Definição de classes para comunicação Unicast e Multicast

No projeto de arquiteturas computacionais, a partir da evolução do modelo cliente-servidor, surgiram os sistemas distribuídos com a finalidade de oferecer características tais como: disponibilidade, distribuição, compartilhamento de recursos e tolerância a falhas. Estas características, entretanto, não são obtidas de forma simples. As aplicações distribuídas e as aplicações centralizadas possuem requisitos funcionais distintos; aplicações distribuídas são mais difíceis quanto ao projeto e implementação. A complexidade de implementação é decorrente principalmente da dificuldade de tratamento e de gerência dos mecanismos de comunicação, exigindo equipe de programadores experientes. Assim, tem sido realizada muita pesquisa para obter mecanismos que facilitem a programação de aplicações distribuídas. Observa-se que, em aplicações distribuídas reais, mecanismos de tolerância a falhas constituem-se em uma necessidade. Neste contexto, a comunicação confiável constitui-se em um dos blocos básicos de construção. Paralelamente à evolução tanto dos sistemas distribuídos como da área de tolerância a falhas, foi possível observar também a evolução das linguagens de programação. O sucesso do paradigma de orientação a objetos deve-se, provavelmente, à habilidade em modelar o domínio da aplicação ao invés da arquitetura da máquina em questão (enfoque imperativo) ou mapear conceitos matemáticos (conforme o enfoque funcional). Pesquisadores demonstraram que a orientação a objetos apresenta-se como um modelo atraente ao desenvolvimento de aplicações distribuídas modulares e tolerantes a falhas. Diante do contexto exposto, duas constatações estimularam basicamente a definição desta dissertação: a necessidade latente de mecanismos que facilitem a programação de aplicações distribuídas tolerantes a falhas; e o fato de que a orientação a objetos tem-se mostrado um modelo promissor ao desenvolvimento deste tipo de aplicação. Desta forma, nesta dissertação definem-se classes para a comunicação do tipo unicast e multicast, nas modalidades de envio confiável e não-confiável. Além destes serviços de comunicação básicos, foram desenvolvidas classes que permitem referenciar os participantes da comunicação através de nomes. As classes estão organizadas na forma de um pacote, compondo um framework. Sua implementação foi desenvolvida usando Java. Embora não tivessem sido requisitos básicos, as opções de projeto visaram assegurar resultados aceitáveis de desempenho e possibilidade de reuso das classes. Foram implementados pequenos trechos de código utilizando e testando a funcionalidade de cada uma das classes de comunicação propostas.

Utilização de Multicast na Disseminação de Escritas em Ambientes Replicados

Este trabalho trata da utilização de protocolos de comunicação de grupo para a disseminação de escritas em arquivos replicados. A replicação de arquivos tem como objetivo aumentar a disponibilidade dos dados mesmo mediante a ocorrência de alguma falha. Existem duas abordagens principais para a replicação de arquivos: a da cópia primária e das cópias ativas. Em ambas as abordagens é necessário que seja mantida a integridade dos dados replicados, de forma que todos cópias dos arquivos replicados estejam no mesmo estado. Essa integridade pode ser mantida pela escolha correta de uma estratégia de disseminação de escritas. Como os servidores que mantém cópias do mesmo arquivo formam um grupo de replicação, a disseminação de escritas pode ser feita através de comunicação de grupos. Neste trabalho são apresentados os sistemas de comunicação de grupo xAMp, da Universidade de Lisboa; Totem, Universidade da Califórnia; Transis da Universidade de Hebréia de Jerusalém; Horus, da Universidade de Cornell e Newtop da Universidade de Newcastle. Todos os sistemas descritos possuem características de comunicação de grupo e membership que permitem a sua utilização na disseminação de escritas para arquivos replicados. Este trabalho descreve, também, o protótipo PDERM (Protótipo para a Disseminação de Escritas em arquivos Replicados, através de Multicast), implementado para analisar o comportamento de um sistema de comunicação de grupo, o xAMp, na disseminação de escritas em arquivos replicados pela estratégia da cópia primária. Foi analisado o aspecto da manutenção da integridade das réplicas mesmo na ocorrência de falha do servidor primário.

