The physiological significance of β-actin mRNA localization in determining cell polarity and directional motility

β-actin mRNA is localized near the leading edge in several cell types, where actin polymerization is actively promoting forward protrusion. The localization of the β-actin mRNA near the leading edge is facilitated by a short sequence in the 3′ untranslated region, the “zip code.” Localization of the mRNA at this region is important physiologically. Treatment of chicken embryo fibroblasts with antisense oligonucleotides complementary to the localization sequence (zip code) in the 3′ untranslated region leads to delocalization of β-actin mRNA, alteration of cell phenotype, and a decrease in cell motility. To determine the components of this process responsible for the change in cell behavior after β-actin mRNA delocalization, the Dynamic Image Analysis System was used to quantify movement of cells in the presence of sense and antisense oligonucleotides to the zip code. It was found that net path length and average speed of antisense-treated cells were significantly lower than in sense-treated cells. Total path length and the velocity of protrusion of antisense-treated cells were not affected compared with those of control cells. These results suggest that a decrease in persistence of direction of movement and not in velocity results from treatment of cells with zip code-directed antisense oligonucleotides. To test this, direct analysis of directionality was performed on antisense-treated cells and showed a decrease in directionality (net path/total path) and persistence of movement. Less directional movement of antisense-treated cells correlated with a unpolarized and discontinuous distribution of free barbed ends of actin filaments and of β-actin protein. These results indicate that delocalization of β-actin mRNA results in delocalization of nucleation sites and β-actin protein from the leading edge followed by loss of cell polarity and directional movement.

Protein Changes in Response to Progressive Water Deficit in Maize1 : Quantitative Variation and Polypeptide Identification

Three-week-old plants of two unrelated lines of maize (Zea mays L.) and their hybrid were submitted to progressive water stress for 10 d. Changes induced in leaf proteins were studied by two-dimensional electrophoresis and quantitatively analyzed using image analysis. Seventy-eight proteins out of a total of 413 showed a significant quantitative variation (increase or decrease), with 38 of them exhibiting a different expression in the two genotypes. Eleven proteins that increased by a factor of 1.3 to 5 in stressed plants and 8 proteins detected only in stressed plants were selected for internal amino acid microsequencing, and by similarity search 16 were found to be closely related to previously reported proteins. In addition to proteins already known to be involved in the response to water stress (e.g. RAB17 [Responsive to ABA]), several enzymes involved in basic metabolic cellular pathways such as glycolysis and the Krebs cycle (e.g. enolase and triose phosphate isomerase) were identified, as well as several others, including caffeate O-methyltransferase, the induction of which could be related to lignification.

Intracellular pH in Arbuscular Mycorrhizal Fungi1 : A Symbiotic Physiological Marker

A method was developed to perform real-time analysis of cytosolic pH of arbuscular mycorrhizal fungi in culture using dye and ratiometric measurements (490/450 nm excitations). The study was mainly performed using photometric analysis, although some data were confirmed using image analysis. The use of nigericin allowed an in vivo calibration. Experimental parameters such as loading time and concentration of the dye were determined so that pH measurements could be made for a steady-state period on viable cells. A characteristic pH profile was observed along hyphae. For Gigaspora margarita, the pH of the tip (0–2 μm) was typically 6.7, increased sharply to 7.0 behind this region (9.5 μm), and decreased over the next 250 μm to a constant value of 6.6. A similar pattern was obtained for Glomus intraradices. The pH profile of G. margarita germ tubes was higher when cultured in the presence of carrot (Daucus carota) hairy roots (nonmycorrhizal). Similarly, extraradical hyphae of G. intraradices had a higher apical pH than the germ tubes. The use of a paper layer to prevent the mycorrhizal roots from being in direct contact with the medium selected hyphae with an even higher cytosolic pH. Results suggest that this method could be useful as a bioassay for studying signal perception and/or H+ cotransport of nutrients by arbuscular mycorrhizal hyphae.

General and specific brain regions involved in encoding and retrieval of events: what, where, and when.

Remembering an event involves not only what happened, but also where and when it occurred. We measured regional cerebral blood flow by positron emission tomography during initial encoding and subsequent retrieval of item, location, and time information. Multivariate image analysis showed that left frontal brain regions were always activated during encoding, and right superior frontal regions were always activated at retrieval. Pairwise image subtraction analyses revealed information-specific activations at (i) encoding, item information in left hippocampal, location information in right parietal, and time information in left fusiform regions; and (ii) retrieval, item in right inferior frontal and temporal, location in left frontal, and time in anterior cingulate cortices. These results point to the existence of general encoding and retrieval networks of episodic memory whose operations are augmented by unique brain areas recruited for processing specific aspects of remembered events.

Dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging reveals stress-induced angiogenesis in MCF7 human breast tumors.

The mechanism of contrast enhancement of tumors using magnetic resonance imaging was investigated in MCF7 human breast cancer implanted in nude mice. Dynamic contrast-enhanced images recorded at high spatial resolution were analyzed by an image analysis method based on a physiological model, which included the blood circulation, the tumor, the remaining tissues, and clearance via the kidneys. This analysis enabled us to map in rapidly enhancing regions within the tumor, the capillary permeability factor (capillary permeability times surface area per voxel volume) and the fraction of leakage space. Correlation of these maps with T2-weighted spin echo images, with histopathology, and with immunohistochemical staining of endothelial cells demonstrated the presence of dense permeable microcapillaries in the tumor periphery and in intratumoral regions that surrounded necrotic loci. The high leakage from the intratumoral permeable capillaries indicated an induction of a specific angiogenic process associated with stress conditions that cause necrosis. This induction was augmented in tumors responding to tamoxifen treatment. Determination of the distribution and extent of this stress-induced angiogenic activity by contrast-enhanced MRI might be of diagnostic and of prognostic value.

Propriedades superficiais de filmes à base de gelatina

O objetivo do presente trabalho foi caracterizar as propriedades superficiais de filmes à base de gelatina. Para o qual foram elaborados filmes de: (i) Gelatina plastificado com glicerol (G) (gelatina: 5 g/100 g SFF; glicerol: 30 g/100 g de gelatina), (ii) Gelatina reforçado com montmorilhonita (G/MMT) (gelatina: 5 g/100 g SFF; glicerol: 30 g/100 g de gelatina; MMT: 5 g/100 g de gelatina) e Gelatina plastificado com citrato de acetiltributila (G/ATB) (gelatina: 5 g/100 g SFF; ATB: 50 g/100 de gelatina; lecitina de soja: 60 g/100 g de ATB; etanol: 20 g/100 g SFF). Os filmes foram produzidos mediante o uso de um aplicador automático de filmes \"Spreading\". Logo, os filmes foram submetidos a testes para determinação da espessura, umidade e propriedades óticas (brilho, cor e opacidade). Também foi caracterizada a microestrutura por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM); às imagens obtidas por MEV foi aplicado um analise de imagem mediante o programa Image J, para obter o valor da dimensão fractal (DF). Depois foram caracterizadas as propriedades superficiais de ângulo de contato (AC), molhabilidade ou coeficiente de espalhamento (Se), e energia livre superficial (ELS) mediante a medida do ângulo de contato pelo método da gota séssil (água: 5 µL e 1-Bromonaftaleno: 3 µL). Para o cálculo da ELS também foi aplicado o método de Owens-Wendt. Estas caracterizações foram feitas em ambos os lados do filme, lado ar e lado placa. A natureza do filme de G/ATB influenciou na umidade e as propriedades óticas, enquanto que os filmes de G e G/MMT apresentaram características similares. Em relação à microestrutura e rugosidade, o filme de G apresentou a superfície mais homogênea e lisa, contrario ao observado no filme de G/MMT, que apresentou a maior rugosidade seguida do filme de G/ATB. Foi observado que houve uma relação entre os valores de rugosidade e DF. De acordo com o valor do AC, os filmes apresentaram um caráter hidrofóbico, pois seus valores foram superiores a 65° (em ambos os lados dos filmes), na seguinte ordem: G/MMT > G > G/ATB; sendo que o Se seguiu a mesma tendência. Cabe mencionar também que não foi encontrada uma correlação significativa entre os valores de AC e rugosidade. Em função dos valores de AC, Se e ELS (especificamente a componente polar), o filme de G/ATB apresentou o menor caráter hidrofóbico, pois apresentou menores valores de AC e maiores valores de Se em comparação com os outros dois filmes. Os valores da componente polar da G/ATB foram os maiores, explicando de melhor maneira o caráter menos hidrofóbico deste filme. Pode-se concluir que os filmes à base de gelatina elaborados no presente trabalho têm propriedades hidrofóbicas (AC>65°), sendo a G/MMT o filme com melhores características hidrofóbicas.

Caracterização geométrica e mecânica de macrofibras poliméricas.

