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

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

Poliovirus chimeras replicating under the translational control of genetic elements of hepatitis C virus reveal unusual properties of the internal ribosomal entry site of hepatitis C virus.

Chimeric genomes of poliovirus (PV) have been constructed in which the cognate internal ribosomal entry site (IRES) element was replaced by genetic elements of hepatitis C virus (HCV). Replacement of PV IRES with nt 9-332 of the genotype Ib HCV genome, a sequence comprising all but the first eight residues of the 5' nontranslated region (5'NTR) of HCV, resulted in a lethal phenotype. Addition of 366 nt of the HCV core-encoding sequence downstream of the HCV 5'NTR yielded a viable PV/HCV chimera, which expressed a stable, small-plaque phenotype. This chimeric genome encoded a truncated HCV core protein that was fused to the N terminus of the PV polyprotein via an engineered cleavage site for PV proteinase 3CPpro. Manipulation of the HCV core-encoding sequence of this viable chimera by deletion and frameshift yielded results suggesting that the 5'-proximal sequences of the HCV open reading frame were essential for viability of the chimera and that the N-terminal basic region of the HCV core protein is required for efficient replication of the chimeric virus. These data suggest that the bona fide HCV IRES includes genetic information mapping to the 5'NTR and sequences of the HCV open reading frame. PV chimeras replicating under translational control of genetic elements of HCV can serve to study HCV IRES function in vivo and to search for anti-HCV chemotherapeutic agents.

Genes that control a temperature-compensated ultradian clock in Caenorhabditis elegans.

Substantial progress has been made in understanding the genetic basis of temperature-compensated circadian clocks. Ultradian rhythms, with a period shorter than 24 h, are at least as widespread as circadian rhythms. We have initiated genetic analysis of defecation behavior, which is controlled by an ultradian clock in Caenorhabditis elegans. The defecation motor program is activated every 45 sec, and this rhythm is temperature compensated. We describe mutations in 12 genes that either shorten or lengthen the cycle period. We find that most of these mutations also disrupt temperature compensation, suggesting that this process is an integral part of the clock. These genes open the way for molecular genetic dissection of this ultradian clock.

Atenuação de vibrações em pás de helicópteros utilizando circuito piezelétrico semi-passivo

O uso de materiais inteligentes em problemas de controle de vibração tem sido investigado em diversas pesquisas ao longo dos últimos anos. Apesar de que diferentes materiais inteligentes estão disponíveis, o piezelétrico tem recebido grande atenção devido à facilidade de uso como sensores, atuadores, ou ambos simultaneamente. As principais técnicas de controle usando materiais piezoelétricos são os ativos e passivos. Circuitos piezelétricos passivos são ajustados para uma frequência específica e, portanto, a largura de banda efetiva é pequena. Embora os sistemas ativos possam apresentar um bom desempenho no controle de vibração, a quantidade de energia externa e hardware adicionado são questões importantes. As técnicas SSD (Synchronized Switch Damping) foram desenvolvidas como uma alternativa aos controladores passivos e controladores ativos de vibração. Elas podem ser técnicas semi-ativas ou semi-passivas que introduzem um tratamento não linear na tensão elétrica proveniente do material piezelétrico e induz um aumento na conversão de energia mecânica para energia elétrica e, consequentemente, um aumento no efeito de amortecimento. Neste trabalho, o controle piezoelétrico semi-passivo de uma pá piezelétrica engastada é apresentado e comparado com outros controladores. O modelo não linear electromecânico de uma pá com piezocerâmicas incorporados é determinado com base no método variacional-assintótico (VAM). O sistema rotativo acoplado não linear é resolvido no domínio do tempo, utilizando um método de integração alfa-generalizado afim de garantir a estabilidade numérica. As simulações são realizadas para uma vasta gama de velocidades de rotação. Em primeiro lugar, um conjunto de resistências (variando desde a condição de curto-circuito para a condição de circuito aberto) é considerada. O efeito da resistência ótima (que resulta em máximo amortecimento) sobre o comportamento do sistema é investigado para o aumento da velocidade de rotação. Mais tarde, a técnica SSDS é utilizada para amortecer as oscilações da pá com o aumento da velocidade de rotação. Os resultados mostram que a técnica SSDS pode ser um método útil para o controle de vibrações de vigas rotativas não lineares, tais como pás de helicóptero.