FlexGroup: um ambiente flexível para comunicação em grupo

Mecanismos de comunicação entre processos são fundamentais no desenvolvimento de sistemas distribuídos, já que constituem o único meio de compartilhar dados entre processos que não dispõem de memória comum. Um dos principais mecanismos de comunicação utilizados é a troca de mensagens entre os processos componentes do sistema. Existem muitas aplicações que são compostas por um conjunto de processos que cooperam para realizar uma determinada tarefa e que são mais facilmente construídas se o sistema operacional oferecer a possibilidade de se enviar uma mensagem a diversos destinos. Neste caso são necessários mecanismos que permitam a difusão confiável de uma mensagem para um grupo de processos em uma única operação. Tendo em vista esta necessidade, diversos protocolos têm sido apresentados na literatura para permitir a comunicação entre um grupo de processos com diferentes graus de complexidade e de desempenho. Este trabalho apresenta um ambiente para desenvolvimento e utilização de protocolos de comunicação em grupo, denominado FlexGroup. O ambiente divide os protocolos em suas características fundamentais, permitindo que estas características possam ser desenvolvidas separadamente como subprotocolos. Os subprotocolo são interligados através de uma interface comum e gerenciados pelo núcleo do ambiente. A comunicação entre as diversas máquinas da rede é gerenciada pelo FlexGroup, permitindo que o desenvolvedor de um novo subprotocolo possa somente se focar nas características específicas do seu protocolo. Esta modularidade permite, ainda, que apenas as partes de interesse de um novo protocolo precisem ser implementadas, além de também viabilizar a criação de um protocolo baseado nos já existentes no ambiente. Além disso, o ambiente permite que as aplicações de comunicação em grupo possam definir, através de uma biblioteca, o conjunto de subprotocolos que desejam utilizar, em tempo de execução, sem necessidade de conhecer a implementação interna dos subprotocolos.. Da mesma forma, alguém que se proponha a realizar comparações com os protocolos existentes, pode utilizar os diversos subprotocolos e as aplicações existentes, bastando alterar os protocolos utilizados em tempo de execução e avaliando somente as características que deseje analisar.

Mesenchymal Stem Cells Derived From Canine Umbilical Cord Vein-A Novel Source for Cell Therapy Studies

The canine model provides a large animal system to evaluate many treatment modalities using stem cells (SCs). However, only bone marrow ( BM) protocols have been widely used in dogs for preclinical approaches. BM donation consists of an invasive procedure and the number and differentiation potential of its mesenchymal stem cells (MSCs) decline with age. More recently, umbilical cord was introduced as an alternative source to BM since it is obtained from a sample that is routinely discarded. Here, we describe the isolation of MSCs from canine umbilical cord vein (cUCV). These cells can be obtained from every cord received and grow successfully in culture. Their multipotent plasticity was demonstrated by their capacity to differentiate in adipocytic, chondrocytic, and osteocytic lineages. Furthermore, our results open possibilities to use cUCV cells in preclinical trials for many well-characterized canine model conditions homologs to human diseases.

Bothrops jararaca Peptide with Anti-Hypertensive Action Normalizes Endothelium Dysfunction Involved in Physiopathology of Preeclampsia

Preeclampsia, a pregnancy-specific syndrome characterized by hypertension, proteinuria and edema, is a major cause of fetal and maternal morbidity and mortality especially in developing countries. Bj-PRO-10c, a proline-rich peptide isolated from Bothrops jararaca venom, has been attributed with potent anti-hypertensive effects. Recently, we have shown that Bj-PRO-10c-induced anti-hypertensive actions involved NO production in spontaneous hypertensive rats. Using in vitro studies we now show that Bj-PRO-10c was able to increase NO production in human umbilical vein endothelial cells from hypertensive pregnant women (HUVEC-PE) to levels observed in HUVEC of normotensive women. Moreover, in the presence of the peptide, eNOS expression as well as argininosuccinate synthase activity, the key rate-limiting enzyme of the citrulline-NO cycle, were enhanced. In addition, excessive superoxide production due to NO deficiency, one of the major deleterious effects of the disease, was inhibited by Bj-PRO-10c. Bj-PRO-10c induced intracellular calcium fluxes in both, HUVEC-PE and HUVEC, which, however, led to activation of eNOS expression only in HUVEC-PE. Since Bj-PRO-10c promoted biological effects in HUVEC from patients suffering from the disorder and not in normotensive pregnant women, we hypothesize that Bj-PRO-10c induces its anti-hypertensive effect in mothers with preeclampsia. Such properties may initiate the development of novel therapeutics for treating preeclampsia.

