A Haplotype at the UCP1 Gene Locus Contributes to Genetic Risk for Type 2 Diabetes in Asian Indians (CURES-72)

Background: The gene encoding for uncoupling protein-1 (UCP1) is considered to be a candidate gene for type 2 diabetes because of its role in thermogenesis and energy expenditure. The objective of the study was to examine whether genetic variations in the UCP1 gene are associated with type 2 diabetes and its related traits in Asian Indians. Methods: The study subjects, 810 type 2 diabetic subjects and 990 normal glucose tolerant (NGT) subjects, were chosen from the Chennai Urban Rural Epidemiological Study (CURES), an ongoing population-based study in southern India. The polymorphisms were genotyped using the polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) method. Linkage disequilibrium (LD) was estimated from the estimates of haplotypic frequencies. Results: The three polymorphisms, namely -3826A -> G, an A -> C transition in the 5'-untranslated region (UTR) and Met229Leu, were not associated with type 2 diabetes. However, the frequency of the A-C-Met (-3826A -> G-5'UTR A -> C-Met229Leu) haplotype was significantly higher among the type 2 diabetic subjects (2.67%) compared with the NGT subjects (1.45%, P < 0.01). The odds ratio for type 2 diabetes for the individuals carrying the haplotype A-C-Met was 1.82 (95% confidence interval, 1.29-2.78, P = 0.009). Conclusions: The haplotype, A-C-Met, in the UCP1 gene is significantly associated with the increased genetic risk for developing type 2 diabetes in Asian Indians.

Methylenetetrahydrofolate reductase gene polymorphisms and risk of acute lymphoblastic leukemia in children

Methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) is a critical enzyme in folate metabolism and is involved in DNA synthesis, DNA repair and DNA methylation. Genetic polymorphisms of this enzyme have been shown to impact several diseases, including cancer. Leukemias are malignancies arising from rapidly proliferating hematopoietic cells having great requirement of DNA synthesis. This case-control study was undertaken to analyze the association of the MTHFR gene polymorphisms 677 C"T and 1298 A"C and the risk of acute lymphoblastic leukemia in children. Materials and Methods: Eighty-six patients aged below 15 years with a confirmed diagnosis of acute lymphoblastic leukemia (ALL) and 99 matched controls were taken for this study. Analysis of the polymorphisms was done using the polymerase chain reaction -restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) method. Results: Frequency of MTHFR 677 CC and CT were 85.9% and 14.1% in the controls, and 84.9% and 15.1% in the cases. The 'T' allele frequency was 7% and 7.5% in cases and controls respectively. The frequency of MTHFR 1298 AA, AC, and CC were 28.3%, 55.6% and 16.1% for controls and 23.3%, 59.3% and 17.4% for cases respectively. The 'C' allele frequency for 1298 A→C was 43.9% and 47% respectively for controls and cases. The odds ratio (OR) for C677T was 1.08 (95% CI 0.48- 2.45, p = 0.851) and OR for A1298C was 1.29(95% CI 0.65-2.29, p = 0.46) and OR for 1298 CC was 1.31 (95% CI 0.53-3.26, p =0.56). The OR for the combined heterozygous status (677 CT and 1298 AC) was 1.94 (95% CI 0.58 -6.52, p = 0.286). Conclusion: The prevalence of 'T' allele for 677 MTHFR polymorphism was low in the population studied. There was no association between MTHFR 677 C→T and 1298 A→C gene polymorphisms and risk of ALL, which may be due to the small sample size.

Progesterone receptor expression in the human placenta

The presence of progesterone receptors (PR) in the human placenta has been demonstrated using the reverse transcriptase-polymerase chain reaction technique. It was observed that the amount of PR in the human placenta is less during late gestation. Electrophoretic mobility shift assays with nuclear extract isolated from the first trimester and term placenta revealed three complexes when incubated with [P-32]dCTP-labelled progesterone response element, and, in competition with unlabelled progesterone response element, the formation of all three complexes was inhibited. When supershift analysis of these complexes was carried out using antibodies which cross-react with both the A and B types of the PR or only with the B type receptor, only the A-form of PR was detected in the human placenta.