Reforma del estado como mecanismo de control en democracia delegativa: caso reforma judicial Ecuador 2007-2014

The object of this doctoral thesis is the analysis of the political and administrative purpose that is given to the reform process of a vital sector of State powers within the framework of delegate democracy, such as the administration of Justice. The object is also to analyze if State reform in a diminished or non-liberal surrounding increase or improve conditions of democracy in a given situation, based on the constitutional “what should be”, or if what occurs is a process of “seizure” of the functions of State, which becomes an institutional risk. Finally, we will examine the real and effective existence of a horizontal accountability process through the use of institutional resources, which would evidence the existence of an incomplete model of democracy. This analysis implies the relationship between two institutions within public administration: State Reform, as an act of change in State structure in order to improve qualitatively the outcomes and outputs of public policies, and in sum, to make the system work better. This, as it will be examined later, is the case of Latin America as a response of the State to three processes in crisis: fiscal, as in government intervention or in the form of bureaucratic administration. In that scheme of things, this thesis examines the present state of the art in public administration science of this process to prove that in delegate democracy, this type of instruments disregard the constitutive elements of democracy and serve, especially in critical areas of the administration, allowing for Power to dismiss Law. This research seeks to contribute towards an area seldom analyzed regarding public administration doctrine under the light of the theory of law, which is the connection between previous conditions or principal inputs of an execution process of a democracy and, on the other hand, regarding the effects of introducing a reform within models of a changing democracy and new concepts of the rule of law. While reviewing writings regarding State reform, it is clear that no approximations have been previously made in reference to prior conditions of the political system in order to begin operating a reform which respects fundamental rights as an object of this procedure. Furthermore, no analysis has been found regarding structural change of strategic areas in State services as to the effect caused on democratic exercise and the outcome in an open society...

Avaliação quantitativa dos efeitos da levodopa e da estimulação do núcleo subtalâmico sobre o equilíbrio em pacientes com doença de Parkinson

INTRODUÇÃO: Os efeitos da levodopa (LD) e da estimulação cerebral profunda (ECP) de núcleo subtalâmico (STN) sobre o equilíbrio e sintomas axiais são até o momento controversos. OBJETIVOS: Avaliar quantitativamente os efeitos da ECP de STN e da LD sobre o equilíbrio estático em pacientes com DP operados, em comparação com a LD em pacientes não operados. MÉTODOS: Trinta e um pacientes submetidos a ECP de STN entre 3 meses e 1 ano e meio antes da avaliação e 26 controles portadores de DP não operados, estágios Hoehn e Yahr 2 a 4 foram avaliados usando UPDRS para avaliação clínica e plataforma de força para avaliar oscilações posturais. O primeiro grupo foi avaliado com ECP e sem medicação, com ECP e com medicação e sem ECP e sem medicação. O segundo grupo foi avaliado com e sem medicação. Cada paciente foi avaliado com os olhos abertos e fechados. O deslocamento do centro de pressão anteroposterior, laterolateral, a área, velocidade e deslocamento total linear foram medidos pela plataforma de força. Os dados paramétricos foram comparados usando o teste t de Student e os dados não-paramétricos foram comparados pelo teste de Kruskal-Wallis. A avaliação clínica consistiu na parte 3 da escala UPDRS e na escala Hoehn e Yahr. Nível de significância estatística considerada foi p=0,05. RESULTADOS: Os pacientes não operados oscilaram mais quando sob efeito da levodopa do que sem medicação. No grupo operado, a maior oscilação é no grupo com ECP desligada e sem medicação. Tende a reduzir sob efeito da ECP apresenta redução significativa sob efeito simultâneo de ECP e levodopa. CONCLUSÃO: A associação da ECP de NST com medicação tem impacto positivo sobre o controle postural. O efeito da ECP de NST reverte o efeito negativo da levodopa sobre as oscilações observadas em pacientes não operados

Desenvolvimento de um controlador preditivo estocástico para processos da indústria química.

