Soft Perfusable Device to Culture Skeletal Muscle 3D Constructs in Air

Devices for in vitro culture of three-dimensional (3D) skeletal muscle tissues have multiple applications, including tissue engineering and muscle-powered biorobotics. In both cases, it is crucial to recreate a biomimetic environment by using tailored scaffolds at multiple length scales and to administer prodifferentiative biophysical stimuli (e.g., mechanical loading). On the contrary, there is an increasing need to develop flexible biohybrid robotic devices capable of maintaining their functionality beyond laboratory settings. In this study, we describe a stretchable and perfusable device to sustain cell culture and maintenance in a 3D scaffold. The device mimics the structure of a muscle connected to two tendons: Tendon−Muscle−Tendon (TMT). The TMT device is composed of a soft (E ∼ 6 kPa) porous (pore diameter: ∼650 μm) polyurethane scaffold, encased within a compliant silicone membrane to prevent medium evaporation. Two tendon-like hollow channels interface the scaffold with a fluidic circuit and a stretching device. We report an optimized protocol to sustain C2C12 adhesion by coating the scaffold with polydopamine and fibronectin. Then, we show the procedure for the soft scaffold inclusion in the TMT device, demonstrating the device’s ability to bear multiple cycles of elongations, simulating a protocol for cell mechanical stimulation. By using computational fluid dynamic simulations, we show that a flow rate of 0.62 mL/min ensures a wall shear stress value safe for cells (<2 Pa) and 50% of scaffold coverage by an optimal fluid velocity. Finally, we demonstrate the effectiveness of the TMT device to sustain cell viability under perfusion for 24 h outside of the CO2 incubator. We believe that the proposed TMT device can be considered an interesting platform to combine several biophysical stimuli, aimed at boosting skeletal muscle tissue differentiation in vitro, opening chances for the development of muscle-powered biohybrid soft robots with long-term operability in real-world environments

MosChito rafts as effective and eco-friendly tool for the delivery of a Bacillus thuringiensis-based insecticide to Aedes albopictus larvae

Adult mosquito females, through their bites, are responsible for the transmission of different zoonotic pathogens. Although adult control represents a pillar for the prevention of disease spread, larval control is also crucial. Herein we characterized the effectiveness of a suitable tool, named “MosChito raft”, for the aquatic delivery of a Bacillus thuringiensis var. israelensis (Bti) formulate, a bioinsecticide active by ingestion against mosquito larvae. MosChito raft is a floating tool composed by chitosan cross-linked with genipin in which a Bti-based formulate and an attractant have been included. MosChito rafts (i) resulted attractive for the larvae of the Asian tiger mosquito Aedes albopictus, (ii) induced larval mortality within a few hours of exposure and, more importantly, (iii) protected the Bti-based formulate, whose insecticidal activity was maintained for more than one month in comparison to the few days residual activity of the commercial product. The delivery method was effective in both laboratory and semi-field conditions, demonstrating that MosChito rafts may represent an original, eco-based and user-friendly solution for larval control in domestic and peri-domestic aquatic habitats such as saucers and artificial containers in residential or urban environments

Pulverização foliar e fertirrigação com silício nos atributos físico-químicos de qualidade e índices de coloração do morango

Neste trabalho, objetivou-se avaliar o efeito da aplicação de silício via foliar e em fertirrigação, nos atributos físico-químicos de qualidade e índices de coloração do morango cultivado em casa de vegetação. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado em um fatorial 5x2, com cinco concentrações de silicato de potássio pulverizado via foliar (0; 0,25; 0,5; 0,75 e 1% de Sili-K®), semanalmente, na presença e ausência de Si na solução de fertirrigação (0 e 94 mg dm-3), com cinco repetições por tratamento. Os "frutos" analisados foram colhidos 110 dias após o plantio para determinação de ácido cítrico, pH de polpa, pectina total, pectina solúvel, solubilização da pectina, açúcares totais, glicose, sacarose e os índices de L e A de coloração externa e interna dos "frutos". A aplicação foliar de silicato de potássio associado ou não com Si em fertirrigação altera os teores de ácido cítrico e pH de polpa e eleva os teores totais de açúcares e glicose. A presença de Si em fertirrigação eleva os teores de sacarose dos "frutos". Associado ao Si em fertirrigação, o aumento das concentrações de silicato de potássio aplicado via foliar reduz a solubilização da pectina que são sempre menores nos tratamentos ausentes de Si em fertirrigação. As concentrações de silicato de potássio aplicado via foliar na presença ou ausência de Si em fertirrigação alteram a luminosidade e coloração interna e externa dos "frutos".</jats:p

mTOR-related synaptic pathology causes autism spectrum disorder-associated functional hyperconnectivity.