Intermittent electrical stimuli for guidance of human mesenchymal stem cell lineage commitment towards neural-like cells on electroconductive substrates

In the context of the role of multiple physical factors in dictating stem cell fate, the present paper demonstrates the effectiveness of the intermittently delivered external electric field stimulation towards switching the stem cell fate to specific lineage, when cultured in the absence of biochemical growth factors. In particular, our findings present the ability of human mesenchymal stem cells (hMSCs) to respond to the electric stimuli by adopting extended neural-like morphology on conducting polymeric substrates. Polyaniline (PANI) is selected as the model system to demonstrate this effect, as the electrical conductivity of the polymeric substrates can be systematically tailored over a broad range (10(-9) to 10 S/cm) from highly insulating to conducting by doping with varying concentrations (10(-5) to 1 M) of HCl. On the basis of the culture protocol involving the systematic delivery of intermittent electric field (dc) stimulation, the parametric window of substrate conductivity and electric field strength was established to promote significant morphological extensions, with minimal cellular damage. A time dependent morphological change in hMSCs with significant filopodial elongation was observed after 7 days of electrically stimulated culture. Concomitant with morphological changes, a commensurate increase in the expression of neural lineage commitment markers such as nestin and PI tubulin was recorded from hMSCs grown on highly conducting substrates, as revealed from the mRNA expression analysis using Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) as well as by immune-fluorescence imaging. Therefore, the present work establishes the key role of intermittent and systematic delivery of electric stimuli as guidance cues in promoting neural-like differentiation of hMSCs, when grown on electroconductive substrates. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

High Catalytic Activity of Amorphous Ir-Pi for Oxygen Evolution Reaction

Large-scale production of hydrogen gas by water electrolysis is hindered by the sluggish kinetics of oxygen evolution reaction (OER) at the anode. The development of a highly active and stable catalyst for OER is a challenging task. Electrochemically prepared amorphous metal-based catalysts have gained wide attention after the recent discovery of a cnbalt-phosphate (Co-Pi) catalyst: Herein, an amorphous iridium-phosphate (Ir-Pi) is investigated as an oxygen evolution catalyst. The catalyst is prepared by the anodic polarization of carbon paper electrodes in neutral phosphate buffer solutions containing IrCl3. The Ir-Pi film deposited on the substrate has significant amounts of phosphate and It centers in an oxidation state higher than +4. Phosphate plays a significant role in the deposition of the catalyst and also in its activity toward OER. The onset potential of OER on the Ir-Pi is about 150 mV lower in comparison with the Co-Pi under identical experimental conditions. Thus, Ir-Pi is a promising catalyst for electrochemical oxidation of water.

Risk-Sensitive Ergodic Control of Continuous Time Markov Processes With Denumerable State Space

In this article, we study risk-sensitive control problem with controlled continuous time Markov chain state dynamics. Using multiplicative dynamic programming principle along with the atomic structure of the state dynamics, we prove the existence and a characterization of optimal risk-sensitive control under geometric ergodicity of the state dynamics along with a smallness condition on the running cost.

Readout of a real-time hologram in bacteriorhodopsin film with high diffraction efficiency and intensity

A scheme for the readout of a hologram recorded in bacteriorhodopsin film with high diffraction efficiency and intensity is suggested and demonstrated. Two weak coherent continuous beams function as the recording beams, and a strong light pulse is used to read the real-time hologram. The width of the readout light pulse is modulated to be short compared with the erase time of the reading beam; the time space between two adjacent pulses is ensured to be longer than the time the beams take to recover the hologram, and high diffraction efficiency and intensity (similar to 11 mW/cm(2)) can be obtained. (C) 1996 Optical Society of America.

Desenvolvimento e validação de sistema multiplex X-STR para identificação humana por DNA

Novas metodologias de análise molecular voltadas para estudos populacionais, clínicos, evolutivos, da biodiversidade e identificação forense foram desenvolvidas com base em marcadores microssátelites ou STR Short Tandem Repeats. Os marcadores STR, que estão amplamente espalhados nos genomas e se caracterizam por apresentar alto grau de polimorfismo, podem ser analisados a partir da amplificação por PCR (Reação em Cadeia da polimerase). A análise foi facilitada a partir do desenvolvimento de sistemas de amplificação simultânea de múltiplos STR (multiplex STR) e com a detecção automatizada dos produtos de amplificação marcados por fluorescência. Recentemente, o uso de marcadores STR do cromossomo X (X-STR) tornou-se significativo na prática forense. Devido ao seu modo de transmissão, os X-STR são úteis em situações particulares de investigação de relações de parentesco, apresentando vantagens sobre o uso de STR autossômicos. Este estudo teve como principal objetivo o desenvolvimento e validação de sistema multiplex, denominado LDD (X-STR) Decaplex, capaz de amplificar dez loci X-STR (DXS7133, DXS7424, DXS8378, DXS6807, DXS7132, DXS10074, DXS7423, DXS8377, GATA172D05 e DXS10101) para aplicação em genética populacional, identificação e análises forenses. Utilizando o LDD (X-STR) Decaplex 170 indivíduos autodenominados afrodescendentes, não aparentados geneticamente, foram genotipados. As freqüências alélicas e genotípicas não apresentaram desvio do equilíbrio de Hardy-Weinberg e estão em concordância com aquelas observadas em outros estudos. Os haplótipos observados foram únicos em indivíduos de amostra masculina. A análise de desequilíbrio de ligação não revelou associação entre os marcadores X-STR. A diversidade genética foi elevada, variando entre 0,6218 para o locus DXS7133 a 0,9327 para o locus DXS8377. Os parâmetros de Probabilidade de Vinculação (PV), Índice de Vinculação (IV), Poder de Exclusão (PE), Poder de Discriminação e Razão de Verossimilhança foram também elevados, demonstraram que os dez X-STRs são altamente polimórficos e discriminativos na população estudada. A concentração mínima de DNA para a amplificação dos loci do LDD (X-STR) Decaplex é de 0,5 ng e verificamos que amplificação por PCR pode ser afetada quando são adicionados mais de 5 ng de DNA nas reações. Os percentuais de bandas stutter foram elevados para os loci DXS7132 e DXS8377. No teste de reprodutibilidade observamos consistência entre as tipagem de diferentes amostras biológicas, incluindo as de restos mortais. No teste de mistura a proporção limite em que observamos a coexistência de duas espécies biológicas foi de 2,5:1ng (feminino-masculino). Os resultados evidenciaram que os loci do LDD (X-STR) Decaplex são altamente informativos, consistindo, em conjunto, uma ferramenta importante em estudos de identificação humana e de relações de parentesco.

