Selective Coupling between Theta Phase and Neocortical Fast Gamma Oscillations during REM-Sleep in Mice

TORT, A. B. L. ; SCHEFFER-TEIXEIRA, R ; Souza, B.C. ; DRAGUHN, A. ; BRANKACK, J. . Theta-associated high-frequency oscillations (110-160 Hz) in the hippocampus and neocortex. Progress in Neurobiology , v. 100, p. 1-14, 2013.

Improving photofermentative hydrogen production through metabolic engineering and DOE (Design of Experiments)

A l’heure actuelle, les biocarburants renouvelables et qui ne nuit pas à l'environnement sont à l'étude intensive en raison de l'augmentation des problèmes de santé et de la diminution des combustibles fossiles. H2 est l'un des candidats les plus prometteurs en raison de ses caractéristiques uniques, telles que la densité d'énergie élevée et la génération faible ou inexistante de polluants. Une façon attrayante pour produire la H2 est par les bactéries photosynthétiques qui peuvent capter l'énergie lumineuse pour actionner la production H2 avec leur système de nitrogénase. L'objectif principal de cette étude était d'améliorer le rendement de H2 des bactéries photosynthétiques pourpres non sulfureuses utilisant une combinaison de génie métabolique et le plan des expériences. Une hypothèse est que le rendement en H2 pourrait être améliorée par la redirection de flux de cycle du Calvin-Benson-Bassham envers du système de nitrogénase qui catalyse la réduction des protons en H2. Ainsi, un PRK, phosphoribulose kinase, mutant « knock-out » de Rhodobacter capsulatus JP91 a été créé. L’analyse de la croissance sur des différentes sources de carbone a montré que ce mutant ne peut croître qu’avec l’acétate, sans toutefois produire d' H2. Un mutant spontané, YL1, a été récupéré qui a retenu l'cbbP (codant pour PRK) mutation d'origine, mais qui avait acquis la capacité de se développer sur le glucose et produire H2. Une étude de la production H2 sous différents niveaux d'éclairage a montré que le rendement d’YL1 était de 20-40% supérieure à la souche type sauvage JP91. Cependant, il n'y avait pas d'amélioration notable du taux de production de H2. Une étude cinétique a montré que la croissance et la production d'hydrogène sont fortement liées avec des électrons à partir du glucose principalement dirigés vers la production de H2 et la formation de la biomasse. Sous des intensités lumineuses faibles à intermédiaires, la production d'acides organiques est importante, ce qui suggère une nouvelle amélioration additionnel du rendement H2 pourrait être possible grâce à l'optimisation des processus. Dans une série d'expériences associées, un autre mutant spontané, YL2, qui a un phénotype similaire à YL1, a été testé pour la croissance dans un milieu contenant de l'ammonium. Les résultats ont montré que YL2 ne peut croître que avec de l'acétate comme source de carbone, encore une fois, sans produire de H2. Une incubation prolongée dans les milieux qui ne supportent pas la croissance de YL2 a permis l'isolement de deux mutants spontanés secondaires intéressants, YL3 et YL4. L'analyse par empreint du pied Western a montré que les deux souches ont, dans une gamme de concentrations d'ammonium, l'expression constitutive de la nitrogénase. Les génomes d’YL2, YL3 et YL4 ont été séquencés afin de trouver les mutations responsables de ce phénomène. Fait intéressant, les mutations de nifA1 et nifA2 ont été trouvés dans les deux YL3 et YL4. Il est probable qu'un changement conformationnel de NifA modifie l'interaction protéine-protéine entre NifA et PII protéines (telles que GlnB ou GlnK), lui permettant d'échapper à la régulation par l'ammonium, et donc d'être capable d'activer la transcription de la nitrogénase en présence d'ammonium. On ignore comment le nitrogénase synthétisé est capable de maintenir son activité parce qu’en théorie, il devrait également être soumis à une régulation post-traductionnelle par ammonium. Une autre preuve pourrait être obtenue par l'étude du transcriptome d’YL3 et YL4. Une première étude sur la production d’ H2 par YL3 et YL4 ont montré qu'ils sont capables d’une beaucoup plus grande production d'hydrogène que JP91 en milieu d'ammonium, qui ouvre la porte pour les études futures avec ces souches en utilisant des déchets contenant de l'ammonium en tant que substrats. Enfin, le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec la bactérie photosynthétique, Rhodopseudomonas palustris CGA009 a été examiné. La production d'éthanol avec fermentation utilisant des ressources renouvelables microbiennes a été traitée comme une technique mature. Cependant, la plupart des études du reformage de l'éthanol à H2 se sont concentrés sur le reformage chimique à la vapeur, ce qui nécessite généralement une haute charge énergetique et résultats dans les émissions de gaz toxiques. Ainsi le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec des bactéries photosynthétiques, qui peuvent capturer la lumière pour répondre aux besoins énergétiques de cette réaction, semble d’être plus prometteuse. Une étude précédente a démontré la production d'hydrogène à partir d'éthanol, toutefois, le rendement ou la durée de cette réaction n'a pas été examiné. Une analyse RSM (méthode de surface de réponse) a été réalisée dans laquelle les concentrations de trois facteurs principaux, l'intensité lumineuse, de l'éthanol et du glutamate ont été variés. Nos résultats ont montré que près de 2 moles de H2 peuvent être obtenus à partir d'une mole d'éthanol, 33% de ce qui est théoriquement possible.