O sucesso de estratégias de controle preditivo baseado em modelo (MPC, na sigla em inglês) tanto em ambiente industrial quanto acadêmico tem sido marcante. No entanto, ainda há diversas questões em aberto na área, especialmente quando a hipótese simplificadora de modelo perfeito é abandonada. A consideração explícita de incertezas levou a importantes progressos na área de controle robusto, mas esta ainda apresenta alguns problemas: a alta demanda computacional e o excesso de conservadorismo são questões que podem ter prejudicado a aplicação de estratégias de controle robusto na prática. A abordagem de controle preditivo estocástico (SMPC, na sigla em inglês) busca a redução do conservadorismo através da incorporação de informação estatística dos ruídos. Como processos na indústria química sempre estão sujeito a distúrbios, seja devido a diferenças entre planta e modelo ou a distúrbios não medidos, está técnica surge como uma interessante alternativa para o futuro. O principal objetivo desta tese é o desenvolvimento de algoritmos de SMPC que levem em conta algumas das especificidades de tais processos, as quais não foram adequadamente tratadas na literatura até o presente. A contribuição mais importante é a inclusão de ação integral no controlador através de uma descrição do modelo em termos de velocidade. Além disso, restrições obrigatórias (hard) nas entradas associadas a limites físicos ou de segurança e restrições probabilísticas nos estados normalmente advindas de especificações de produtos também são consideradas na formulação. Duas abordagens foram seguidas neste trabalho, a primeira é mais direta enquanto a segunda fornece garantias de estabilidade em malha fechada, contudo aumenta o conservadorismo. Outro ponto interessante desenvolvido nesta tese é o controle por zonas de sistemas sujeitos a distúrbios. Essa forma de controle é comum na indústria devido à falta de graus de liberdade, sendo a abordagem proposta a primeira contribuição da literatura a unir controle por zonas e SMPC. Diversas simulações de todos os controladores propostos e comparações com modelos da literatura são exibidas para demonstrar o potencial de aplicação das técnicas desenvolvidas.

Algebraic derivative estimation applied to nonlinear control of magnetic levitation.

The subject of this thesis is the real-time implementation of algebraic derivative estimators as observers in nonlinear control of magnetic levitation systems. These estimators are based on operational calculus and implemented as FIR filters, resulting on a feasible real-time implementation. The algebraic method provide a fast, non-asymptotic state estimation. For the magnetic levitation systems, the algebraic estimators may replace the standard asymptotic observers assuring very good performance and robustness. To validate the estimators as observers in closed-loop control, several nonlinear controllers are proposed and implemented in a experimental magnetic levitation prototype. The results show an excellent performance of the proposed control laws together with the algebraic estimators.

Estudo e implementação de sinais de excitação aplicados em identificação de sistemas multivariáveis.

Devido à crescente implementação do Controle Preditivo baseado em Modelo (MPC) em outros processos além de refino e plantas petroquímicas, que geralmente possuem múltiplas entradas e saídas, tem-se um aumento na demanda de modelos gerados por identificação de sistemas. Identificar modelos que representem fielmente a dinâmica do processo depende em grande medida das características dos sinais de excitação dos processos. Assim, o foco deste trabalho é realizar um estudo dos sinais típicos usados em identificação de sistemas, PRBS e GBN, em uma abordagem multivariável. O estudo feito neste trabalho parte das características da geração dos sinais individualmente, depois é feita uma análise de correlação cruzada dos sinais de entrada, observando a influência desta sobre os resultados de identificação. Evitar uma alta correlação entre os sinais de entrada permite determinar o efeito de cada entrada sobre a saída no processo de identificação. Um ponto importante no projeto de sinais de identificação de sistemas multivariáveis é a frequência dos mesmos para conseguir excitar os processos nas regiões de frequência de operação normal e assim extrair a maior informação dinâmica possível do processo. As características estudadas são avaliadas por meio de testes em três plantas simuladas diferentes, categorizadas como mal, medianamente e bem condicionadas. Estas implementações foram feitas usando sinais GBN e PRBS de diferentes frequências. Expressões para a caracterização dos sinais de excitação foram avaliadas identificando os processos em malha aberta e malha fechada. Para as plantas mal condicionadas foram implementados sinais compostos por uma parte completamente correlacionada e uma parte não-correlacionada, conhecido como método de dois passos. Finalmente são realizados experimentos de identificação em uma aplicação em tempo real de uma planta piloto de neutralização de pH. Os testes realizados na planta foram feitos visando avaliar os estudos de frequência e correlação em uma aplicaficção real. Os resultados mostram que a condição de sinais completamente descorrelacionados n~ao deve ser cumprida para ter bons resultados nos modelos identificados. Isto permite ter mais exibilidade na geração do conjunto de sinais de excitação.

