Electrostatic Energetics of Bacillus subtilis Ribonuclease P Protein Determined by Nuclear Magnetic Resonance-Based Histidine pKa Measurements.

The pKa values of ionizable groups in proteins report the free energy of site-specific proton binding and provide a direct means of studying pH-dependent stability. We measured histidine pKa values (H3, H22, and H105) in the unfolded (U), intermediate (I), and sulfate-bound folded (F) states of RNase P protein, using an efficient and accurate nuclear magnetic resonance-monitored titration approach that utilizes internal reference compounds and a parametric fitting method. The three histidines in the sulfate-bound folded protein have pKa values depressed by 0.21 ± 0.01, 0.49 ± 0.01, and 1.00 ± 0.01 units, respectively, relative to that of the model compound N-acetyl-l-histidine methylamide. In the unliganded and unfolded protein, the pKa values are depressed relative to that of the model compound by 0.73 ± 0.02, 0.45 ± 0.02, and 0.68 ± 0.02 units, respectively. Above pH 5.5, H22 displays a separate resonance, which we have assigned to I, whose apparent pKa value is depressed by 1.03 ± 0.25 units, which is ∼0.5 units more than in either U or F. The depressed pKa values we observe are consistent with repulsive interactions between protonated histidine side chains and the net positive charge of the protein. However, the pKa differences between F and U are small for all three histidines, and they have little ionic strength dependence in F. Taken together, these observations suggest that unfavorable electrostatics alone do not account for the fact that RNase P protein is intrinsically unfolded in the absence of ligand. Multiple factors encoded in the P protein sequence account for its IUP property, which may play an important role in its function.

Oldest known cranium of a juvenile New World monkey (Early Miocene, Patagonia, Argentina): implications for the taxonomy and the molar eruption pattern of early platyrrhines.

A juvenile cranium of Homunculus patagonicus Ameghino, 1891a from the late Early Miocene of Santa Cruz Province (Argentina) provides the first evidence of developing cranial anatomy for any fossil platyrrhine. The specimen preserves the rostral part of the cranium with deciduous and permanent alveoli and teeth. The dental eruption sequence in the new specimen and a reassessment of eruption patterns in living and fossil platyrrhines suggest that the ancestral platyrrhine pattern of tooth replacement was for the permanent incisors to erupt before M(1), not an accelerated molar eruption (before the incisors) as recently proposed. Two genera and species of Santacrucian monkeys are now generally recognized: H. patagonicus Ameghino, 1891a and Killikaike blakei Tejedor et al., 2006. Taxonomic allocation of Santacrucian monkeys to these species encounters two obstacles: 1) the (now lost) holotype and a recently proposed neotype of H. patagonicus are mandibles from different localities and different geologic members of the Santa Cruz Formation, separated by approximately 0.7 million years, whereas the holotype of K. blakei is a rostral part of a cranium without a mandible; 2) no Santacrucian monkey with associated cranium and mandible has ever been found. Bearing in mind these uncertainties, our examination of the new specimen as well as other cranial specimens of Santacrucian monkeys establishes the overall dental and cranial similarity between the holotype of Killikaike blakei, adult cranial material previously referred to H. patagonicus, and the new juvenile specimen. This leads us to conclude that Killikaike blakei is a junior subjective synonym of H. patagonicus.

The evolutionary history of ferns inferred from 25 low-copy nuclear genes.

UNLABELLED: • PREMISE OF THE STUDY: Understanding fern (monilophyte) phylogeny and its evolutionary timescale is critical for broad investigations of the evolution of land plants, and for providing the point of comparison necessary for studying the evolution of the fern sister group, seed plants. Molecular phylogenetic investigations have revolutionized our understanding of fern phylogeny, however, to date, these studies have relied almost exclusively on plastid data.• METHODS: Here we take a curated phylogenomics approach to infer the first broad fern phylogeny from multiple nuclear loci, by combining broad taxon sampling (73 ferns and 12 outgroup species) with focused character sampling (25 loci comprising 35877 bp), along with rigorous alignment, orthology inference and model selection.• KEY RESULTS: Our phylogeny corroborates some earlier inferences and provides novel insights; in particular, we find strong support for Equisetales as sister to the rest of ferns, Marattiales as sister to leptosporangiate ferns, and Dennstaedtiaceae as sister to the eupolypods. Our divergence-time analyses reveal that divergences among the extant fern orders all occurred prior to ∼200 MYA. Finally, our species-tree inferences are congruent with analyses of concatenated data, but generally with lower support. Those cases where species-tree support values are higher than expected involve relationships that have been supported by smaller plastid datasets, suggesting that deep coalescence may be reducing support from the concatenated nuclear data.• CONCLUSIONS: Our study demonstrates the utility of a curated phylogenomics approach to inferring fern phylogeny, and highlights the need to consider underlying data characteristics, along with data quantity, in phylogenetic studies.