A guideline to improve qualitative social science publishing in ecology and conservation journals

A rise in qualitative social science manuscripts published in ecology and conservation journals speaks to the growing awareness of the importance of the human dimension in maintaining and improving Earth’s ecosystems. Given the rise in the quantity of qualitative social science research published in ecology and conservation journals, it is worthwhile quantifying the extent to which this research is meeting established criteria for research design, conduct, and interpretation. Through a comprehensive review of this literature, we aimed to gather and assess data on the nature and extent of information presented on research design published qualitative research articles, which could be used to judge research quality. Our review was based on 146 studies from across nine ecology and conservation journals. We reviewed and summarized elements of quality that could be used by reviewers and readers to evaluate qualitative research (dependability, credibility, confirmability, and transferability); assessed the prevalence of these elements in research published in ecology and conservation journals; and explored the implications of sound qualitative research reporting for applying research findings. We found that dependability and credibility were reasonably well reported, albeit poorly evolved in relation to critical aspects of qualitative social science such as methodology and triangulation, including reflexivity. Confirmability was, on average, inadequately accounted for, particularly with respect to researchers’ ontology, epistemology, or philosophical perspective and their choice of methodology. Transferability was often poorly developed in terms of triangulation methods and the suitability of the sample for answering the research question/s. Based on these findings, we provide a guideline that may be used to evaluate qualitative research presented in ecology and conservation journals to help secure the role of qualitative research and its application to decision making.

Degradation of Biofumigant Isothiocyanates and Allyl Glucosinolate in Soil and Their Effects on the Microbial Community Composition

Brassicales species rich in glucosinolates are used for biofumigation, a process based on releasing enzymatically toxic isothiocyanates into the soil. These hydrolysis products are volatile and often reactive compounds. Moreover, glucosinolates can be degraded also without the presence of the hydrolytic enzyme myrosinase which might contribute to bioactive effects. Thus, in the present study the stability of Brassicaceae plant-derived and pure glucosinolates hydrolysis products was studied using three different soils ( model biofumigation). In addition, the degradation of pure 2-propenyl glucosinolate was investigated with special regard to the formation of volatile breakdown products. Finally, the influence of pure glucosinolate degradation on the bacterial community composition was evaluated using denaturing gradient gel electrophoresis of 16S rRNA gene amplified from total community DNA. The model biofumigation study revealed that the structure of the hydrolysis products had a significant impact on their stability in the soil but not the soil type. Following the degradation of pure 2-propenyl glucosinolate in the soils, the nitrile as well as the isothiocyanate can be the main degradation products, depending on the soil type. Furthermore, the degradation was shown to be both chemically as well as biologically mediated as autoclaving reduced degradation. The nitrile was the major product of the chemical degradation and its formation increased with iron content of the soil. Additionally, the bacterial community composition was significantly affected by adding pure 2-propenyl glucosinolate, the effect being more pronounced than in treatments with myrosinase added to the glucosinolate. Therefore, glucosinolates can have a greater effect on soil bacterial community composition than their hydrolysis products.

Selective Coupling between Theta Phase and Neocortical Fast Gamma Oscillations during REM-Sleep in Mice

TORT, A. B. L. ; SCHEFFER-TEIXEIRA, R ; Souza, B.C. ; DRAGUHN, A. ; BRANKACK, J. . Theta-associated high-frequency oscillations (110-160 Hz) in the hippocampus and neocortex. Progress in Neurobiology , v. 100, p. 1-14, 2013.