Robotic control systems based on bioinspired multi-agent systems: application of the principles of neuroscience to robotics

Robotics is a field that presents a large number of problems because it depends on a large number of disciplines, devices, technologies and tasks. Its expansion from perfectly controlled industrial environments toward open and dynamic environment presents a many new challenges, such as robots household robots or professional robots. To facilitate the rapid development of robotic systems, low cost, reusability of code, its medium and long term maintainability and robustness are required novel approaches to provide generic models and software systems who develop paradigms capable of solving these problems. For this purpose, in this paper we propose a model based on multi-agent systems inspired by the human nervous system able to transfer the control characteristics of the biological system and able to take advantage of the best properties of distributed software systems.

Multi-agent system for control of robots inspired on the distributed activity and hormonal regulation of humans

Robotics is an emerging field with great activity. Robotics is a field that presents several problems because it depends on a large number of disciplines, technologies, devices and tasks. Its expansion from perfectly controlled industrial environments toward open and dynamic environment presents a many new challenges. New uses are, for example, household robots or professional robots. To facilitate the low cost, rapid development of robotic systems, reusability of code, its medium and long term maintainability and robustness are required novel approaches to provide generic models and software systems who develop paradigms capable of solving these problems. For this purpose, in this paper we propose a model based on multi-agent systems inspired by the human nervous system able to transfer the control characteristics of the biological system and able to take advantage of the best properties of distributed software systems. Specifically, we model the decentralized activity and hormonal variation.

Open-access operating algorithms for commercial videokeratographer and improvement of corneal sampling

We present an algorithm to process images of reflected Placido rings captured by a commercial videokeratoscope. Raw data are obtained with no Cartesian-to-polar-coordinate conversion, thus avoiding interpolation and associated numerical artifacts. The method provides a characteristic equation for the device and is able to process around 6 times more corneal data than the commercial software. Our proposal allows complete control over the whole process from the capture of corneal images until the computation of curvature radii.

Red supergiants around the obscured open cluster Stephenson 2

Context. Several clusters of red supergiants have been discovered in a small region of the Milky Way close to the base of the Scutum-Crux Arm and the tip of the Long Bar. Population synthesis models indicate that they must be very massive to harbour so many supergiants. Amongst these clusters, Stephenson 2, with a core grouping of 26 red supergiants, is a strong candidate to be the most massive young cluster in the Galaxy. Aims. Stephenson 2 is located close to a region where a strong over-density of red supergiants had been found. We explore the actual cluster size and its possible connection to this over-density. Methods. Taking advantage of Virtual Observatory tools, we have performed a cross-match between the DENIS, USNO-B1 and 2MASS catalogues to identify candidate obscured luminous red stars around Stephenson 2, and in a control nearby region. More than 600 infrared bright stars fulfill our colour criteria, with the vast majority having a counterpart in the I band and >400 being sufficiently bright in I to allow observation with a 4-m class telescope. We observed a subsample of ~250 stars, using the multi-object, wide-field, fibre spectrograph AF2 on the WHT telescope in La Palma, obtaining intermediate-resolution spectroscopy in the 7500–9000 Å range. We derived spectral types and luminosity classes for all these objects and measured their radial velocities. Results. Our targets turned out to be G and K supergiants, late (≥ M4) M giants, and M-type bright giants (luminosity class II) and supergiants. We found ~35 red supergiants with radial velocities similar to Stephenson 2 members, spread over the two areas surveyed. In addition, we found ~40 red supergiants with radial velocities incompatible in principle with a physical association. Conclusions. Our results show that Stephenson 2 is not an isolated cluster, but part of a huge structure likely containing hundreds of red supergiants, with radial velocities compatible with the terminal velocity at this Galactic longitude (and a distance ~6 kpc). In addition, we found evidence of several populations of massive stars at different distances along this line of sight.