Hartle's model within the general theory of perturbatiye matchings: the change in mass

Hartle's model provides the most widely used analytic framework to describe isolated compact bodies rotating slowly in equilibrium up to second order in perturbations in the context of General Relativity. Apart from some explicit assumptions, there are some implicit, like the "continuity" of the functions in the perturbed metric across the surface of the body. In this work we sketch the basics for the analysis of the second order problem using the modern theory of perturbed matchings. In particular, the result we present is that when the energy density of the fluid in the static configuration does not vanish at the boundary, one of the functions of the second order perturbation in the setting of the original work by Hartle is not continuous. This discrepancy affects the calculation of the change in mass of the rotating star with respect to the static configuration needed to keep the central energy density unchanged.

The center of mass and center of charge of the electron

9th Biennial Conference on Classical and Quantum Relativistic Dynamics of Particles and Fields (IARD)

Proteomic Analysis of the Ubiquitin Landscape in the Drosophila Embryonic Nervous System and the Adult Photoreceptor Cells

Background Ubiquitination is known to regulate physiological neuronal functions as well as to be involved in a number of neuronal diseases. Several ubiquitin proteomic approaches have been developed during the last decade but, as they have been mostly applied to non-neuronal cell culture, very little is yet known about neuronal ubiquitination pathways in vivo. Methodology/Principal Findings Using an in vivo biotinylation strategy we have isolated and identified the ubiquitinated proteome in neurons both for the developing embryonic brain and for the adult eye of Drosophila melanogaster. Bioinformatic comparison of both datasets indicates a significant difference on the ubiquitin substrates, which logically correlates with the processes that are most active at each of the developmental stages. Detection within the isolated material of two ubiquitin E3 ligases, Parkin and Ube3a, indicates their ubiquitinating activity on the studied tissues. Further identification of the proteins that do accumulate upon interference with the proteasomal degradative pathway provides an indication of the proteins that are targeted for clearance in neurons. Last, we report the proof-of-principle validation of two lysine residues required for nSyb ubiquitination. Conclusions/Significance These data cast light on the differential and common ubiquitination pathways between the embryonic and adult neurons, and hence will contribute to the understanding of the mechanisms by which neuronal function is regulated. The in vivo biotinylation methodology described here complements other approaches for ubiquitome study and offers unique advantages, and is poised to provide further insight into disease mechanisms related to the ubiquitin proteasome system.

Prevalência do polimorfismo -1031 T>C do gene TNFA em um grupo de diabéticos tipo I e sua relação com a periodontite severa

Diabetes mellitus e doenças periodontais são altamente prevalentes na população mundial. Doenças periodontais (DPs) compreendem um grupo de condições crônicas inflamatórias induzidas por microorganismos que levam à inflamação gengival, à destruição tecidual periodontal e à perda óssea alveolar. Diabetes mellitus (DM) é o termo utilizado para descrever um grupo de desordens metabólicas associadas à intolerância à glicose e ao metabolismo inadequado de carboidratos. Uma vez que DPs poderiam agir de forma similar a outros estados infecciosos sistêmicos, aumentando a severidade do diabetes, uma possível relação entre ambas tem sido considerada em todo o mundo. Polimorfismos genéticos de um único nucleotídeo (SNPs) têm sido estudados em diversas doenças. Nas periodontites, acredita-se que possam estar envolvidos na exacerbação da resposta inflamatória frente ao desafio bacteriano, modificando a susceptibilidade do hospedeiro. Neste estudo, a prevalência de periodontite foi avaliada em portadores de diabetes mellitus tipo I. Posteriormente, o SNP localizado na região promotora do gene TNFA (-1031T>C) foi analisado e sua importância para a doença periodontal destrutiva foi avaliada. O grupo teste foi constituído por diabéticos tipo I (DGT, n=113) enquanto o grupo controle por indivíduos não diabéticos (ND, n=73). Para as análises dos polimorfismos genéticos, um subgrupo foi retirado do grupo teste (DG, n=58) e comparado ao grupo ND. Os seguintes parâmetros clínicos e demográficos foram avaliados: percentual de sítios com profundidade de bolsa  6,0 mm (%PBS6,0 mm); índice gengival (IG); perda óssea radiográfica (POR); fumo; duração do diabetes ; idade; índice de massa corpórea (IMC), n de internações e n de dentes presentes. Amostras de sangue e/ou esfregaço bucal foram colhidas de 58 pacientes do grupo teste e de 73 controles. Após a extração do DNA genômico e amplificação da região genômica de interesse por PCR (Polymerase Chain Reaction), o polimorfismo TNFA 1031T>C foi analisado por BbsI RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism). A análise dos produtos de digestão foi feita por eletroforese em gel de poliacrilamida 8%. A análise estatística das freqüências alélica e genotípica juntamente com os dados clínicos e epidemiológicos entre os 2 grupos foi feita através do teste do Mann-Whitney e do Qui-quadrado. Os grupos de estudo obedecem ao princípio de Hardy-Weinberg. No grupo ND, as seguintes freqüências genotípicas foram encontradas: 78,1% (T/T); 20,5% (T/C) e 1,4% (C/C) enquanto no grupo D foram: 42,4%(T/T); 37,3% (T/C) e 20,3% (C/C). A frequência do alelo T no grupo diabético (D) foi de 0,610 ao passo que no grupo ND foi de 0,883. Não foi possível encontrar uma relação entre o polimorfismo -1031 T>C do gene TNFA e a presença de periodontite em diabéticos tipo I. Entretanto, o polimorfismo estudado se mostrou significativamente relacionado (p<0,0001 e OR= 4.85 95%IC 2,271-10,338) à presença do diabetes tipo I.

