobre a composição mineral de plantas de pimenta-longa, e caracterizar os sintomas de deficiências decorrentes dessa limitação, utilizando-se da técnica do elemento faltante. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, com quatro repetições e doze tratamentos, completo e omissão individual de N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn e Zn em delineamento inteiramente ao acaso. Os valores dos teores foliares nos tratamentos com omissão dos nutrientes foram inferiores àqueles obtidos no tratamento completo. As omissões individuais dos nutrientes promoveram alterações na composição mineral de macro e micronutrientes. Os teores de macronutrientes (g kg-1) e micronutrientes (mg kg-1) obtidos nas folhas sem (completo) e com sintomas de deficiências (omissões) foram, respectivamente: N = 18,32; P = 7,02; K = 22,17; Ca = 15,75; Mg = 8,25; S = 5,12; B = 42,25; Fe = 325,00; Mn = 100; Zn = 61,50, com deficiência: N = 8,98; P = 2,52; K = 8,57; Ca = 10,20; Mg = 1,85; S = 0,90; B = 15,50; Fe = 234,00; Mn = 55; Zn = 53.

Kinematic constraint equations

This chapter presents a general methodology for the formulation of the kinematic constraint equations at position, velocity and acceleration levels. Also a brief characterization of the different type of constraints is offered, namely the holonomic and nonholonomic constraints. The kinematic constraints described here are formulated using generalized coordinates. The chapter ends with a general approach to deal with the kinematic analysis of multibody systems.

Origen y evolución del magma granítico en el Batolito de Achala: Fundamentos petrológicos, geoquímicos y estructurales para la preconcentración uranífera en el área de Cañada del Puerto. Origin and evolution of the granitic magma in the Achala Batholith: petrological, geochemical and structural constraint for the uranium preconcentration in the Cañada del Puerto area.

El batolito de Achala es uno de los macizos graníticos más grandes de las Sierras Pampeanas, el cual se localiza en las Sierras Grandes de Córdoba. Si bien el batolito de Achala ha sido objeto de diversos estudios geológicos, principalmente debido a sus yacimientos de uranio, el mismo todavía no posee un inequívoco modelo petrogéntico. Tampoco existe, en la actualidad, un inequívoco modelo que explique la preconcentración de uranio en las rocas graníticas portadores de este elemento. Este Proyecto tiene como objetivo general realizar estudios petrológicos y geoquímicos en la región conocida como CAÑADA del PUERTO, un lugar estratégicamente definido debido a la abundancia de granitos equigranulares de grano fino y/o grano medio biotíticos, emplazados durante el desarrollo de cizallas magmáticas tardías, y que constituirían las rocas fuentes de uranio. El objetivo específico requiere estudios detallados de las diferentes facies del batolito de Achala en el área seleccionada, incluyendo investigaciones petrológicas, geoquímicas de roca total, geoquímica de isótopos radiactivos y química mineral, con el fin de definir un MODELO PETROGENÉTICO que permita explicar: (a) el origen del magma padre y el subsiguiente proceso de cristalización de las diferentes facies graníticas aflorantes en el área de estudio, (b) identificar el proceso principal que condujo a la PRECONCENTRACIÓN uranífera de los magmas graníticos canalizados en las cizallas magmáticas tardías. Ambos objetivos se complementan y no son compartimentos estancos, ya que el logro combinado de estos objetivos permitirá comprender de mejor manera el proceso geoquímico que gobernó la distribución y concentración del U. De esta manera, se intentará definir un MODELO de PRECONCENTRACIÓN URANÍFERA EXTRAPOLABLE a otras áreas graníticas enriquecidas en uranio, constituyendo una poderosa herramienta de investigación aplicada a la exploración uranífera. En particular, el conocimiento de los recursos uraníferos es parte de una estrategia nacional con vistas a triplicar antes del 2025 la disponibilidad energética actual, en cuyo caso, el uranio constituye la materia prima de las centrales nucleares que se están planificando y en construcción. Por otro lado, la Argentina adhirió al Protocolo de Kioto y, junto a los países adherentes, deben disminuir de manera progresiva el uso de combustibles fósiles (que producen gases de efecto invernadero), reemplazándola por otras fuentes de energía, entre ellas, la ENERGÍA NUCLEAR. Este Proyecto, si bien NO es un Proyecto de exploración y/o prospección minera, es totalmente consistente con la política energética nacional promocionada desde el Ministerio de Planificación Federal, Inversión Pública y Servicios (v. sitio WEB CNEA), que ha invertido, desde 2006, importantes sumas de dinero, en el marco del Programa de Reactivación de la Actividad Nuclear.Los estudios referidos serán conducidos por los Drs. Dahlquist (CONICET-UNC) y Zarco (CNEA) quienes integrarán sus experiencias desarrolladas en el campo de las Ciencias Básicas con aquel logrado en el campo de las Ciencias Aplicadas, respectivamente. Se pretende, por tanto, aplicar conocimientos académicos-científicos a un problema de geología con potencial significado económico-energético, vinculando las instituciones referidas, esto es, CONICET-UNC y CNEA, con el fin de contribuir a la actividad socioeconómica de la provincia de Córdoba en particular y de Argentina en general.Finalmente, convencidos de que el progreso de la Ciencia y el Desarrollo Tecnológico está íntimamente vinculada con la sólida Formación de Recursos Humanos se pretende que este Proyecto contribuya SIGNIFICATIVAMENTE a las investigaciones de Doctorado que iniciará la Geóloga Carina Bello, actual Becaria de la CNEA.