Wild mushrooms and their mycelia as sources of bioactive compounds: antioxidant, anti-inflammatory and cytotoxic properties

Mushrooms are an important source of natural compounds with acknowledged bioactivity. Pleurotus eryngii (DC.) Quél., in particular, is widely recognized for its organoleptic quality and favorable health effects, being commercially produced in great extent. On the other hand, Suillus bellinii (Inzenga) Watling is an ectomycorrhizal symbiont, whose main properties were only reported in a scarce number of publications. Some current trends point toward using the mycelia and the culture media as potential sources of bioactive compounds, in addition to the fruiting bodies. Accordingly, P. eryngii and S. bellinii were studied for their composition in phenolic acids and sterols, antioxidant capacity (scavenging DPPH radicals, reducing power, β-carotene bleaching inhibition and TBARS formation inhibition), anti-inflammatory effect (by down-regulating LPS-stimulated NO in RAW264.7 cells) and anti-proliferative activity (using MCF-7, NCI-H460, HeLa, HepG2 and PLP2 cell lines). Overall, S. bellinii mycelia showed higher contents of ergosterol and phenolic compounds (which were also detected in higher quantity in its fruiting body) and stronger antioxidant activity than P. eryngii. On the other hand, P. eryngii mycelia showed anti-inflammatory (absent in S. bellinii mycelia) and a cytotoxicity similar (sometimes superior) to its fruiting bodies, in opposition to S. bellinii, whose mycelia presented a decreased anti-proliferative activity. Furthermore, the assayed species showed differences in the growth rate and yielded biomass of their mycelia, which should also be considered in further applications.

EFFECT OF TEMPORARY DROUGHT AT DIFFERENT GROWTH STAGES ON SNAP BEAN POD QUALITY AND YIELD

High quality snap bean ( Phaseolus vulgaris L. ) can be produced under rain-fed conditions, provided that adequate moisture is available. However, drought may occur at any stage of growth of snap bean. The objective of this study was to evaluate the effect of drought stress at different growth stages on pod physical quality and nutrient concentrations. An experiment was conducted at the Horticulture Greenhouse, Hawassa University in Ethiopia. Drought stress (50% of field capacity [FC]) was applied at the unfolding of the fourth trifoliate leaf, flowering and pod formation, against a control with no drought stress. The drought stress treatments and eight cultivars were arranged as a factorial experiment in a completely randomised design, with three replications. Drought stress (50% FC) during reproductive stages significantly (P<0.05) reduced pod texture, appearance, and pod curvature. Drought stress increased protein and zinc concentrations by 41 and 15%, respectively; but reduced iron concentration by 15% in snap bean pods. All the tested cultivars had relatively similar responses to drought stress.

Coarse-graining and renormalisation group methods for the elucidation of the kinetics of complex nucleation and growth processes

We review our work on generalisations of the Becker-Doring model of cluster-formation as applied to nucleation theory, polymer growth kinetics, and the formation of upramolecular structures in colloidal chemistry. One valuable tool in analysing mathematical models of these systems has been the coarse-graining approximation which enables macroscopic models for observable quantities to be derived from microscopic ones. This permits assumptions about the detailed molecular mechanisms to be tested, and their influence on the large-scale kinetics of surfactant self-assembly to be elucidated. We also summarise our more recent results on Becker-Doring systems, notably demonstrating that cross-inhibition and autocatalysis can destabilise a uniform solution and lead to a competitive environment in which some species flourish at the expense of others, phenomena relevant in models of the origins of life.