Efeitos de modificação dietética associada ou não a uma rotina de exercícios aeróbicos na microcirculação em modelo animal de obesidade exógena

A obesidade atinge proporções epidêmicas em países industrializados e está relacionada a uma série de doenças metabólicas e circulatórias. Nesse contexto, a atividade física, tratamento não farmacológico da obesidade, acessível a diversas populações e está relacionada com a redução do risco cardiovasvascular mesmo. O objetivo deste trabalho foi avaliar, após mudança ou não da dieta, associação ou não a um programa de treinamento aeróbico (PTA) durante 8 semanas, a possível reversibilidade dos danos causados por uma dieta hiperlipídica por 12 semanas. Para tal, 120 hamsters machos da espécie Mesocricetus auratus, com massa corporal de 60 g, foram distribuídos em quatro grupos, cada um subdividido em três subgrupos, com dez animais para diferentes análises. Os grupos Obeso Controle (OBC) e Obeso Exercitado (OBEX) receberam a ração hiperlipídica por 20 semanas, com adição do PTA ao grupo OBEX nas últimas 8 semanas. Os Obeso Ração Padrão (OBRP) e Obeso Ração Padrão/Exercício (OBRP/EX) tiveram a ração modificada para comercial padrão e adição do PTA ao grupo OBRP/EX após as 12 semanas iniciais. Para as análises microcirculatórias, a bolsa da bochecha foi usada para determinação do número máximo de extravasamentos induzidos por 30 min de isquemia seguida de reperfusão e da reatividade microvascular após a aplicação tópica de acetilcolina e nitroprussiato de sódio. No sangue coletado foi avaliado o perfil lipídico, glicemias quinzenais e leptina. As expressões de eNOS e iNOS foram determinadas na aorta por imunoblotting e a composição corporal avaliada nos tecidos adiposos visceral, urogenital e retroperitoneal, retirados no dia do experimento. Os resultados foram analisados com os métodos o teste estatístico de análise de variância (One Way ANOVA - Teste de Kruskal-Wallis), seguido pelo pós-teste de Dunn. Resultados mostram que a modificação dietética, associada ou não ao PTA, reduziu significativamente a massa corporal (p<0,0001), comprimento naso-anal (p=0,0011) e tecido adiposo (visceral [p<0,0001], urogenital [p=0.0004] e retroperitoneal [p= 0,0083]). Nas análises sanguíneas não foram encontradas diferenças com relação ao perfil lipídico e glicemia, já na leptina houve uma redução significativa (p=0,0039). A análise da reatividade microvascular mostrou melhora significativa na vasodilatação endotélio-dependente nos grupos submetidos à modificação dietética associada ou não ao PTA. Nas medidas de permeabilidade a macromoléculas houve redução significativa no número de extravasamentos nos grupos submetidos à modificação dietética associada ou não ao PTA, (5 min [p= 0,0207] e 10 min [p= 0,0057]). Houve um aumento na expressão de eNOS nos grupos submetidos à modificação dietética associada ou não ao PTA, em comparação ao grupo OBC (p=0,0352). Os resultados mostraram que a modificação dietética, associada ao protocolo de treinamento aeróbico melhora a vasodilatação endotélio-dependente, aumenta a expressão da óxido nítrico sintase endotelial e reduz o número de extravasamentos induzidos por isquemia e reperfusão, mesmo sem melhoras nos marcadores bioquímicos tradicionais como glicemia e perfil lipídico.

