O utjecaju fervorizacije hranjivih supstrata na razvoj biljaka

We are now at the end of our treatise. From the results of our experiments many questions have arisen, impossible to answer for the time being. In the following some of them we will only just touch. In any case Radermacher and Kids (19) believe, that a new line of investigations has been established. As a matter of fact there exists already an extensive literature on the benefit of heating of soils— the so- called soil sterilization- and the results of those investigations have already heen put into practise. We state, however, that the cause of the amelioration of the soil was not clear hitherto. It has been shown by our experiment with nutrient-solutions, that this amelioration is not merely the result of sterilization, but also of general changes in the state of the nutrient subtratum, caused by heating. To bring this: effect to the fore we proposed the term »fervorization«. Heat sterilization is neither equivalent to chemical sterilization nor to sterilization by freezing. The results of the micro-biological cultures in moist soil sterilized by heat must be judged with caution, for they include not only the normal growth of the cultures but also the growth influenced by fervorization. Therefore it seems important to compare cultures on substrata, sterilized by chemicals, by freezing and by heat. We are quite alive to the fact that the investigations which we have described must be supplemented in many ways. Nutrient substrata and salts will have to be examined on their behaviour in connection with a far greater variety of plants. Abowe all it will be neccessary to throw more light upon the changes caused by the fervorization of water. We consider the investigation of this problem a task for chemists and physicists, whereas for physiologists it is of interest to examine whether fervorized water exercises influence on other phenomena of life. Finally, it should be remembered that fervorization possibly takes place under natural circumstances. The great fertility of the otherwise poor soil in the tropics may be partly due to the fervorization of the soil caused by the radiation of rays by the sun. There may be similar conditions in other climates.U povijesti studija problema zagrijevanja tala ima, kao i u povijesti mnogih drugih naučnih problema, karakterističnih faza. Doba najživljeg interesa i najintenzivnije obrade izmjenjuje se s doba, kada se čini, da je interes za taj problem gotovo potpuno nestao, da iza nekog vremena, pobuđen najraznoličnijim motivima, ponovo oživi. U takvoj fazi stagnacije istraživanja i istraživalačkog interesa za taj problem, zatekli smo se i mi. Činilo se, kao da je naučni svijet, barem koliko smo mi to mogli pratiti, sumnjajući u mogućnost uspješnog daljeg prodiranja u problem zagrijevanja tala, napustio i svaki interes za nj. No u isto vrijeme trgovačko je vrtlarstvo prisvojilo metodu parcijalne sterilizacije tala i već je u Engleskoj i Americi izgrađivana aparatura, koja bi uvođenje ove metodu u vrtlarsku praksu ne samo omogućila, nego učinila i rentabilnom. Mislimo, da ni jedno ni drugo nije dovoljno opravdano. S jedne strane je već mnoga preuranjena primjena još nedovoljno ili samo jednostrano analiziranih i utvrđenih rezultata laboratorijskih pokusa dovela u praksi do teških i suvišnih razočaranja, a s druge strane, valja istaći, da su izvršena naučna istraživanja, iako nisu daia definitivno i jednoznačno objašnjenje djelovanja zagrijevanja tala na biljno raste- nje, ipak utvrdila mnoge pojedinačne činjenice i time dala vrijedne priloge za rješenje problema. Put za dalja istraživanja nije bio