Uma grande diversidade de macrofibras poliméricas para reforço de concreto se encontram disponibilizadas hoje em dia. Por natureza estas fibras apresentam grande diversidade de características e propriedades. Estas variações afetam sua atuação como reforço no concreto. No entanto, não há normas brasileiras sobre o assunto e as metodologias de caracterização de normas estrangeiras apresentam divergências. Algumas normas definem que a caracterização do comportamento mecânico deva ser feita nos fios originais e outras que se devam utilizar métodos definidos para caracterização de materiais metálicos. A norma EN14889-2:2006 apresenta maior abrangência, mas deixa dúvidas quanto à adequação dos critérios de caracterização geométrica das fibras e não define um método de ensaio específico para sua caracterização mecânica. Assim, há a necessidade de estabelecimento de uma metodologia que permita a realização de um programa de controle de qualidade da fibra nas condições de emprego. Esta metodologia também proporcionaria uma forma de caracterização do material para estudos experimentais, o que permitiria maior fundamentação científica desses trabalhos que, frequentemente, fundamentam-se apenas em dados dos fabricantes. Assim, foi desenvolvido um estudo experimental focando a caracterização de duas macrofibras poliméricas disponíveis no mercado brasileiro. Focou-se o estudo na determinação dos parâmetros geométricos e na caracterização mecânica através da determinação da resistência à tração e avaliação do módulo de elasticidade. Na caracterização geométrica foi adotada como referência a norma europeia EN14889-2:2006. As medições do comprimento se efetuaram por dois métodos: o método do paquímetro e o método de análise de imagens digitais, empregando um software para processamento das imagens. Para a medição do diâmetro, além das metodologias mencionadas, foi usado o método da densidade. Conclui-se que o método do paquímetro, com o cuidado de esticar previamente as macrofibras, e o método das imagens digitais podem ser igualmente utilizados para medir o comprimento. Já parar determinar o diâmetro, recomenda-se o método da densidade. Quanto à caracterização mecânica, foi desenvolvida uma metodologia própria a partir de informações obtidas de outros ensaios. Assim, efetuaram-se ensaios de tração direta nas macrofibras coladas em molduras de tecido têxtil. Complementarmente, foi avaliado também o efeito do contato abrasivo das macrofibras com os agregados durante a mistura em betoneira no comportamento mecânico do material. Também se avaliou o efeito do método de determinação da área da seção transversal nos resultados medidos no ensaio de tração da fibra. Conclui-se que o método proposto para o ensaio de tração direta da fibra é viável, especialmente para a determinação da resistência à tração. O valor do módulo de elasticidade, por sua vez, acaba sendo subestimado. A determinação da área da seção da fibra através do método da densidade forneceu também os melhores resultados. Além disso, comprovou-se que o atrito das fibras com o agregado durante a mistura compromete o comportamento mecânico, reduzindo tanto a resistência quanto o módulo de elasticidade. Assim, pode-se afirmar que a metodologia proposta para o controle geométrico e mecânico das macrofibras poliméricas é adequada para a caracterização do material.

Caracterização tecnológica do minério de ouro da Mina Morro do Ouro - Paracatu, MG.

As unidades de beneficiamento de minério de ouro buscam cada vez mais uma produção de baixo custo e maximização dos ganhos financeiros. A caracterização tecnológica está inserida em uma abordagem multidisciplinar que permite agregar conhecimento, alternativas de otimização e redução nos custos de operação. Inserida como uma ferramenta na caracterização tecnológica, a análise de imagens automatizada tem importante papel no setor mineral principalmente pela rapidez das análises, robustez estatística e confiabilidade nos resultados. A técnica pode ser realizada por meio de imagens adquiridas em microscópio eletrônico de varredura, associada a microanálises químicas sendo utilizada em diversas etapas de um empreendimento mineiro. Este estudo tem como objetivo a caraterização tecnológica de minério de ouro da Mina Morro do Ouro, Minas Gerais na qual foi utilizado a técnica de análise de imagens automatizada por MLA em um conjunto de 88 amostras. Foi possível identificar que 90% do ouro está na fração acima de 0,020 mm; o quartzo e mica representam cerca de 80% da massa total do minério; os sulfetos apresentam diâmetro de círculo equivalente entre 80 e 100 ?m e são representados por pirita e arsenopirita, com pirrotita, calcopirita, esfalerita e galena subordinada. Também foi possível observar que o ouro está majoritariamente associado à pirita e arsenopirita e com o aumento de teor de arsênio, cresce a parcela de ouro associado à arsenopirita. As medianas das distribuições de tamanho dos grãos de ouro apresentam um valor médio de 19 ?m. Verificou-se que a composição dos grãos de ouro é bastante diversa, em média 77% de ouro e 23% de prata. Para material abaixo de 0,50 mm observa-se uma parcela expressiva de perímetro exposto dos grãos de ouro (média 73%); o ouro incluso (21% do total dos grãos de ouro) está associado a pirita e arsenopirita, sendo que em 14 das 88 amostras este valor pode superar 40% do total de ouro contido. A ferramenta da análise de imagens automatizada mostrou-se bastante eficiente definindo características particulares o que fornece de forma objetiva subsídios para os trabalhos de planejamento de mina e processamento mineral.