Recombinant expression of Munc18c in a baculovirus system and interaction with syntaxin4

Two protein families that are critical for vesicle transport are the Syntaxin and Munc18/Sec1. families of proteins. These two molecules form a high affinity complex and play an essential role in vesicle docking and fusion. Munc18c was expressed as an N-terminally His-tagged fusion protein from recombinant baculovirus in Sf9 insect cells. His-tagged Munc18c was purified to homogeneity using both cobalt-chelating affinity chromatography and gel filtration chromatography. With this simple two-step protocol, 3.5 mg of purified Munc18c was obtained from a 1 L culture. Further, the N-terminal His-tag could be removed by thrombin cleavage while the tagged protein was bound to metal affinity resin. Recombinant Munc18c produced in this way is functional, in that it forms a stable complex with the SNARE interacting partner, syntaxin4. Thus we have developed a method for producing and purifying large amounts of functional Munc18c-both tagged and detagged-from a baculovirus expression system. We have also developed a method to purify the Munc18c:syntaxin4 complex. These methods will be employed for future functional and structural studies. Crown copyright (C) 2003 Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

Characterization of the types of the Neotropical Pseudisobrachium (Hymenoptera: Bethylidae), with a key to species

Atualmente é difícil reconhecer a identidade de muitas espécies neotropicais de Pseudisobrachium Kieffer, 1904, principalmente por que as descrições e ilustrações disponíveis não são suficientes para permitir identificações precisas. Para resolver este problema, foram examinadas 115 espécies válidas, além de seus sinônimos juniores. Foram realizados doze atos nomenclaturais, e reconhecidas 110 espécies válidas para a região Neotropical. Foram designados dois lectótipos: Pristocera crassicornis Westwood and Pristocera haemorrhoidalis Westwood. Foram propostas sete sinonímias novas para espécies: Pseudisobrachium retusum Evans syn. nov. de P. pauxillum Evans; P. cunco Perez syn. nov. de P. erythrocephalum Evans; P. navajo Evans, P. rectangulatum Evans, P. emarginatum Evans e P. foutsi Evans syn. nov. de P. flavinervis Fouts; P. acuminatum Waichert & Azevedo syn. nov. de P. latum Waichert & Azevedo. Foi proposta a seguinte sinonímia nova para gênero: Parisobrachium Kieffer syn. nov. de Dissomphalus Ashmead. Foi estabelecida a seguinte combinação nova e revalidado o nome: Dissomphalus albipes (Kieffer) comb. nov. e nom. rev. de Pseudisobrachium paraguayense Kieffer.

Basis set convergence in Hartree-Fock calculations of some diatomic molecules containing first and second-row atoms

Investiga-se a convergência de conjuntos de bases em direção ao limite numérico da energia Hartree-Fock (HF) total para as seqüências hierárquicas dos conjuntos de bases XZP e ccpVXZ. Para as duas hierarquias, melhoramentos significativos são obtidos com cada incremento em X. Para estimar o limite do conjunto de base completo, uma forma exponencial foi usada. Entre as várias aproximações consideradas aqui, uma extrapolação exponencial de três parâmetros aplicada aos resultados TZP, QZP e 5ZP deu os limites do conjunto de bases mais precisos. Em adição, energias HF dos orbitais moleculares ocupados mais altos de algumas moléculas diatômicas foram calculadas com o conjunto 5ZP e comparadas com as correspondentes obtidas com o conjunto cc-pV5Z e com um método numérico HF.

Comparação de desempenho entre a formulação direta do Método dos Elementos de Contorno com Funções Radiais e o Método dos Elementos Finitos em problemas de Poisson e Helmholtz

O presente trabalho objetiva avaliar o desempenho do MECID (Método dos Elementos de Contorno com Interpolação Direta) para resolver o termo integral referente à inércia na Equação de Helmholtz e, deste modo, permitir a modelagem do Problema de Autovalor assim como calcular as frequências naturais, comparando-o com os resultados obtidos pelo MEF (Método dos Elementos Finitos), gerado pela Formulação Clássica de Galerkin. Em primeira instância, serão abordados alguns problemas governados pela equação de Poisson, possibilitando iniciar a comparação de desempenho entre os métodos numéricos aqui abordados. Os problemas resolvidos se aplicam em diferentes e importantes áreas da engenharia, como na transmissão de calor, no eletromagnetismo e em problemas elásticos particulares. Em termos numéricos, sabe-se das dificuldades existentes na aproximação precisa de distribuições mais complexas de cargas, fontes ou sorvedouros no interior do domínio para qualquer técnica de contorno. No entanto, este trabalho mostra que, apesar de tais dificuldades, o desempenho do Método dos Elementos de Contorno é superior, tanto no cálculo da variável básica, quanto na sua derivada. Para tanto, são resolvidos problemas bidimensionais referentes a membranas elásticas, esforços em barras devido ao peso próprio e problemas de determinação de frequências naturais em problemas acústicos em domínios fechados, dentre outros apresentados, utilizando malhas com diferentes graus de refinamento, além de elementos lineares com funções de bases radiais para o MECID e funções base de interpolação polinomial de grau (um) para o MEF. São geradas curvas de desempenho através do cálculo do erro médio percentual para cada malha, demonstrando a convergência e a precisão de cada método. Os resultados também são comparados com as soluções analíticas, quando disponíveis, para cada exemplo resolvido neste trabalho.