Postmortem studies have revealed increased density of excitatory synapses in the brains of individuals with autism spectrum disorder (ASD), with a putative link to aberrant mTOR-dependent synaptic pruning. ASD is also characterized by atypical macroscale functional connectivity as measured with resting-state fMRI (rsfMRI). These observations raise the question of whether excess of synapses causes aberrant functional connectivity in ASD. Using rsfMRI, electrophysiology and in silico modelling in Tsc2 haploinsufficient mice, we show that mTOR-dependent increased spine density is associated with ASD -like stereotypies and cortico-striatal hyperconnectivity. These deficits are completely rescued by pharmacological inhibition of mTOR. Notably, we further demonstrate that children with idiopathic ASD exhibit analogous cortical-striatal hyperconnectivity, and document that this connectivity fingerprint is enriched for ASD-dysregulated genes interacting with mTOR or Tsc2. Finally, we show that the identified transcriptomic signature is predominantly expressed in a subset of children with autism, thereby defining a segregable autism subtype. Our findings causally link mTOR-related synaptic pathology to large-scale network aberrations, revealing a unifying multi-scale framework that mechanistically reconciles developmental synaptopathy and functional hyperconnectivity in autism

Production rose in hydroponic system

Tese apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Agronomia/Fitotecnia, área de concentração em Produção Vegetal, para obtenção do título de Doutor.Produção VegetalAs mudas de roseiras de corte são obtidas por enxertia de cultivares híbridos sobre porta-enxertos de roseiras ou estaquia. Com o objetivo de aperfeiçoar o processo de propagação, avaliaram-se porta-enxertos de roseiras Natal Briar e Paulista, cultivadas em hidroponia e pré-tratadas com concentrações de AIB. Os porta-enxertos foram enxertados com as cultivares Versília e Greta aos 60 dias após o plantio, utilizando-se enxertia em borbulhia em placa (BP), borbulhia em T invertido (BT) e garfagem (G). A desmama foi realizada em seguida à enxertia (0) e 20 dias depois. Após 46 dias da realização da enxertia, as mudas foram plantadas em substrato, sendo avaliado o desenvolvimento de mudas em torrão, raiz nua e raiz nua com barrela. Também as cultivares Natal Briar e Paulista, mantidas em cultivo hidropônico, foram enxertadas com segmentos herbáceos de hastes do cultivar Greta pelo método de garfagem de mesa e protegidos com parafina, com e sem fitorregulador, e fita plástica. Posteriormente, foram separadas em três grupos para os tratamentos de forçagem em câmara úmida a 28ºC (0,15 e 30 dias). Os melhores resultados do primeiro ensaio foram obtidos para a cultivar Natal Briar, quando tratada com 1000 mg L-1 AIB em imersão por 15 segundos, enquanto a cultivar Paulista, apresentou melhor enraizamento quando tratada com 2.000 mg L-1. No segundo ensaio, os melhores resultados foram obtidos com a técnica de borbulhia em placa e em T invertido, devendo o desmame ser realizado 20 dias após a enxertia. Quanto à adaptação, todas as mudas transplantadas sobreviveram. No terceiro ensaio, os melhores resultados de percentual de enraizamento e número de raízes foram obtidos com a cultivar Natal Briar, com tempo de forçagem de 15 dias em câmara úmida a 28oC, ocorrendo 57% de enraizamento aos 30 dias. Os enxertos não sobreviveram quando se realizou a enxertia de mesa.The seedlings of rose-cut is obtained by grafting cultivars of hybrid rootstocks or cuttings of roses. In order to enhance the propagation process, we assessed the rootstock rose, Natal briar and Paulista, grown in hydroponics and pre- treated with IBA concentration. The rootstocks were grafted with the cultivars of Versilia and Greta at 60 days after planting by bud grafting on the plate (BP), inverted T budding (BT) and grafting (G). Weaning was performed after grafting (0) and after 20 days. After 46 days of grafting, the seedlings were planted in substrate, and evaluated the development of seedlings in turf, bare root and root naked with lye. Also, cultivars Paulista and Natal briar, maintained in hydroponic culture, segments were grafted with herbaceous stems grow Greta by the method of grafting table and protected with wax, with and without plant growth regulator, and plastic tape. After, they were separated into three groups for treatments forcing in a moist chamber at 28 º C (0.15 and 30 days). The best results were obtained from the first rehearsal for the Natal briar grow when treated with 1000 mg L-1 IBA immersion for 15 seconds while the cultivar Paulista, showed better rooting when treated with 2000 mg L-1. In the second trial, the best results were obtained with the technique of budding plate and inverted T, with the Weaning be made 20 days after grafting. On adaptation, all transplanted seedlings survived. In the third trial the best results of rooting percentage and root number were obtained with the cultivar Natal briar with forcing time of 15 days in a moist chamber at 28 ° C, occurring 57% rooting after 30 days. The grafts did not survive when it took the table grafting