Fenofibrato (agonista PPAR-alfa) induz a formação de células beges no tecido adiposo branco subcutâneo em camundongos obesos induzidos por dieta

O atual quadro de obesidade instalado no mundo estimula o estudo em busca de seu tratamento. O fenofibrato, um agonista PPAR-α, é usado atualmente para tratar a dislipidemia. No entanto, efeitos pleiotrópicos sobre a perda de massa corporal (MC) e redução nos depósitos de gordura necessitam de maiores estudos. O objetivo do trabalho foi examinar os efeitos do agonista PPAR-α fenofibrato sobre o gasto energético, MC, metabolismo de carboidratos, perfil secretor de adipocinas, plasticidade e termogênese do tecido adiposo branco subcutâneo (TABs) em camundongos com obesidade induzida por dieta. Este experimento foi aprovado pelo Comitê de Ética para Experimentação Animal local sob o protocolo CEUA/032/2013. Camundongos machos C57BL/6 de 3 meses foram divididos em dois grupos: dieta padrão (SC, 10% lipídios) e dieta hiperlipídica (HF, 50% de lipídios), as quais foram administradas durante 10 semanas para induzir o sobrepeso. Em seguida, foi iniciado o tratamento com fenofibrato (100 mg/kg MC, adicionado à dieta), formando quatro grupos: SC, SC-F, HF, HF-F. O tratamento teve duração de cinco semanas, com o total de 15 semanas de experimento. A análise estatística utilizou teste t de student no pré-tratamento e one way ANOVA seguida pelo pós-teste de Holm-Sidak durante o tratamento. O two way ANOVA foi utilizado para testar possíveis interações entre dieta e tratamento. O nível de significância P<0,05 foi considerado estatisticamente significativo. O grupo HF apresentou sobrepeso, resistência à insulina, além de remodelamento do tecido adiposo branco subcutâneo (TABs). O fenofibrato atenuou significativamente estes parâmetros (P<0,05). Os grupos tratados apresentaram formação de células beges no TABs, confirmado através de maior expressão gênica do PPAR-α, PPAR-β, PGC1-α, BMP8, UCP-1, PRDM16 e FNDC5/Irisina nos grupos tratados do que em suas contrapartes (P<0,05). O tratamento com fenofibrato também foi capaz de aumentar os niveis plasmáticos de FNDC5/Irisina em ambos os grupos tratados (P<0,005). Os grupos SC-F e HF-F apresentaram aumento do gasto energético, a produção de CO2 e consumo de O2 após o tratamento com fenofibrato (P<0,05). A ativação do PPAR-α parece ser fundamental para provocar browning através da indução da irisina e da transcrição de UCP-1. O fenofibrato restaurou a MC, a sensibilidade à insulina e a morfometria do TABs. Relevantemente, o fenofibrato aumentou a expressão de genes tipicamente expressos no tecido adiposo marrom no TABs, evidenciando a plasticidade do TABs em células beges com capacidade termogênica, caracterizando o browning.