zatvoren, samo mu se u mnoštvu suvjše rano postavljenih hipoteza izgubio trag, a time i uporište za dalje analize. Ako pregledamo rezultate dosadašnjih istraživanja, onda ćemo prije svega naići na konstataciju, u kojoj se svi istraživači slažu, naime da obrađivanje tala zagrijevanjem izaziva u njima promjene, koje utječu na rast biljaka. Teoretski promatrano, te promjene mogle bi se odnositi ili na sva, ili samo na neka svojstva tala. Za biljno rastenje najvažnija su kemijska, fizikalna i mikrobiološka svojstva tala. Na ta svojstva usmjerena analiza dala je ove rezultate: 1. Kemijska s v o j s t v a. Istraživači se slažu u tome, da obradom tala zagrijevanjem u njima dolazi do nekih procesa, rastvaranja (Aufschliessung), naročito fosfornih i dušičnih sfpojeva. Kako je utvrđeno, da je sveukupna množina dušika u zagrijevanjem obrađenoj i neobrađenoj zemlji jednaka (Richter). a u ekstraktima tala obrađenih zagrijevanjem konstatirana je znatno viša vrijednost u vodi topljivih dušikovih spojeva, a i u suhoj supstanciji biljaka, kultiviranih u zagrijevanjem obrađenim tlima, veća sadrŽina dušika, to je postavljeno tumačenje, da zagrijevanjem tala dolazi do prevođenja dušika tla iz netopljivog, odnosno teško topljivog oblika u lako topljivi i zbog toga biljkama pristupačniji oblik. Taj proces zahvaća i organsku supstanciju i vodi do nastajanja kiselih produkata rastvaranja humusa (M arcker), kojih se djelovanje može ublažiti, odnosno isključiti dodavanjem kalcija. Množina nastajanja ovih produkata rastvaranja, koje se u literaturi označuje kao »otrovne tvari«, zavisi od vrste tala: najnepovolj- nije je livadno tlo, zatim oramčno tlo, a najpovoljnije je vrtno tlo (S c h u I z e). 2. Fizikalna svojstva, odnosno njihove promjene, nisu u tolikoj mjeri istraživana. Richter je našao promjene s obzirom na poroznost (otežano primanje vode) i promjene volumne težine. Inače se kao poznata činjenica pretpostavlja, da zagrijevanje koloide tla prevodi u gel-stanja (Czermak). 3. Mikrobiološka svojstva. Upravo s obzirom na ova svojstva tla uveden je pojam i termin »parcijalna sterilizacija«. Time se hoće naglasiti, da obrađivanje tala zagrijevanjem u nekim temperaturnim granicama ne dovodi do uništenja svakog mikroorganizmičkog života u njima, pa da se takvo tlo može samo djelomično smatrati kao sterilno. Postavljena je i teza, da obrađivanje tala zagrijevanjem uništava u njima eventualne uzročnike raznih oboljenja biljaka. U tome smislu, a na osnovu izvršenih pokusa, Rus seli i Petherbriđge smatraju, da je obrađivanje tala zagrijevanjem upravo lijek za »bolesna« tla. Sto se konačno tiče samih biljaka u zagrijevanjem obrađenim tlima, to «u svi istraživači - ukoliko su njihovi pokusi obuhvatili sve razvojne stadije biljaka - utvrdili, da najprije dolazi do depresije biljnog raste- nja. iza koje nakon nekog vremena nastaje razvoj, koji je mnogo bujniji od razvoja kontrolnih biljaka u neobrađenim tlima. Istraživači ističu naročito bogati razvoj listova i izboja stabljika, kao i naročito intenzivno tamno zelenilo kultura u zagrijevanjem obrađenim tlima. Osim Merkenschlagera i Hiltnera, svi su ostali autori utvrdili, da se u suhoj tvari ovih kultura polučuje višak prema normalnim kulturama; taj višak zavisi od vrste biljaka i tala, od godišnjeg doba, u kome se pokus postavlja it. d., a katkada iznosi i blizu 100%. Uz taj bujni vegetativni razvoj dolazi i do snažne i bogate floracije i fruktifikacije (Russell i Petherbridge). Primjećeno je, da u prvoj razvojnoj fazi biljaka, kultiviranih u zagrijevanjem obrađenim tlima, dolazi uz spomenutu depresiju rastenja do nekih pojava bolesti, koje se očituju naročito na listovima u obliku