Wnt Protein Signaling Reduces Nuclear Acetyl-CoA Levels to Suppress Gene Expression during Osteoblast Differentiation.

Developmental signals in metazoans play critical roles in inducing cell differentiation from multipotent progenitors. The existing paradigm posits that the signals operate directly through their downstream transcription factors to activate expression of cell type-specific genes, which are the hallmark of cell identity. We have investigated the mechanism through which Wnt signaling induces osteoblast differentiation in an osteoblast-adipocyte bipotent progenitor cell line. Unexpectedly, Wnt3a acutely suppresses the expression of a large number of genes while inducing osteoblast differentiation. The suppressed genes include Pparg and Cebpa, which encode adipocyte-specifying transcription factors and suppression of which is sufficient to induce osteoblast differentiation. The large scale gene suppression induced by Wnt3a corresponds to a global decrease in histone acetylation, an epigenetic modification that is associated with gene activation. Mechanistically, Wnt3a does not alter histone acetyltransferase or deacetylase activities but, rather, decreases the level of acetyl-CoA in the nucleus. The Wnt-induced decrease in histone acetylation is independent of β-catenin signaling but, rather, correlates with suppression of glucose metabolism in the tricarboxylic acid cycle. Functionally, preventing histone deacetylation by increasing nucleocytoplasmic acetyl-CoA levels impairs Wnt3a-induced osteoblast differentiation. Thus, Wnt signaling induces osteoblast differentiation in part through histone deacetylation and epigenetic suppression of an alternative cell fate.

Involvement of Rel/Nuclear Factor-κB Transcription Factors in Keratinocyte Senescence

After a finite doubling number, normal cells become senescent, i.e. nonproliferating and apoptosis resistant. Because Rel/nuclear factor (NF)-κB transcription factors regulate both proliferation and apoptosis, we have investigated their involvement in senescence. cRel overexpression in young normal keratinocytes results in premature senescence, as defined by proliferation blockage, apoptosis resistance, enlargement, and appearance of senescence-associated β-galactosidase (SA-β-Gal) activity. Normal senescent keratinocytes display a greater endogenous Rel/NF-κB DNA binding activity than young cells; inhibiting this activity in presenescent cells decreases the number of cells expressing the SA-β-Gal marker. Normal senescent keratinocytes and cRel-induced premature senescent keratinocytes overexpressed manganese superoxide dismutase (MnSOD), a redox enzyme encoded by a Rel/NF-κB target gene. MnSOD transforms the toxic O2.- into H2O2, whereas catalase and glutathione peroxidase convert H2O2 into H2O. Neither catalase nor glutathione peroxidase is up-regulated during cRel-induced premature senescence or during normal senescence, suggesting that H 2O2 accumulates. Quenching H2O2 by catalase delays the occurrence of both normal and premature cRel-induced senescence. Conversely, adding a nontoxic dose of H2O2 to the culture medium of young normal keratinocytes induces a premature senescence-like state. All these results indicate that Rel/NF-κB factors could take part in the occurrence of senescence by generating an oxidative stress via the induction of MnSOD.

Towards more accurate and reliable predictions for nuclear applications

The need for nuclear data far from the valley of stability, for applications such as nuclear as- trophysics or future nuclear facilities, challenges the robustness as well as the predictive power of present nuclear models. Most of the nuclear data evaluation and prediction are still performed on the basis of phenomenological nuclear models. For the last decades, important progress has been achieved in funda- mental nuclear physics, making it now feasible to use more reliable, but also more complex microscopic or semi-microscopic models in the evaluation and prediction of nuclear data for practical applications. In the present contribution, the reliability and accuracy of recent nuclear theories are discussed for most of the relevant quantities needed to estimate reaction cross sections and beta-decay rates, namely nuclear masses, nuclear level densities, gamma-ray strength, fission properties and beta-strength functions. It is shown that nowadays, mean-field models can be tuned at the same level of accuracy as the phenomenological mod- els, renormalized on experimental data if needed, and therefore can replace the phenomenogical inputs in the prediction of nuclear data. While fundamental nuclear physicists keep on improving state-of-the-art models, e.g. within the shell model or ab initio models, nuclear applications could make use of their most recent results as quantitative constraints or guides to improve the predictions in energy or mass domain that will remain inaccessible experimentally.