Avaliação de complexos de inclusão na inibição do aço carbono em meio ácido

A indústria de petróleo e gás apresenta sérios problemas relacionados à corrosão. Nas petroquímicas e nas instalações de refino de petróleo, as falhas em materiais estão relacionadas com a corrosão, além disso, os processos de corrosão de metais são problemas no mundo, causando ônus em processos industriais e gerando situações de risco como a corrosão de pilares metálicos em pontes ou em fuselagens de aviões. Dentre os meios corrosivos, um muito comum é o meio ácido, que será o meio estudado neste trabalho. Com todos os problemas citados, se faz necessário o estudo de inibidores de corrosão com alta eficiência, estabilidade e que, preferencialmente, não agridam o meio ambiente. Alguns inibidores de corrosão apresentam solubilidade limitada em água, sendo necessária a utilização de alguns solventes não tão amigáveis ao meio ambiente. Então, propôs-se formar um complexo de inclusão para tornar possível a solubilização de inibidores convencionais em solução aquosa, como algumas tioureias, que apresentam solubilidade limitada em água. Essa completa solubilização do inibidor de corrosão orgânico em meio aquoso é possível com a utilização de um aditivo (hospedeiro) capaz de encapsular tais moléculas (convidados) via interações não covalentes, de modo a alcançar o máximo desempenho de inibição. Para a formação do complexo de inclusão foi usado como molécula hospedeira, a α e a β hidroxipropilciclodextrina e como molécula convidada a dibenziltioureia. A intenção foi testar a melhora da ação inibidora da corrosão do aço carbono em meio de HCl 1mol.L-1 com ensaios de perda de massa, de impedância, polarização e microscopia eletrônica de varredura (MEV), além de evidenciar a formação destes complexos de inclusão através da espectroscopia de absorção vibracional no infravermelho, espectroscopia de RMN de 1H, espectroscopia de absorção no Ultra-violeta e análise térmica diferencial (DTA)

Caracterização de Bacilos Gram-Negativos Não Fermentadores não usuais em bacteremias pelas técnicas de Matrix-Assisted Laser Desorption IonizationTime of Flight Mass Spectrometry, sequenciamento de DNA e método fenotípico convencional

Alguns Bastonetes Gram-negativos não fermentadores (BGNNF) costumam ser considerados clinicamente pouco significantes e a sua implicação em infecções é subestimada. Devido à similaridade fenotípica, mudanças taxonômicas, baixa reatividade bioquímica e limitações nos bancos de dados em sistemas comerciais, a identificação de BGNNF é frequentemente equivocada, culminando com a denominação de diferentes micro-organismos apenas como BGNNF, por falta de melhor diferenciação. O objetivo desse estudo foi avaliar, por métodos fenotípico convencional, proteômico e molecular, a identificação de BGNNF incomuns isolados em hemoculturas de pacientes atendidos em um hospital universitário no Rio de Janeiro. Foram selecionadas 78 amostras isoladas de hemoculturas caracterizadas no laboratório clinico como BGNNF para a identificação por sequenciamento dos genes 16S RNA e recA, por um conjunto amplo de testes fenotípicos manuais e por MALDI-TOF MS. Os micro-organismos predominantes na amostragem foram genotipados pela técnica de eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE). Pelo sequenciamento do gene 16S rRNA, a maioria das amostras (n=31; 40%) foi incluída no gênero Burkholderia, seguido de Pseudomonas stutzeri (10%) e Delftia acidovorans (4%). Os demais isolados foram agrupados em 27 diferentes espécies. O sequencimento do gene recA identificou a maioria das espécies de Burkholderia como Burkholderia contaminans (n=19; 24%). Os testes fenotípicos incluíram as 31 amostras apenas no CBc e para as outras 47 amostras, a concordância com o sequenciamento do gene 16S rRNA em nível de espécie foi de 64% (n=30) e apenas em gênero a concordância foi de 17% (n=8). A análise comparativa geral da identificação por MALDI-TOF MS com o sequenciamento do gene16S rRNA mostrou que 42% (n=33) das 78 amostras foram concordantes em nível de espécie e 45% (n=35) apenas em gênero. Excluindo as amostras do CBc, houve um aumento da concordância em nível de espécie para 60%. As discordâncias parecem ser devido às diferenças nos perfis proteicos das amostras em relação às amostras-referência do banco de dados do equipamento e podem ser aprimorados com a atualização de perfis no sistema. A análise do polimorfismo genético de B. contaminans mostrou a ausência de um clone disseminado causando surto, além da provável origem ambiental das infecções. Os setores de nefrologia e hemodiálise contribuíram com maior número de pacientes com amostras positivas (5 pacientes e 9 amostras). Os grupos clonais BcoD e BcoE foram encontrados em pacientes assistidos no mesmo setor com diferença de quatro meses (BcoD, nefrologia) e 1,5 ano (BcoE, hemodilálise), entre as culturas, respectivamente. As discordâncias entre as técnicas ocorreram principalmente devido a dificuldade de identificação das espécies do CBc. Os BGNNF incomuns são de difícil caracterização independente da metodologia usada e nenhum método por si só foi capaz de identificar todas as amostras.