karakterističnih mrlja, koje se od ruba lamine šire ka njenim ostalim dijelovima. Tu pojavu, analogno kao pojavu prvobitne depresije rastenja, nastojali su protumačiti djelovanjem nekih produkata rastvaranja, koji nastaju kod obrađivanja tala zagrijevanjem, a kojih bi koncentracija bila previsoka za mlade biljke. Na te, u kratkim crtama izložene rezultate dotadašnjih istraživanja nadovezali smo naša istraživanja, koja smo izvršili god. 1938./39., a u vezi s pokusima prof. d r. V. Vouka, koji je pri svojim istraživanjima o utjecaju mrkog ugljena na rastenje biljaka sterilizirao tla i zapazio poznati stimulativni efekt sterilizacije tala. Naša su istraživanja bila usmjerena na analizu tog efekta, i to ne na dosada uobičajenu kemijsku, fizikalnu i mikrobiološku analizu steriliziranog tla, nego na fiziološku analizu čitave pojave, jer nam se na osnovu literature činilo, da je baš ta strana problema bila razmjerno zanemarena. Pošto smo se upoznali s pojavom efekta sterilizacije tala- kako se on očituje u razvoju biljaka, stekli smo uvjerenje, da je u ovom slučaju primjenjivanje izraza »sterilizacija« ne samo neprikladno, nego da može dovesti i do nesporazuma, jer se efekt, kao što su to pokazale naročito naše kulture u vodi, nema svesti na djelovanje uništenja mikroorganizama u tlu zbog zagrijevanja, nego upravo na samo zagrijevanje tla. Zbog toga smo uveli pojam »fervorizacija«. Obrađivanje hranjivih supstrata zagrijevanjem, i to vlažnim zagrijevanjem (u autoklavu), nazivamo ovdje ne »sterilizacija«, nego »fervorizacija« (fervor, lat. = vrućom parom zagrijati). Fervor izaći jom hranjivo tlo nesumnjivo mijenja svoja kemijska i fizikalna, a i mikrobiološka svojstva, t. j. mijenja se njegovo opće stanje. Tlo je, kako kažemo, u fervornom stanju. U čemu se ovo fervorno stanje u pojedinostima sastoji, to zasada - iako su ranija istraživanja dala vrijedne rezultate i uporišta za dalja produbljivanja — još ne znamo. Bolje nam je poznato djelovanje kojim to fervor-stanje tla djeluje na razvoj biljaka. To djelovanje u njegovoj cjelokupnosti nazivamo »fervor-efektom«. Uvođenjem novih pojmova: fervorizacija, fervor-stanje, fervor-efekt - mislimo, da smo u čitav problem unijeli novo svijetlo, jer je njima isključena jedna komponenta starog pojma sterilizacije tla, naime,oslobađanje hranjivih supstrata od klica mikroorganizama. Fiziološka analiza, koju smo smatrali kao potrebnu, iziskivala je isključenje kompleksnih hranjivih supstrata, kao što je samo tlo, i uvođenje umjetnih, u kemijskom smislu poznatih hranjivih supstrata, t. j. provođenje pokusa primjenom metode kultura u hranjivim otopinama poznatog sastava. Analiza nam je potvrdila ispravnost i opravdanost ovako provedenih istraživanja: kod pokusnih biljaka kultiviranih u hranjivoj otopini fervor-efekt je bio još izrazitiji nego kod kultura u tlima. Kod kultura u hranjivoj otopini dvije su osnovne komponente, na koje smo morali obratiti pažnju: voda i hranjive soli. Bilo je logično, da smo najprije ove obje komponente istražili s obzirom na fervori- zaciju. Pokusi, u kojima smo fervorizirali samo destilovanu vodu, a hranjive ¡soli dodali naknadno u fervoriziranu vodu, dali su neočekivan rezultat, da naime sama fervorizacija vode može da kod biljaka dovede do fervorefekta. Fiziološka analiza fervor-efekta izoliranjem pojedinih osnovnih komponenata dala je, kako nam se čini, zanimljive rezultate, koje sada sa opisom svih pokusa (u engleskom tekstu) predajemo naučnoj javnosti u punoj svijesti, da smo ovim pokusima još daleko od rješenja problema, i da smo njima zapravo samo otvorili novi put za dalje analize. Kako su naša istraživanja o djelovanju zagrijevanja hranjivih