Abordagens metodológicas para avaliar risco de extinção de espécies de Brachyteles (Primates : Atelidae)

A distribuição geográfica de um táxon é limitada por aspectos ecológicos e históricos. Muitas atividades humanas têm causado modificações na cobertura vegetal, o que leva à fragmentação e perda do habitat. Isso tem levado à extinção local de populações de várias espécies, alterando sua distribuição geográfica. Entre elas estão as duas espécies do gênero Brachyteles (os muriquis), que são primatas endêmicos de um dos biomas mais afetados por esses processos, a Mata Atlântica. A União Internacional para a Conservação da Natureza (UICN) é uma organização que busca conservar a biodiversidade. Entre outros critérios, utiliza o conhecimento sobre as distribuições geográficas restritas das espécies para classificá-las em categorias de ameaça de extinção, nas chamadas listas vermelhas. Para isso, utiliza parâmetros espaciais, cujos resultados indicam o risco de extinção de determinado táxon em relação à sua distribuição geográfica. Muitas vezes os cálculos desses parâmetros são realizados de maneira subjetiva, de maneira que é importante a busca de métodos que tornem as classificações mais objetivas, precisas e replicáveis. Nesse contexto, o presente trabalho testou diferentes métodos de cálculos de três parâmetros relacionados à distribuição geográfica de B. hypoxanthus e B. arachnoides. Tratam-se de espécies ameaçadas de extinção, com localidades de ocorrência bem conhecidas, que foram profundamente afetadas pela degradação da Mata Atlântica. Assim, podem ser consideradas bons modelos para essas análises. Foi construído um banco de dados de localidades de ocorrência atuais das duas espécies. Por meio de abordagens de Sistemas de Informação Geográfica (SIG), foram estimadas a Extensão de Ocorrência (EOO) através de Mínimo Polígono Convexo e α-hull e Área de Ocupação (AOO) e Subpopulações por meio de métodos de grids, buffers circulares e α-hull, em diferentes escalas espaciais. Os resultados dos cálculos desses parâmetros foram comparados para identificar as abordagens e escalas mais adequadas para a avaliação de risco de extinção. Esses resultados indicam que as listas de localidades e os mapas de distribuição disponibilizados pela UICN precisam ser atualizados. Além disso, sugerem que α-hull é uma abordagem vantajosa para EOO e o método de buffers é mais adequado para os parâmetros de AOO e Subpopulações, quando utiliza escalas espaciais menores. Também foi utilizada a ferramenta GeoCAT, para as duas espécies. Essa ferramenta, por realizar análises de EOO e AOO instantâneas e por seus resultados serem semelhantes aos de outras análises, serve como uma abordagem preliminar de risco de extinção baseado no critério de distribuição geográfica.

Variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo em povoamento de eucalipto

