Untersuchung zum Zuckerstoffwechsel der Wiederauferstehungspflanze <em>Craterostigma plantagineum </em>und einiger Lindernia-Arten

Die Wiederauferstehungspflanze C. plantagineum dient als Modellsystem zur Erforschung der molekularen Grundlagen der Trockentoleranz in höheren Pflanzen. Während der Eintrocknung wird im Blattgewebe die Hauptzuckerkomponente 2-D-glycero-D-ido-Oktulose (ca. 40% des Trockengewichtes) fast vollständig zu Saccharose metabolisiert. Während der Wiederbewässerung wird Saccharose wiederum in 2-D-glycero-D-ido-Oktulose umgewandelt. Die Hauptzuckerkomponente im Wurzelgewebe ist Stachyose. Im Wurzelgewebe der Pflanze ist keine Konvertierung von Saccharose in 2-D-glycero-D-ido-Oktulose zu beobachten. Die Synthese von 2-D-glycero-D-ido-Oktulose im Blattgewebe von C. plantagineum während der Wiederbewässerungsphase läuft über eine Transketolasereaktion mit Glukose-6-P als Akzeptorsubstrat. Transketolase konnte aus unbehandeltem und 28 h wiederbewässertem Blattgewebe von C. plantagineum isoliert werden. Obwohl 2D-PAGE-Untersuchungen keinen signifikanten Unterschied im Expressionsmuster von Transketolase zeigten, katalysiert nur aufgereinigte Transketolase aus 28 h wiederbewässertem Blattgewebe in vitro die Übertragung einer C2-Einheit auf Glukose-6-P. MALDI TOF-MS-Untersuchungen zeigten in allen Aufreinigungen von Transketolase Hinweise auf TKT3, eine Isoform von Transketolase. Das Protein ist in den Chloroplasten lokalisiert und wird konstitutiv expremiert. In Transketolaseaufreinigungen aus 28 h wiederbewässertem Blattgewebe wurde zusätzlich Hinweise auf TKT10, eine weitere Isoform, gefunden. Das Transkript tkt10 wird nur während der Wiederbewässerung induziert (Bernacchia et al., 1995). TKT10 scheint, im Gegensatz zu TKT3, im Cytosol lokalisiert zu sein, wo das Enzym an der Konvertierung von Saccharose in 2-D-glycero-D-ido-Oktulose beteiligt ist. Untersuchungen der Zuckerhaushalte von mit C. plantagineum verwandten Lindernia-Arten sowie Eintrocknungs- und Wiederbewässerungsexperimente zeigten, dass auch Lindernia brevidens, eine Bewohnerin subtropischer Regenwälder, trockentolerante Eigenschaften aufweist. Es konnte eine Korrelation zwischen der 2-D-glycero-D-ido-Oktulosekonzentration in unbehandeltem Blattgewebe, der Saccharosekonzentration im ausgetrockneten Blattgewebe und der Fähigkeit zur Trockentoleranz aufgezeigt werden. Von den getesteten Arten zeigten nur C. plantagineum und L. brevidens Trockentoleranz. Die beiden Arten wiesen im getrockneten Blattgewebe 400 mg/g DW (C. plantagineum) bzw. 180 mg/g DW (L. brevidens) Saccharose auf. Die nicht trockentolerante Art L. philcoxii besaß nur 17 mg/g DW des Disaccharides im getrockneten Blattgewebe

The Touch Thimble: Providing Fingertip Contact Feedback During Point-Force Haptic Interaction

Touching a real object with your fingertip provides simultaneous tactile and force feedback, yet most haptic interfaces for virtual environments can convey only one of these two essential modalities. To address this opportunity, we designed, prototyped, and evaluated the Touch Thimble, a new fingertip device that provides the user with the cutaneous sensation of making and breaking contact with virtual surfaces. Designed to attach to the endpoint of an impedance-type haptic interface like a SensAble Phantom, the Touch Thimble includes a slightly oversize cup that is suspended around the fingertip by passive springs. When the haptic interface applies contact forces from the virtual environment, the springs deflect to allow contact between the user\u27s fingertip and the inner surface of the cup. We evaluated a prototype Touch Thimble against a standard thimble in a formal user study and found that it did not improve nor degrade subjects\u27 ability to recognize smoothly curving surfaces. Although four of the eight subjects preferred it to the standard interface, overall the Touch Thimble made subjects slightly slower at recognizing the presented shapes. Detailed subject comments point out strengths and weaknesses of the current design and suggest avenues for future development of the device

Trajectory generation and steering optimization for self-assembly of a modular robotic system

Abstract-A problem associated with motion planning for the assembly of individual modules in a new self-reconfigurable modular robotic system is presented. Modules of the system are independently mobile and can be driven on flat surfaces in a similar fashion to the classic kinematic cart. This problem differs from most nonholonomic steering problems because of an added constraint on one of the internal states. The constraint properly aligns the docking mechanism, allowing modules to connect with one another along wheel surfaces. This paper presents an initial method for generating trajectories and control inputs that allow module assembly. It also provides an iterative method for locally optimizing a nominal control function using weighted perturbation functions, while preserving the final pose and internal states

A Particle Model for Prediction of Cement Infiltration of Cancellous Bone in Osteoporotic Bone Augmentation.

PMC3693961Femoroplasty is a potential preventive treatment for osteoporotic hip fractures. It involves augmenting mechanical properties of the femur by injecting Polymethylmethacrylate (PMMA) bone cement. To reduce the risks involved and maximize the outcome, however, the procedure needs to be carefully planned and executed. An important part of the planning system is predicting infiltration of cement into the porous medium of cancellous bone. We used the method of Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) to model the flow of PMMA inside porous media. We modified the standard formulation of SPH to incorporate the extreme viscosities associated with bone cement. Darcy creeping flow of fluids through isotropic porous media was simulated and the results were compared with those reported in the literature. Further validation involved injecting PMMA cement inside porous foam blocks - osteoporotic cancellous bone surrogates - and simulating the injections using our proposed SPH model. Millimeter accuracy was obtained in comparing the simulated and actual cement shapes. Also, strong correlations were found between the simulated and the experimental data of spreading distance (R2 = 0.86) and normalized pressure (R2 = 0.90). Results suggest that the proposed model is suitable for use in an osteoporotic femoral augmentation planning framework.JH Libraries Open Access Fun