Costos de localización : análisis comparativo de los complejos agroindustriales arroceros de la Argentina y de Uruguay

La producción primaria de arroz en Argentina ha sufrido en su evolución cambios en su localización geográfica, ubicándose actualmente en la región Litoral. En los últimos años, por diversas causas, hubo un desplazamiento de la producción hacia el norte de dicha región. En este contexto, los molinos arroceros tuvieron un proceso de concentración geográfica y de reducción de capacidad de elaboración -por cierre de plantas-, pero no cambiaron su localización. Como consecuencia, se afectaron los márgenes de comercialización y los ingresos de los productores. En Uruguay, el cultivo comenzó en el Este, y luego tuvo una expansión al Centro y Norte del país. Esto obedeció a razones de índole estructural inherentes a la expansión de la actividad y al tipo de articulación entre la producción y la industria, por lo que la localización de estas últimas acompañó dicha expansión. El objetivo de éste trabajo es realizar una caracterización de la organización técnica, económica y social del sector arrocero, cuantificar los costos de transporte inherentes a la localización de la producción primaria con respecto a los molinos para Argentina, evaluar cambios de la última década, realizar un análisis comparativo respecto de Uruguay, y elaborar para el caso de Argentina un modelo de transporte que incluya operatorias de tipo multimodal, con la utilización del ferrocarril y del transporte fluvial por los ríos Paraná y Uruguay. Para ello se han elaborado modelos de programación lineal en los cuales los resultados obtenidos son la minimización del costo de transporte, las rutas, los medios utilizados y la información que brindan los costos de oportunidad y de sustitución en caso que los mismos resultaron relevantes. Los resultados del modelo señalan que debido a la estructuración del CAI arrocero argentino los costos de transporte se han duplicado entre 1998 y el año 2006, cuando eran aquel año similares a los costos en Uruguay. La incorporación de transporte ferroviario y fluvial al modelo disminuye parcialmente dicho encarecimiento.

Lechería ovina en la Argentina : identificación y análisis de los puntos de conflicto en las transacciones productor - industria e industria - distribución y su impacto sobre la sostenibilidad del negocio en Argentina

El estancamiento y presumible retroceso de la actividad lechera ovina en la Argentina suele explicarse desde los aspectos productivos y reproductivos y, en forma incipiente, desde los aspectos institucionales y organizacionales. Los conflictos entre actores, posible causa de la baja sostenibilidad de los negocios de tipo artesanal, han sido poco explorados en la Argentina y en el mundo. El objetivo del presente trabajo es identificar y estudiar los principales puntos de conflicto en las transacciones productor - industria (T2) e industria - distribución (T3) en el negocio de los lácteos ovinos en la Argentina y su impacto sobre la sostenibilidad de este Agronegocio. La metodología de trabajo utilizada fue la epistemología fenomenológica, combinando la investigación cualitativa con la cuantitativa. Se encuestaron 19 tambos ovinos de la provincia de Buenos Aires seleccionados en base a un muestreo aleatorio estratificado por escala de producción. Las encuestas se analizaron a partir del software PC-ORD con técnicas de análisis multivariado: Análisis de Componentes Principales (ACP). A partir del ACP se retuvieron los dos primeros autovalores por acumular el 59,6 por ciento del total de la varianza. Dos componentes principales explicaron el 60 por ciento de la variabilidad total arrojando tres grupos de productores similares en las variables en torno a F1 (estructura de gobernancia) y F2 (nivel de especialización). En T2 los puntos de conflicto giraron en torno a la calidad de la materia prima, el precio, el plazo de pago y la dificultad de cambiar de comprador de leche, mientras que en T3 estos giraron en torno a la calidad de la materia prima, volumen comercializado y regularidad en el abastecimiento del producto. En ambas transacciones se observó una falta de alineación. La elevada especificidad del activo involucrado (leche en T2 y quesos en T3) propició la aparición de comportamientos oportunistas por parte del eslabón siguiente de la cadena, generando cuasi rentas expropiables y potenciando los conflictos entre actores. La ausencia de mecanismos híbridos como las redes de contratos, cooperativas u otras formas de organización, afectó en forma negativa el nivel de especialización, la competitividad y, por lo tanto, la sostenibilidad de los emprendimientos.