Investigation of damping effects on statistical energy analysis of coupled structures

The effects of damping on energy sharing in coupled systems are investigated. The approach taken is to compute the forced response patterns of various idealised systems, and from these to calculate the parameters of Statistical Energy Analysis model for the systems using the matrix inversion approach [1]. It is shown that when SEA models are fitted by this procedure, the values of the coupling loss factors are significantly dependent on damping except when it is sufficiently high. For very lightly damped coupled systems, varying the damping causes the values of the coupling loss factor to vary in direct proportion to the internal loss factor. In the limit of zero damping, the coupling loss factors tend to zero. This is a view which contrasts strongly with 'classical' SEA, in which coupling loss factors are determined by the nature of the coupling between subsystems, independent of subsystem damping. One implication of the strong damping dependency is that equipartition of modal energy under low damping does not in general occur. This is contrary to the classical SEA prediction that equipartition of modal energy always occurs if the damping can be reduced to a sufficiently small value. It is demonstrated that the use of this classical assumption can lead to gross overestimates of subsystem energy ratios, especially in multi-subsystem structures. © 1996 Academic Press Limited.

Saline-saturated DMSO-EDTA as a storage medium for microbial DNA analysis from coral mucus swab samples

The mucus surface layer of corals plays a number of integral roles in their overall health and fitness. This mucopolysaccharide coating serves as vehicle to capture food, a protective barrier against physical invasions and trauma, and serves as a medium to host a community of microorganisms distinct from the surrounding seawater. In healthy corals the associated microbial communities are known to provide antibiotics that contribute to the coral’s innate immunity and function metabolic activities such as biogeochemical cycling. Culture-dependent (Ducklow and Mitchell, 1979; Ritchie, 2006) and culture-independent methods (Rohwer, et al., 2001; Rohwer et al., 2002; Sekar et al., 2006; Hansson et al., 2009; Kellogg et al., 2009) have shown that coral mucus-associated microbial communities can change with changes in the environment and health condition of the coral. These changes may suggest that changes in the microbial associates not only reflect health status but also may assist corals in acclimating to changing environmental conditions. With the increasing availability of molecular biology tools, culture-independent methods are being used more frequently for evaluating the health of the animal host. Although culture-independent methods are able to provide more in-depth insights into the constituents of the coral surface mucus layer’s microbial community, their reliability and reproducibility rely on the initial sample collection maintaining sample integrity. In general, a sample of mucus is collected from a coral colony, either by sterile syringe or swab method (Woodley, et al., 2008), and immediately placed in a cryovial. In the case of a syringe sample, the mucus is decanted into the cryovial and the sealed tube is immediately flash-frozen in a liquid nitrogen vapor shipper (a.k.a., dry shipper). Swabs with mucus are placed in a cryovial, and the end of the swab is broken off before sealing and placing the vial in the dry shipper. The samples are then sent to a laboratory for analysis. After the initial collection and preservation of the sample, the duration of the sample voyage to a recipient laboratory is often another critical part of the sampling process, as unanticipated delays may exceed the length of time a dry shipper can remain cold, or mishandling of the shipper can cause it to exhaust prematurely. In remote areas, service by international shipping companies may be non-existent, which requires the use of an alternative preservation medium. Other methods for preserving environmental samples for microbial DNA analysis include drying on various matrices (DNA cards, swabs), or placing samples in liquid preservatives (e.g., chloroform/phenol/isoamyl alcohol, TRIzol reagent, ethanol). These methodologies eliminate the need for cold storage, however, they add expense and permitting requirements for hazardous liquid components, and the retrieval of intact microbial DNA often can be inconsistent (Dawson, et al., 1998; Rissanen et al., 2010). A method to preserve coral mucus samples without cold storage or use of hazardous solvents, while maintaining microbial DNA integrity, would be an invaluable tool for coral biologists, especially those in remote areas. Saline-saturated dimethylsulfoxide-ethylenediaminetetraacetic acid (20% DMSO-0.25M EDTA, pH 8.0), or SSDE, is a solution that has been reported to be a means of storing tissue of marine invertebrates at ambient temperatures without significant loss of nucleic acid integrity (Dawson et al., 1998, Concepcion et al., 2007). While this methodology would be a facile and inexpensive way to transport coral tissue samples, it is unclear whether the coral microbiota DNA would be adversely affected by this storage medium either by degradation of the DNA, or a bias in the DNA recovered during the extraction process created by variations in extraction efficiencies among the various community members. Tests to determine the efficacy of SSDE as an ambient temperature storage medium for coral mucus samples are presented here.