SJL dystrophic mice express a significant amount of human muscle proteins following systemic delivery of human adipose-derived stromal cells without immunosuppression

Limb-girdle muscular dystrophies (LGMDs) are a heterogeneous group of disorders characterized by progressive degeneration of skeletal muscle caused by the absence of or defective muscular proteins. The murine model for limb-girdle muscular dystrophy 2B (LGMD2B), the SJL mice, carries a deletion in the dysferlin gene that causes a reduction in the protein levels to 15% of normal. The mice show muscle weakness that begins at 4-6 weeks and is nearly complete by 8 months of age. The possibility of restoring the defective muscle protein and improving muscular performance by cell therapy is a promising approach for the treatment of LGMDs or other forms of progressive muscular dystrophies. Here we have injected human adipose stromal cells (hASCs) into the SJL mice, without immunosuppression, aiming to assess their ability to engraft into recipient dystrophic muscle after systemic delivery; form chimeric human/mouse muscle fibers; express human muscle proteins in the dystrophic host and improve muscular performance. We show for the first time that hASCs are not rejected after systemic injection even without immunosuppression, are able to fuse with the host muscle, express a significant amount of human muscle proteins, and improve motor ability of injected animals. These results may have important applications for future therapy in patients with different forms of muscular dystrophies.

Using a combination of MLPA kits to detect chromosomal imbalances in patients with multiple congenital anomalies and mental retardation is a valuable choice for developing countries

Conventional karyotyping detects anomalies in 3-15% of patients with multiple congenital anomalies and mental retardation (MCA/MR). Whole-genome array screening (WGAS) has been consistently suggested as the first choice diagnostic test for this group of patients, but it is very costly for large-scale use in developing countries. We evaluated the use of a combination of Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA) kits to increase the detection rate of chromosomal abnormalities in MCA/MR patients. We screened 261 MCA/MR patients with two subtelomeric and one microdeletion kits. This would theoretically detect up to 70% of all submicroscopic abnormalities. Additionally we scored the de Vries score for 209 patients in an effort to find a suitable cut-off for MLPA screening. Our results reveal that chromosomal abnormalities were present in 87 (33.3%) patients, but only 57 (21.8%) were considered causative. Karyotyping detected 15 abnormalities (6.9%), while MLPA identified 54 (20.7%). Our combined MLPA screening raised the total detection number of pathogenic imbalances more than three times when compared to conventional karyotyping. We also show that using the de Vries score as a cutoff for this screening would only be suitable under financial restrictions. A decision analytic model was constructed with three possible strategies: karyotype, karyotype + MLPA and karyotype + WGAS. Karyotype + MLPA strategy detected anomalies in 19.8% of cases which account for 76.45% of the expected yield for karyotype + WGAS. Incremental Cost Effectiveness Ratio (ICER) of MLPA is three times lower than that of WGAS, which means that, for the same costs, we have three additional diagnoses with MLPA but only one with WGAS. We list all causative alterations found, including rare findings, such as reciprocal duplications of regions deleted in Sotos and Williams-Beuren syndromes. We also describe imbalances that were considered polymorphisms or rare variants, such as the new SNP that confounded the analysis of the 22q13.3 deletion syndrome. (C) 2011 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

HTR1B and HTR2C in autism spectrum disorders in Brazilian families

Autism spectrum disorders (ASD) is a group of behaviorally defined neuro developmental disabilities characterized by multiple genetic etiologies and a complex presentation. Several studies suggest the involvement of the serotonin system in the development of ASD, but only few have investigated serotonin receptors. We have performed a case-control and a family-based study with 9 polymorphisms mapped to two serotonin receptor genes (HTR1B and HTR2C) in 252 Brazilian male ASD patients of European ancestry. These analyses showed evidence of undertransmission of the HTR1B haplotypes containing alleles -161G and -261A at HTR1B gene to ASD (P=0.003), but no involvement of HTR2C to the predisposition to this disease. Considering the relatively low level of statistical significance and the power of our sample, further studies are required to confirm the association of these serotonin-related genes and ASD. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Muscle Protein Alterations in LGMD21 Patients With Different Mutations in the Fukutin-related Protein Gene

Fukutin-related protein (FKRP) is a protein involved in the glycosylation of cell surface molecules. Pathogenic mutations in the FKRP gene cause both the more severe congenital muscular dystrophy Type 1C and the milder Limb-Girdle Type 21 form (LGMD21). Here we report muscle histological alterations and the analysis of 11 muscle proteins: dystrophin, four sarcoglycans, calpain 3, dysferlin, telethonin, collagen VI, alpha-DG, and alpha 2-laminin, in muscle biopsies from 13 unrelated LGMD21 patients with 10 different FKRP mutations. In all, a typical dystrophic pattern was observed. In eight patients, a high frequency of rimmed vacuoles was also found. A variable degree of alpha 2-laminin deficiency was detected in 12 patients through immunofluorescence analysis, and 10 patients presented a-DG deficiency on sarcolemmal membranes. Additionally, through Western blot analysis, deficiency of calpain 3 and dystrophin bands was found in four and two patients, respectively. All the remaining proteins showed a similar pattern to normal controls. These results suggest that, in our population of LGMD21 patients, different mutations in the FKRP gene are associated with several secondary muscle protein reductions, and the deficiencies of alpha 2-laminin and alpha-DG on sections are prevalent, independently of mutation type or clinical severity.