Investigação de alterações em genes de microRNAs expressos no cérebro como causa de deficiência intelectual ligada ao cromossomo X

A Deficiência Intelectual (DI) é uma condição definida como um funcionamento intelectual significativamente prejudicado, expresso juntamente com limitações em pelo menos duas áreas do comportamento adaptativo que se manifestam antes dos 18 anos de idade. A prevalência estimada da DI na população em geral é de 2-3% e um número expressivo de casos permanece sem um diagnóstico definitivo. Há um consenso geral de que a DI é mais comum em indivíduos do sexo masculino em relação aos do sexo feminino. Entre as explicações para este excesso está a concentração de genes específicos para a habilidade cognitiva no cromossomo X. MicroRNAs (miRNAs) são pequenas moléculas de RNA não codificador que modulam a expressão gênica pós-transcricional de RNAs mensageiros alvo. Recentemente, estudos têm demonstrado a importância essencial dos miRNAs para o desenvolvimento e funcionamento cerebrais e sabe-se que o cromossomo X tem uma alta densidade de genes de miRNAs. Neste contexto, os miRNAs são candidatos potenciais como fatores genéticos envolvidos na Deficiência Intelectual Ligada ao X (DILX). Neste estudo, foram analisadas as regiões genômicas de 17 genes de miRNAs expressos no cérebro localizados no cromossomo X, com o objetivo de investigar o possível envolvimento de variantes na sequência destes miRNAs na DILX. Para este fim, selecionamos amostras de DNA genômico (sangue periférico) de 135 indivíduos do sexo masculino portadores de DI sugestiva de DILX de um grupo de mais de 1.100 pacientes com DI encaminhados ao Serviço de Genética Humana da UERJ. O critério de inclusão para este estudo era de que os probandos apresentassem um ou mais parentes do sexo masculino afetados pela DI que fossem interligados por via materna. As amostras de DNA dos pacientes foram amplificadas utilizando a técnica de reação em cadeia da polimerase, seguida por purificação e sequenciamento direto pelo método de Sanger dos fragmentos amplificados. Para avaliar a conservação dos 17 miRNAs foi realizada uma análise filogenética in silico incluindo sequências dos miRNAs selecionados de humanos e de outras 8 espécies de primatas estreitamente relacionadas. Não foram encontradas alterações nas sequências nos genes de 17 miRNAs analisados, mesmo diante do padrão genético altamente heterogêneo da população brasileira. Adicionalmente, a análise filogenética destes miRNAs revelou uma alta conservação entre as espécies comparadas. Considerando o papel dos miRNAs como reguladores da expressão gênica, a ausência de alterações e a alta conservação entre primatas sugerem uma forte pressão seletiva sobre estas moléculas, reforçando a sua importância funcional para o organismo em geral. Apesar de não termos encontrado variantes de sequência nos miRNAs estudados, o envolvimento de miRNAs na DI não pode ser completamente descartado. Alterações fora da molécula de miRNA precursor, nos fatores de processamento, nos sítios alvo e variações no número de cópias de genes de miRNAs podem implicar em alteração na expressão dos miRNAs e, consequentemente, na funcionalidade do miRNA maduro. Sendo assim, uma análise sistemática da expressão de miRNAs em pacientes com DILX é urgentemente necessária, a fim de desvendar novos genes/mecanismos moleculares relacionados a esta condição.