Silicate fertilization by foliar spray in rose cultivar Versília

FitotecniaA realização de estudo da adubação silicatada em roseiras justifica-se pelo intuito de reduzir o número de aplicações de defensivos agrícolas, podendo aumentar a produtividade e a qualidade dos botões florais na colheita e na pós-colheita. A absorção de silício difere entre as espécies vegetais. Há evidências de que o envolvimento dos silicatos na indução de resistência pode ocorrer pela participação do próprio silício, fortificando estruturas da parede celular e conferindo aumento da lignificação. Com base nos benefícios desse elemento, realizou-se o experimento visando avaliar o efeito da adubação silicatada em roseiras. O experimento foi instalado em casa de vegetação, em chácara comercial de produção de rosas, testando a variedade Versília. Os tratamentos testados consistiram da aplicação de silício utilizando como fonte o silicato de potássio, acrescido ou não de fosfito. Utilizaram-se 4 doses de silício: 0; 427,5; 855 e 1.282,5 mg.L-1. O delineamento utilizado foi em blocos casualizados, em esquema fatorial 2x4 na parcela e subparcela no tempo. As variáveis analisadas foram produtividade, comprimento e diâmetro de haste, diâmetro de botão, ângulo de inserção de folha, incidência de míldio. Também se realizaram análises pós-colheita, verificando a durabilidade, qualidade pós-colheita, o peso fresco e a abertura dos botões florais. Os melhores resultados foram observados com a aplicação de silicato de potássio acrescido de fosfito na dosagem de 855 mg.L-1 de Si. Não se observou efeito da adubação silicatada na qualidade pós-colheita das flores.The study of silicate fertilization in crop roses is justified with purpose to reduce the use of defensives, increase yield, quality of stem flowers in harvest and postharvest. The uptake of silicon is diferent among species. There are evidences that silicates involved in resistence induction, reinforce structures with cellular wall (apoplast) and increase lignification. Based on the benefits of this matter, the essay was done aiming to evaluate the effect of silicate fertilization in crop roses, cultivar Versília, in commercial greenhouse. We tested the effect of potassium silicate with and without fosfito (1:1) in four silicon (Si) concentrations: 0; 427.5; 855 and 1285.5 mg.L-1. The treatments were laid out in randomized blocks in a factorial scheme (2x4) and split-plot on the time. The evaluable variables were: yield, stem length, stem diameter, floral button diameter, stem angle insertion and mildew incidence. Also, the postharvest analyses were evaluated: durability, quality, fresh weight, water absorption and diameter of the flower. The best results were observed with the use of potassium silicate with fosfito in 885 mg.L-1 of Si. We did not observe effects of silicate fertilization in postharvest quality

Influência da adubação silicatada no teor de clorofila em folhas de roseira Influence of silicate fertilization on chlorophylls of rose leaves

A realização de estudo da adubação silicatada em roseiras é justificada com o intuito de reduzir o número de aplicações de defensivos agrícolas, podendo aumentar a produtividade e a qualidade dos botões florais na colheita e pós-colheita. A absorção de silício difere entre as espécies vegetais. Há evidências de que o envolvimento dos silicatos na indução de resistência pode ocorrer pela participação do próprio silício, fortificando estruturas da parede celular, conferindo aumento da lignificação. Baseando nos benefícios desse elemento, realizou-se o experimento para avaliar o efeito da adubação silicatada no teor de clorofila, em folhas de roseiras. O experimento foi instalado em casa de vegetação, em chácara comercial de produção de rosas, da variedade Versília®. Os tratamentos testados consistiram da aplicação de silício utilizando-se como fonte o silicato de potássio, acrescido ou não de fosfito. Utilizaram-se 4 doses de silício: 0, 427,5; 855 e 1282,5 mg L-1, que corresponde a 0; 0,25; 0,5 e 0,75% na calda de pulverização. O delineamento utilizado foi em blocos casualizados, em esquema fatorial (2x4). As aplicações das doses 0,25 e 0,50% de silicato de potássio na calda foliar em roseira influenciaram os teores de clorofila a, b e clorofila total das folhas, proporcionando maiores teores em comparação com os demais tratamentos.The study of silicate fertilization in crop roses is justified with the purpose of reducing the use of defensives, increasing yield, and enhancing the quality of stem flowers in harvest and postharvest. The uptake of silicon is different among species. There is evidence that silicates involved in resistance induction can occur with the participation of silicon itself, reinforcing cellular wall (apoplast) structures and increasing lignification. Based on the benefits of this element, an assay was carried out to evaluate the effect of silicate fertilization on the chlorophyll content of rose leaves, cultivar Versília®, in a commercial greenhouse. The effect of potassium silicate with and without phosphite (1:1) in four silicon (Si) concentrations: 0; 427.5; 855 and 1285.5 mg L-1, that corresponds to 0; 0.25; 0.5 and 0.75% in foliar spray were tested. The treatments were laid out in randomized blocks in a (2x4) factorial scheme. The use of 0.25 and 0.5% potassium silicate in leaf spray in crop rose, influenced the content of chlorophyll a, b, and total chlorophyll of leaves, providing higher levels than other treatments