Isolation, Characterization, and Differentiation Potential of Canine Adipose-Derived Stem Cells

Adipose tissue may represent a potential source of adult stem cells for tissue engineering applications in veterinary medicine. It can be obtained in large quantities, under local anesthesia, and with minimal discomfort. In this study, canine adipose tissue was obtained by biopsy from subcutaneous adipose tissue or by suction-assisted lipectomy (i.e., liposuction). Adipose tissue was processed to obtain a fibroblast-like population of cells similar to human adipose-derived stem cells (hASCs). These canine adipose-derived stem cells (cASCs) can be maintained in vitro for extended periods with stable population doubling and low levels of senescence. Immunofluorescence and flow cytometry show that the majority of cASCs are of mesodermal or mesenchymal origin. cASCs are able to differentiate in vitro into adipogenic, chondrogenic, myogenic, and osteogenic cells in the presence of lineage-specific induction factors. In conclusion, like human lipoaspirate, canine adipose tissue may also contain multipotent cells and represent an important stem cell source both for veterinary cell therapy as well as preclinical studies.

Gene Expression Profile of Mesenchymal Stem Cells from Paired Umbilical Cord Units: Cord is Different from Blood

Mesenchymal stem cells (MSC) are multipotent cells which can be obtained from several adult and fetal tissues including human umbilical cord units. We have recently shown that umbilical cord tissue (UC) is richer in MSC than umbilical cord blood (UCB) but their origin and characteristics in blood as compared to the cord remains unknown. Here we compared, for the first time, the exonic protein-coding and intronic noncoding RNA (ncRNA) expression profiles of MSC from match-paired UC and UCB samples, harvested from the same donors, processed simultaneously and under the same culture conditions. The patterns of intronic ncRNA expression in MSC from UC and UCB paired units were highly similar, indicative of their common donor origin. The respective exonic protein-coding transcript expression profiles, however, were significantly different. Hierarchical clustering based on protein-coding expression similarities grouped MSC according to their tissue location rather than original donor. Genes related to systems development, osteogenesis and immune system were expressed at higher levels in UCB, whereas genes related to cell adhesion, morphogenesis, secretion, angiogenesis and neurogenesis were more expressed in UC cells. These molecular differences verified in tissue-specific MSC gene expression may reflect functional activities influenced by distinct niches and should be considered when developing clinical protocols involving MSC from different sources. In addition, these findings reinforce our previous suggestion on the importance of banking the whole umbilical cord unit for research or future therapeutic use.

Spastic Paraplegia, Optic Atrophy, and Neuropathy: New Observations, Locus Refinement, and Exclusion of Candidate Genes

SPOAN is an autosomal recessive neurodegenerative disorder which was recently characterized by our group in a large inbred Brazilian family with 25 affected individuals. This condition is clinically defined by: 1. congenital optic atrophy; 2. progressive spastic paraplegia with onset in infancy; and 3. progressive motor and sensory axonal neuropathy. Overall, we are now aware of 68 SPOAN patients (45 females and 23 males, with age ranging from 5 to 72 years), 44 of which are presented here for the first time. They were all born in the same geographic micro region. Those 68 patients belong to 43 sibships, 40 of which exhibit parental consanguinity. Sixty-one patients were fully clinically evaluated and 64 were included in the genetic investigation. All molecularly studied patients are homozygotes for D11S1889 at 11q13. This enabled us to reduce the critical region for the SPOAN gene from 4.8 to 2.3 Mb, with a maximum two point lod score of 33.2 (with marker D11S987) and of 27.0 (with marker D11S1889). Three genes located in this newly defined critical region were sequenced, but no pathogenic mutation was detected. The gene responsible for SPOAN remains elusive.