supstrata biljaka obuhvaćala kako kulture u tlima, tako i kulture hranjivim /otopinama, to su ona, naravno, iziskivala supstratima, a i cilju istraživanja primjerenu, specifičnu metodiku. Prije nego što je u općim crtama prikažemo, napominjemo, da su sva naša istraživanja izvršena u fiziološkom laboratoriju Botaničkog zavoda Sveučilišta u Zagrebu, i to većina u laboratorijskom stakleniku, a neka u jednom odjeljenju staklenika Botaničkog vrta. a) Kulture u tlima Za naše smo pokuse upotrebljavali dvije vrste lala, odnosno smjesa zemlje. Prva smjesa, koju u daljem tekstu označujemo kraticom G, sastojala se iz IV2 dijela komposta, 3 dijela listovke i I1/? dijela pijeska. To je uglavnom t. zv. vrtna zemlja. Druga smjesa, ksoju označujemo kraticom F - poljska zemlja - sastojala se iz 5 dijelova poljske zemlje i 1 dijela pijeska. Poljsku smo zemlju uzimali sa pokusnih polja Botaničkog vrta. To je prilično teška, svijetlosivo-smeđa glina (Tonkleie). Nju smo najprije usitnili, a zatim prosijavali. Pijesak, koji smo dodavali objema smjesama zemlje, prethodno smo sa zagrebačkom vodovodnom vodom temeljito isprali, a ispran na zraku osušili. Svaku smo komponentu tala odmjerili napose i tek smo ih u laboratoriju u spomenutim omjerima smiješali. Pokusi su svaki put postavljeni sa svježim, na isti način priređenim i pomiješanim supstratnim materijalom. Naprijed navedenim smjesama zemlje napunili smo odgovarajući, unaprijed određeni broj Mitscherlichovih pokusnih posuda. Svaka je varijacija u svakom pokusu bila zastupana sa najmanje 3 Mitscherii- chove posude, odnosno 3 glinena lonca, koje smo prigodice također upo- trebili. Zemljanim smjesama napunjene posude smještene su u autoklav i tu su određeno vrijeme izvrgavane djelovanju određene temperature i pritiska. Najčešće smo primjenjivali jednokratnu i dvokratnu fervo- rizaciju kod 137° C kroz 2V2 atm‘. Kako smo u naš maleni autoklav mogli u isto vrijeme smjestiti isamo 2 Mifcscherlichove posude, a kako je usto trebalo gotovo 1 sat, dok se u autoklavu temperatura digla na 137° C i tlak na 2V2 atm., to smo pokušali da, s obzirom na potrebne opsežne pokusne serije, smanjimo vrijeme i troškove fervorizacije. pa smo konstruirali posebne cinčane posude, koje su nam omogućile, da uz jednak utrošak topline i vremena fervoriziramo dvostruku količinu zemlje. Napominjemo, da smo se u posebno postavljenoj pokusnoj seriji osvjedočili o tome, da je za ishod pokusa irelevantno, da li se zemljana smjesa fervorizira napose u Mitscherlichovim posudama ili u našim cinčanim posudama. Poteškoće zagrijevanja zemljanih smjesa na 70° C u autoklavu riješili smo primjenom metode vodene kupelji u otvorenom autoklavu. Radi loga smo autoklav do određene visine napunili destiliranom vodom. Na stalak u autoklavu postavili smo jednu od naših cinčanih posuda sa prorezom. U tu smo posudu postavili 6-7 Voukovih staklenih posuda za kulture u vodi, koje smo napunili određenom smjesom zemlje. Naravno da smo se pobrinuli za to, da voda autoklava nije mogla doći u te posude. Dva termometra učvrstili smo u plutene prstene: jedan od njih pokazivao nam je temperaturu vode između stijene autoklava i dnčane posude, a drugi temperaturu vode u samoj cinČanoj posudi. Osim toga metnuli smo po jedan\u27 termometar u svaku zemljanom smjesom napunjenu Vouikovu posudu, i to u raizlične dubine, što nam je omogućavalo točnu kontrolu procesa zagrijevanja, a i njegovo reguliranje prema našim intencijama. Naravno, da je za to bila potrebna naročita pažnja, jer se nije radilo samo o tome, da se postigne određena temperatura, nego i o tome, da se ta temperatura održi 1 sat u približnoj konstanti. Fervoriziranje kod 