Respuestas fenológicas de dos gramíneas C3 y dos C4, del pastizal natural de San Luis (Argentina), a variaciones de agua y temperatura

La temperatura y las precipitaciones son factores claves en la fenología de especies vegetales y su productividad. Los pastizales de la provincia de San Luis son especialmente interesantes porque coexisten gramíneas con vías metabólicas C3 (invernales) y C4 (estivales). Para evaluar cómo se relacionan la producción y la fenología reproductiva de las especies frente a cambios de temperatura y disponibilidad de agua, evalué cuatro gramíneas representativas de la región (dos C3 y dos C4) en dos estudios: 1) observacional a campo, y 2) manipulativo en invernáculo con dos niveles de temperatura y dos niveles de agua. En el estudio observacional comparé diez años de relevamientos fenológicos históricos realizados entre 1976 y 1986, con relevamientos fenológicos propios entre 2008 y 2010, todos llevados a cabo sobre el mismo sitio de estudio. En esta comparación encontré que una de las cuatro especies (Poa ligularis), atrasó significativamente su ciclo reproductivo (38 días la floración y 16 días la diseminación de semillas). La temperatura tuvo menor efecto sobre la producción, pero reflejó un claro control sobre la fenología en las cuatro especies estudiadas. En general, altas temperaturas estivales atrasaron el fin y aumentaron el largo del ciclo reproductivo de todas las especies. En cambio, primaveras más cálidas adelantaron el inicio reproductivo de las C4, pero retrasaron el de las C3. Por otra parte, la mayor disponibilidad de agua incrementó la producción, adelantó el comienzo floral y extendió entre 15 y 30 días el ciclo reproductivo de las cuatro especies. Inviernos lluviosos adelantaron el inicio floral de las especies C3, mientras que años con elevadas precipitaciones estivales retrasaron y extendieron el ciclo reproductivo de las C4. Estos resultados aportan valiosa información sobre las respuestas de la vegetación al clima, y pueden servir de insumo en el diseño de estrategias de manejo sustentable de estos pastizales.

Uso actual del suelo de los pastizales templados de Argentina : impacto del manejo sobre la provisión de servicios ecosistémicos intermedios relacionados con la dinámica del carbono y el nitrógeno

Las transformaciones realizadas por el ser humano alteran la composición y estructura del ecosistema para dirigir la energía fijada a la obtención de bienes con valor de mercado. Sin embargo, dichas alteraciones en el ambiente también reducen la provisión de servicios ecosistémicos. En esta tesis se analiza el impacto de las transformaciones agrícolas sobre la provisión de servicios ecosistémicos a nivel regional (Región Pampeana), en particular el carbono orgánico del suelo (COS) y las emisiones de N2O. Para ello se evalúa, en la principal zona agrícola del país, la dinámica temporal de las rotaciones agrícola-ganaderas y la importancia relativa de distintos tipos de labranza. La aproximación metodológica incluyó el uso de técnicas de teledetección, ensayos a campo y modelos de simulación. Los resultados obtenidos señalan que en la Pampa Ondulada, la agricultura continua fue el uso dominante y se encontró que un 28 por ciento de la superficie bajo este uso es monocultivo de soja. En cuanto a los sistemas de labranza la siembra directa representa el 70 por ciento del área bajo cultivos de verano. Mediante un modelo de simulación se determinó que de las secuencias de cultivos relevadas en la región la soja1ra/maíz bajo labranza convencional y sin fertilización fue la de mayor pérdida de COS para un período de 60 años (37 por ciento). Por el contrario, rotaciones de soja/trigo-soja2da (6 años) pastura (4 años) bajo siembra directa y altos niveles de fertilización presentaron un aumento del 10 por ciento en el mismo período. La información espacial muestra menores pérdidas de COS hacia el este y mayores hacia el oeste de la zona de estudio. En la pampa interior se comparó la emisión de N2O entre un cultivo de soja, solo y en doble cultivo, con el pastizal. Los resultados no mostraron diferencias significativas entre las diferentes coberturas