Efeito do transporte radial de partículas na eficiência da geração de corrente por ondas do tipo híbrida inferior em tokamaks

Usamos a teoria quase-linear para estudar os efeitos do transporte radial de partículas na eficiência da geração de corrente por ondas do tipo híbrida inferior (lower hybrid ou LH), em um tokamak modelado como uma lâmina. Nossos resultados numéricos foram obtidos com cinco diferentes modelos do termo de transporte e indicaram que embora a potência absorvida e a corrente gerada possam ser modificadas por efeito do transporte, a proporção de variação dessas quantidades não é muito sensível a uma forma particular do termo de transporte. Na formulação quase-linear utilizada, a evolução no tempo da função distribuição de elétrons, em um dado ponto da geometria de lâmina proposta, ocorre sob a ação de ondas do tipo híbrida inferior, colisões e transporte, e é descrita pela seguinte equação: 8rfe = (8rfehH + (8rfe)COL + (8rfeh . Oterceiro termo pretende demonstrar a natureza e a magnitude dos efeitos de transporte, e é dado pela seguinte forma: (8rfeh = 8s [DT(S) 8sie] , com um coeficiente para difusão espacial dependente de posição. Utilizamos cinco formas totalmente arbitrárias para a dependência de posição, com as quais pretendemos verificar a sensibilidade do processo de geração de corrente a aspectos do termo de difusão.

Reação-difusão com difusividade variável para oxidação de silício

Neste trabalho, propomos uma modificação do modelo de reação-difusão (R. M. C. de Almeida et al., Physics Review B, 61, 19 (2000)) incluindo difusividade variável com o objetivo principal de predizer, ou no mínimo descrever melhor, o crescimento de oxido de Si no regime de filmes nos. Estudamos o modelo reação-difusão a coeficiente de difusão, D, fixo e D variável. Estudamos extensivamente o modelo reação-difusão com D fixo caracterizando seu comportamento geral, e resolvendo numericamente o modelo com D variável para um intervalo amplo de relações DSiO2=DSi. Ambos casos apresentam comportamento assintótico parabólico das cinéticas. Obtivemos as equações analíticas que regem o regime assintótico de tais casos. Ambos os modelos apresentam interface não abrupta. Comparações das cinéticas com o modelo linear-parabólico e com dados experimentais foram feitas, e também para as espessuras da interface. Contudo nenhum dos dois modelos de reação-difusãao, com D fixo e com D varáavel, podem explicar a região de filmes nos, que possui taxa de crescimento superior a taxa de crescimento da região assintótica. Porém, ao incluir taxa de reação variável dentro do modelo de reação-difusão com D variável, este aponta para uma solução do regime de filmes nos.

Filmes finos dielétricos para a tecnologia do silício : processamento térmico e caracterização

O rápido avanço tecnológico coloca a tecnologia do Si diante de um grande desafio: substituir o dielétrico de porta utilizado por mais de 40 anos em dispositivos MOSFET (transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor), o óxido de silício (SiO2), por um material alternativo com maior constante dielétrica. Nesse contexto, vários materiais têm sido investigados. Nesta tese concentramos nossa atenção em três candidatos: o óxido de alumínio (Al2O3), o silicato de zircônio (ZrSixOy) e o aluminato de zircônio (ZrAlxOy). Nossos resultados experimentais baseiam-se em técnicas de análise com feixes de íons ou raios-X e de microscopia de força atômica. No caso do Al2O3, investigamos a difusão e reação de oxigênio através de filmes relativamente espessos (35 nm) quando submetidos a tratamento térmico em atmosfera oxidante, e os efeitos que esses processos provocam em filmes finos (6,5 nm) de Al2O3 depositados sobre uma estrutura SiO2/Si. Observamos que o processo de difusão-reação em filmes de Al2O3 é diferente do observado em filmes de SiO2: no primeiro caso, oxigênio difunde e incorpora-se em todo o volume do filme, enquanto que em filmes de SiO2, oxigênio difunde através do filme, sem incorporar-se em seu volume, em direção à interface SiO2/Si, onde reage. Além disso, quando oxigênio atinge a interface Al2O3/Si e reage com o Si, além da formação de SiO2, parte do Si migra em direção ao Al2O3, deslocando parte dos átomos de Al e de O. Modelos baseados em difusão e reação foram capazes de descrever qualitativamente os resultados experimentais em ambos os casos. A deposição de filmes de Al2O3 sobre Si por deposição química de camada atômica a partir de vapor também foi investigada, e uma nova rotina de deposição baseada em préexposição dos substratos de Si ao precursor de Al foi proposta. As estruturas ZrSixOy/Si e ZrAlxOy/Si (ligas pseudobinárias (ZrO2)z(SiO2)1-z e (ZrO2)z(Al2O3)1-z depositadas sobre Si) foram submetidas a tratamentos térmicos em oxigênio ou vácuo com o objetivo de investigar possíveis instabilidades. Os tratamentos térmicos não provocaram instabilidades na distribuição de Zr, mas migração e incorporação de Si no filme dielétrico foram observadas durante os dois tratamentos para ambos os materiais.