Nos anos mais recentes, observa-se aumento na adoção das técnicas de silvicultura de precisão em florestas plantadas no Brasil. Os plantios de eucalipto ocorrem preferencialmente em áreas com baixa fertilidade de solo e consequentemente baixa produtividade. Logo, para otimizar ao máximo a produção, é necessário saber o quanto essa cultura pode produzir em cada local (sítio). Objetivou-se aplicar uma metodologia que utiliza técnicas de estatística, geoestatística e geoprocessamento, no mapeamento da variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo cultivado com eucalipto, em área de 10,09 ha, situada no sul do estado do Espírito Santo. Os atributos químicos da fertilidade do solo estudados foram: fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg), no ano da implantação do povoamento do eucalipto, em 2008, e três anos após, em 2011. O solo foi amostrado em duas profundidades, 0-0,2 m e 0,2-0,4 m, nos 94 pontos de uma malha regular, com extensão de 33 x 33 m. Os dados foram analisados pela estatística descritiva e, em seguida, pela geoestatística, por meio do ajuste de semivariogramas. Diferentes métodos de interpolação foram testados para produzir mapas temáticos mais precisos e facilitar as operações algébricas utilizadas. Com o auxílio de índices quantitativos, realizou-se uma análise geral da fertilidade do solo, por meio da álgebra de mapas. A metodologia utilizada neste estudo possibilitou mapear a variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo. A análise variográfica mostrou que todos os atributos estudados apresentaram-se estruturados espacialmente, exceto para o atributo P, no Ano Zero (camada 0-0,2 m) e no Ano Três (ambas as camadas). Os melhores métodos de interpolação para o mapeamento de cada atributo químico do solo foram identificados com a ajuda gráfica do Diagrama de Taylor. Mereceram destaque, os modelos esférico e exponencial nas interpolações para a maioria dos atributos químicos do solo avaliados. Apesar de a variação espacial e temporal dos atributos estudados apresentar-se, em média, com pequena variação negativa, a metodologia usada mostrou variações positivas na fertilidade do solo em várias partes da área de estudo. Além disso, os resultados demonstram que os efeitos observados são majoritariamente em função da cultura, uma vez que não foram coletadas amostras de solo em locais adubados. A produtividade do sítio florestal apresentou-se com tendências semelhantes às variações ocorridas na fertilidade do solo, exceto para o magnésio, que se mostrou com tendências espaciais para suporte de elevadas produtividades, de até 50 m3 ha-1 ano-1. Além de mostrar claramente as tendências observadas para as variações na fertilidade do solo, a metodologia utilizada confirma um caminho operacional acessível para empresas e produtores florestais para o manejo nutricional em florestas plantadas. O uso dos mapas facilita a mobilização de recursos para melhorar a aplicação de fertilizantes e corretivos necessários.

SPAD-502 readings in response to photon fluence in leaves with different chlorophyll content

The chlorophyll meter (SPAD-502) is widely used to estimate chlorophyll content, but non-uniform chloroplast distribution can affect its accuracy. This study aimed to assess the effect of photon fluence (F, irradiance x time of illumination) in leaves with different chlorophyll content and determine the effect of chlorophyll a/b on SPAD values of four tropical tree species (Croton draconoides Müll. Arg., Hevea guianensis Aubl., Hymenaea courbaril L. and Matisia cordata H.B.K.). There were also determined calibration equations for the chlorophyll meter and assessed the effect of F on SPAD values between 07:00 h and 17:00 h. Calibration equations were obtained after determining leaf chlorophyll content in the laboratory. Increases in F with time caused a reduction in SPAD values in species with a high chlorophyll content, with reductions of 20% in M. cordata and 10% in H. guianensis. Leaves of C. draconoides and H. courbaril had lower chlorophyll content and showed no changes in SPAD values with increase in F. The chlorophyll a/b ratio increased with SPAD values and the SPAD/chlorophyll relationship was best described by an exponential equation. It seems that F may affect SPAD values in leaves with high chlorophyll content, probably due to non-uniform chloroplast distribution at high irradiance. This indicates that SPAD values tend to be more accurate if recorded early in morning when irradiance is low.

Application to quantify fetal lung branching on rat explants

Recently, regulating mechanisms of branching morphogenesis of fetal lung rat explants have been an essential tool for molecular research. The development of accurate and reliable segmentation techniques may be essential to improve research outcomes. This work presents an image processing method to measure the perimeter and area of lung branches on fetal rat explants. The algorithm starts by reducing the noise corrupting the image with a pre-processing stage. The outcome is input to a watershed operation that automatically segments the image into primitive regions. Then, an image pixel is selected within the lung explant epithelial, allowing a region growing between neighbouring watershed regions. This growing process is controlled by a statistical distribution of each region. When compared with manual segmentation, the results show the same tendency for lung development. High similarities were harder to obtain in the last two days of culture, due to the increased number of peripheral airway buds and complexity of lung architecture. However, using semiautomatic measurements, the standard deviation was lower and the results between independent researchers were more coherent

Kidney targeting and puncturing during percutaneous nephrolithotomy: recent advances and future perspectives

Background and Purpose: Precise needle puncture of the kidney is a challenging and essential step for successful percutaneous nephrolithotomy (PCNL). Many devices and surgical techniques have been developed to easily achieve suitable renal access. This article presents a critical review to address the methodologies and techniques for conducting kidney targeting and the puncture step during PCNL. Based on this study, research paths are also provided for PCNL procedure improvement. Methods: Most relevant works concerning PCNL puncture were identified by a search of Medline/PubMed, ISI Web of Science, and Scopus databases from 2007 to December 2012. Two authors independently reviewed the studies. Results: A total of 911 abstracts and 346 full-text articles were assessed and discussed; 52 were included in this review as a summary of the main contributions to kidney targeting and puncturing. Conclusions: Multiple paths and technologic advances have been proposed in the field of urology and minimally invasive surgery to improve PCNL puncture. The most relevant contributions, however, have been provided by the applicationofmedical imaging guidance, newsurgical tools,motion tracking systems, robotics, andimage processing and computer graphics. Despite the multiple research paths for PCNL puncture guidance, no widely acceptable solution has yet been reached, and it remains an active and challenging research field. Future developments should focus on real-time methods, robust and accurate algorithms, and radiation free imaging techniques