Improving photofermentative hydrogen production through metabolic engineering and DOE (Design of Experiments)

A l’heure actuelle, les biocarburants renouvelables et qui ne nuit pas à l'environnement sont à l'étude intensive en raison de l'augmentation des problèmes de santé et de la diminution des combustibles fossiles. H2 est l'un des candidats les plus prometteurs en raison de ses caractéristiques uniques, telles que la densité d'énergie élevée et la génération faible ou inexistante de polluants. Une façon attrayante pour produire la H2 est par les bactéries photosynthétiques qui peuvent capter l'énergie lumineuse pour actionner la production H2 avec leur système de nitrogénase. L'objectif principal de cette étude était d'améliorer le rendement de H2 des bactéries photosynthétiques pourpres non sulfureuses utilisant une combinaison de génie métabolique et le plan des expériences. Une hypothèse est que le rendement en H2 pourrait être améliorée par la redirection de flux de cycle du Calvin-Benson-Bassham envers du système de nitrogénase qui catalyse la réduction des protons en H2. Ainsi, un PRK, phosphoribulose kinase, mutant « knock-out » de Rhodobacter capsulatus JP91 a été créé. L’analyse de la croissance sur des différentes sources de carbone a montré que ce mutant ne peut croître qu’avec l’acétate, sans toutefois produire d' H2. Un mutant spontané, YL1, a été récupéré qui a retenu l'cbbP (codant pour PRK) mutation d'origine, mais qui avait acquis la capacité de se développer sur le glucose et produire H2. Une étude de la production H2 sous différents niveaux d'éclairage a montré que le rendement d’YL1 était de 20-40% supérieure à la souche type sauvage JP91. Cependant, il n'y avait pas d'amélioration notable du taux de production de H2. Une étude cinétique a montré que la croissance et la production d'hydrogène sont fortement liées avec des électrons à partir du glucose principalement dirigés vers la production de H2 et la formation de la biomasse. Sous des intensités lumineuses faibles à intermédiaires, la production d'acides organiques est importante, ce qui suggère une nouvelle amélioration additionnel du rendement H2 pourrait être possible grâce à l'optimisation des processus. Dans une série d'expériences associées, un autre mutant spontané, YL2, qui a un phénotype similaire à YL1, a été testé pour la croissance dans un milieu contenant de l'ammonium. Les résultats ont montré que YL2 ne peut croître que avec de l'acétate comme source de carbone, encore une fois, sans produire de H2. Une incubation prolongée dans les milieux qui ne supportent pas la croissance de YL2 a permis l'isolement de deux mutants spontanés secondaires intéressants, YL3 et YL4. L'analyse par empreint du pied Western a montré que les deux souches ont, dans une gamme de concentrations d'ammonium, l'expression constitutive de la nitrogénase. Les génomes d’YL2, YL3 et YL4 ont été séquencés afin de trouver les mutations responsables de ce phénomène. Fait intéressant, les mutations de nifA1 et nifA2 ont été trouvés dans les deux YL3 et YL4. Il est probable qu'un changement conformationnel de NifA modifie l'interaction protéine-protéine entre NifA et PII protéines (telles que GlnB ou GlnK), lui permettant d'échapper à la régulation par l'ammonium, et donc d'être capable d'activer la transcription de la nitrogénase en présence d'ammonium. On ignore comment le nitrogénase synthétisé est capable de maintenir son activité parce qu’en théorie, il devrait également être soumis à une régulation post-traductionnelle par ammonium. Une autre preuve pourrait être obtenue par l'étude du transcriptome d’YL3 et YL4. Une première étude sur la production d’ H2 par YL3 et YL4 ont montré qu'ils sont capables d’une beaucoup plus grande production d'hydrogène que JP91 en milieu d'ammonium, qui ouvre la porte pour les études futures avec ces souches en utilisant des déchets contenant de l'ammonium en tant que substrats. Enfin, le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec la bactérie photosynthétique, Rhodopseudomonas palustris CGA009 a été examiné. La production d'éthanol avec fermentation utilisant des ressources renouvelables microbiennes a été traitée comme une technique mature. Cependant, la plupart des études du reformage de l'éthanol à H2 se sont concentrés sur le reformage chimique à la vapeur, ce qui nécessite généralement une haute charge énergetique et résultats dans les émissions de gaz toxiques. Ainsi le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec des bactéries photosynthétiques, qui peuvent capturer la lumière pour répondre aux besoins énergétiques de cette réaction, semble d’être plus prometteuse. Une étude précédente a démontré la production d'hydrogène à partir d'éthanol, toutefois, le rendement ou la durée de cette réaction n'a pas été examiné. Une analyse RSM (méthode de surface de réponse) a été réalisée dans laquelle les concentrations de trois facteurs principaux, l'intensité lumineuse, de l'éthanol et du glutamate ont été variés. Nos résultats ont montré que près de 2 moles de H2 peuvent être obtenus à partir d'une mole d'éthanol, 33% de ce qui est théoriquement possible.