Moritzia DC. (Boraginaceae): a genus new to North America / Johnnie L. Gentry, Jr.

v.36:no.2(1972)

Entwicklung eines DC-DC Wandlers zur Bordnetzversorgung von Elektrofahrzeugen

Inhalt dieser Arbeit ist die Entwicklung, der Aufbau und der Test eines DC‐DC Wandlers zur Bordnetzversorgung von Elektrofahrzeugen. In Kapitel 1 werden die Beweggründe für diese Bachelorarbeit genannt und die Parameter des Wandlers näher bestimmt. Kapitel 2 gibt einen Überblick über den Stand der Technik und beinhaltet verschiedene Wandler‐Topologien und ihre Wirkungsweise. Als wichtige Komponenten werden der Transformator betrachtet sowie die nötigen Leistungshalbleiter. Abschließend werden mögliche Regelverfahren kurz erläutert. In Kapitel 3 wird eine mögliche Vorgehensweise zur Entwicklung eines DC‐DC Wandlers dargelegt. Es wird eine Wandler‐Topologie ausgewählt, die Schaltung wird erstellt, die Komponenten werden dimensioniert. Danach werden anhand der Komponenten die Verluste und der Wirkungsgrad bestimmt. Es folgen 2 kurze Abschnitte, die sich mit der Abführung der Wärmeverluste und der Simulation der Schaltung beschäftigen. Zum Schluss erfolgt die Beschreibung eines Testaufbaus, ersten Messungen an der Schaltung. Kapitel 4 gibt eine Zusammenfassung der Bachelorarbeit wieder.

Efeito inibitório na germinação, induzido pelo extrato de couve (Brassica oleracea L. var. acephala DC.)

Com a finalidade de se estudar as possíveis propriedades alelopáticas da couve (Brassica oleracea L. var. acephala DC), foi conduzido um bioensaio, em condições de laboratório, na E.S.A."Luiz de Queiroz", em Piracicaba, SP. Foram utilizadas sementes de tomate (Lycopersicon esculentum Mill. cv.Santa Cruz) colocadas para germinar em soluções com diferentes concentrações (0; 25; 50 e 100%) do extrato obtido da parte aérea (folhas) da couve. Constataram-se efeitos pronunciadamente inibitórios de germinação das sementes de tomate nas maiores concentrações do extrato de couve. As plântulas que germinaram, nas parcelas tratadas com o extrato, mostraram-se com o crescimento reduzido, morfo-fisiologicamente anormais, e com maior tempo para o início da germinação. Todas essas características foram mais pronunciadas nas parcelas com maiores concentrações do extrato.

Convergence and morphological constraint in frogs : variation in postcranial morphology ; a contribution in celebration of the distinguished scholarship of Robert F. Inger on the occasion of his sixty-fifth birthday / Sharon B. Emerson.

n.s. no.43(1988)