Collecting system percutaneous access using real-time tracking sensors: first pig model in vivo experience

Purpose: Precise needle puncture of the renal collecting system is an essential but challenging step for successful percutaneous nephrolithotomy. We evaluated the efficiency of a new real-time electromagnetic tracking system for in vivo kidney puncture. Materials and Methods: Six anesthetized female pigs underwent ureterorenoscopy to place a catheter with an electromagnetic tracking sensor into the desired puncture site and ascertain puncture success. A tracked needle with a similar electromagnetic tracking sensor was subsequently navigated into the sensor in the catheter. Four punctures were performed by each of 2 surgeons in each pig, including 1 each in the kidney, middle ureter, and right and left sides. Outcome measurements were the number of attempts and the time needed to evaluate the virtual trajectory and perform percutaneous puncture. Results: A total of 24 punctures were easily performed without complication. Surgeons required more time to evaluate the trajectory during ureteral than kidney puncture (median 15 seconds, range 14 to 18 vs 13, range 11 to 16, p ¼ 0.1). Median renal and ureteral puncture time was 19 (range 14 to 45) and 51 seconds (range 45 to 67), respectively (p ¼ 0.003). Two attempts were needed to achieve a successful ureteral puncture. The technique requires the presence of a renal stone for testing. Conclusions: The proposed electromagnetic tracking solution for renal collecting system puncture proved to be highly accurate, simple and quick. This method might represent a paradigm shift in percutaneous kidney access techniques

A creative solution for rapid and inexpensive model-making in product design processes

Rapid prototyping (RP) is an approach for automatically building a physical object through solid freeform fabrication. Nowadays, RP has become a vital aspect of most product development processes, due to the significant competitive advantages it offers compared to traditional manual model making. Even in academic environments, it is important to be able to quickly create accurate physical representations of concept solutions. Some of these can be used for simple visual validation, while others can be employed for ergonomic assessment by potential users or even for physical testing. However, the cost of traditional RP methods prevents their use in most academic environments on a regular basis, and even for very preliminary prototypes in many small companies. That results in delaying the first physical prototypes to later stages, or creating very rough mock-ups which are not as useful as they could be. In this paper we propose an approach for rapid and inexpensive model-making, which was developed in an academic context, and which can be employed for a variety of objects.

Sugarcane productivity correlated with physical-chemical attributes to create soil management zone

The socioeconomic importance of sugar cane in Brazil is unquestionable because it is the raw material for the production of ethanol and sugar. The accurate spatial intervention in the management of the crop, resulting zones of soil management, increases productivity as well as its agricultural yields. The spatial and Person's correlations between sugarcane attributes and physico-chemical attributes of a Typic Tropustalf were studied in the growing season of 2009, in Suzanápolis, State of São Paulo, Brazil (20°28'10'' S lat.; 50°49'20'' W long.), in order to obtain the one that best correlates with agricultural productivity. Thus, the geostatistical grid with 120 sampling points was installed to soil and data collection in a plot of 14.6 ha with second crop sugarcane. Due to their substantial and excellent linear and spatial correlations with the productivity of the sugarcane, the population of plants and the organic matter content of the soil, by evidencing substantial correlations, linear and spatial, with the productivity of sugarcane, were indicators of management zones strongly attached to such productivity.

Automatic modeling of pectus excavatum corrective prosthesis using artificial neural networks

Pectus excavatum is the most common deformity of the thorax. Pre-operative diagnosis usually includes Computed Tomography (CT) to successfully employ a thoracic prosthesis for anterior chest wall remodeling. Aiming at the elimination of radiation exposure, this paper presents a novel methodology for the replacement of CT by a 3D laser scanner (radiation-free) for prosthesis modeling. The complete elimination of CT is based on an accurate determination of ribs position and prosthesis placement region through skin surface points. The developed solution resorts to a normalized and combined outcome of an artificial neural network (ANN) set. Each ANN model was trained with data vectors from 165 male patients and using soft tissue thicknesses (STT) comprising information from the skin and rib cage (automatically determined by image processing algorithms). Tests revealed that ribs position for prosthesis placement and modeling can be estimated with an average error of 5.0 ± 3.6 mm. One also showed that the ANN performance can be improved by introducing a manually determined initial STT value in the ANN normalization procedure (average error of 2.82 ± 0.76 mm). Such error range is well below current prosthesis manual modeling (approximately 11 mm), which can provide a valuable and radiation-free procedure for prosthesis personalization.