Analysis of four decades of high elevation climate data

Four decades of instrumented climate records at D1 on Niwot Ridge suggest that high elevation data are an important - and even unique - part of the full climate picture. High elevation data provide information on changing lapse rates as well as model verification for global warming, which is predicted to occur earliest in high latitudes and at high elevations. The D1 records show climatic trends that arguably support global warming, assuming that greater planetary wave amplitude is verification of warming. Lapse rates reflect conditions of air mass stability, atmospheric moisture, and could [sic] cover, which contribute to feedback processes involving temperature, precipitation, and snowpack. The D1 record show a period, 1981-1985, when the lapse rate increased significantly, and this change was not detected by other data.

Bonding regimes of nitrogen in amorphous carbon

Nitrogen can have numerous effects on diamond-like carbon: it can dope, it can form the hypothetical superhard compound C3N4, or it can create fullerene-like bonding structures. We studied amorphous carbon nitrogen films deposited by a filtered cathodic vacuum arc as a function of nitrogen content, ion energy and deposition temperature. The incorporation of nitrogen from 10-2 to 10 at% was measured by secondary ion mass spectrometry and elastic recoil detection analysis and was found to vary slightly sublinearly with N2 partial pressure during deposition. In the doping regime from 0 to about 0.4% N, the conductivity changes while the sp3 content and optical gap remain constant. From 0.4 to approximately 10% N, existing sp2 sites condense into clusters and reduce the band gap. Nitrogen contents over 10% change the bonding from mainly sp3 to mainly sp2. Ion energies between 20 and 250 eV do not greatly modify this behaviour. Deposition at higher temperatures causes a sudden loss of sp3 bonding above about 150 °C. Raman spectroscopy and optical gap data show that existing sp2 sites begin to cluster below this temperature, and the clustering continues above this temperature. This transition is found to vary only weakly with nitrogen addition, for N contents below 10%.

Density, sp3 content and internal layering of DLC films by X-ray reflectivity and electron energy loss spectroscopy

A variety of hydrogenated and non-hydrogenated amorphous carbon thin films have been characterized by means of grazing-incidence X-ray reflectivity (XRR) to give information about their density, thickness, surface roughness and layering. We used XRR to validate the density of ta-C, ta-C:H and a-C:H films derived from the valence plasmon in electron energy loss spectroscopy measurements, up to 3.26 and 2.39 g/cm3 for ta-C and ta-C:H, respectively. By comparing XRR and electron energy loss spectroscopy (EELS) data, we have been able for the first time to fit a common electron effective mass of m*/me = 0.87 for all amorphous carbons and diamond, validating the `quasi-free' electron approach to density from valence plasmon energy. While hydrogenated films are found to be substantially uniform in density across the film, ta-C films grown by the filtered cathodic vacuum arc (FCVA) show a multilayer structure. However, ta-C films grown with an S-bend filter show a high uniformity and only a slight dependence on the substrate bias of both sp3 and layering.