100° C izvršavali smo bez poteškoća u zatvorenom autoklavu s otvorenim ventilom. Ukoliko nam je bila potrebna dvokratna fervorizacija, to smo drugu fervorizad ju izvršili idućeg dana. Dalje manipulacije sa zemljanim smjesama obavljene su tek onda, kad su se posude i njihov sadržaj ohladile do sobne temperature. Tada smo favoriziranu zemlju istresli iz posuda, u kojima smo ju fervori- zirali, na vrtlarski stol, ručnom lopaticom dobro je promiješali, a zatim napunili u priređene i signirane Mitscherlichove posude. Što se tiče prvog natapanja posuda za kulture vodom, to \u27smo u prvo -vrijeme kontrolne posude, t. j. one sa nefervoriziranom zemljom, stavljali - da bi upile vodu - u bazen s vodovodnom vodom, a ostale u bazen s destiliranom vodom. Kako je međutim brzina upijanja vode u favoriziranim tlima trajala 24 sata dulje, to smo od tog postupka odustali i kasnije sve posude, pošto smo posadili sjemenke, obilno natopili ručnom štrcaljkom. U svaku smo posudu posijali (u pravilnim razmacima) najprije 50, a u kasnijim pokusima 30 s jemenaka gorušice (Sinapis alba). Prethodnim pokusom utvrđena klijavost tih sjemenaka bila je 78°/o. Nastojali smo, da za pokuse odaberemo kako po boji, tako i po veličini što jednolični je, zdrave sjemenke. Temeljito smo ih oprali u l%o otopini sublimata, isprali u vodi, i kada su bile suhe, zasijali. Proklijavanje, odnosno nicanje, kontrolirali lsmo dnevnim pregledima i brojanjima kroz 8-14 dana. Iza par tjedana prorijeđivali smo mlade biljke, uklanjajući iz svake posude kako ekstremno velike, tako i ekstremno malene prim jerke, nastojeći da nam ostane u svakoj posudi- isti, određeni broj šio jednolicnijih pokusnih biljaka. Što se tiče daljeg vršenja i. razrade pojedinih pokusa, upućujemo na iscrpni engleski tekst. b) Kulture u hranjivim otopinama Ove smo pokuse izvršili sa hranjivom otopinom po propisu v. d. Crone, a u Voukovim staklenkama zapremine 1750, rc. Normalne, t. j. nefervorizirane hranjive otopine priređene su na uobičajeni način: u destilovanom vodom napunjene posude dodavali smo propisanim redom odmjerene količine hranjivih soli. Iza toga smo na te posude stavili Voukove poklopce, či ii smo otvor zatvorili satnim stakalcem, i smjestili smo ih u tamnu komoru. Kako Voukove staklenke nisu izrađene od jenskog stakla, nego od čistog, ali debelo lijevanog češkog stakla, to ih nismo mogli upotrebiti za favoriziranje kod viših temperatura. Radi toga smo upotrebljavali jenske dvolitrene boce. Njih smo napunili sa po 1750 cc destilovane vode i na opisan način priredili hranjivu otopinu. Svaku smo bocu začepili novim čepom od pamuka, smjestili ih u autoklav i izvrgli fervori- zaciji. Uz fervoriziranje hranjivih otopina favorizirali smo uvijek i jednu veću jensku bocu destilovane vode. Iza fervoriziranja izvađene su boce iz autoklava i ohlađene na zraku do sobne temperature. Kod dvokratnog fervoriziranja kod 137° C nastao je u bocama gubitak tekućine od ±130 cc na litru. Radi toga smo kod svih boca, prije nego što smo ih smjestili u autoklav, označili razinu tekućine, pa smo gubitak tekućine iza fervorizacije nadoknadili u isto vrijeme favoriziranom destilovanom vodom. Pošto su se hranjive otopine ohladile, oprezno su sa svim talogom presute u Voukove staklenke. Radi zaštite od eventualnog naseljavanja algi obavili smo staklenke crnim papirnatim ovojima. Osim pokusa sa na ovaj način favoriziranim hranjivim otopinama, izvršili smo i pokuise, za koje smo dodavali hranjive soli u čistu favoriziranu destilovanu vodu. Za priređivanje v. d. Crone hranjive otopine upotrebljavali smo kemikalije tvrtke Merck, Darmstadt ili tvrtke Kahlbaium i Schering, Berlin. Dok smo se za pokuse u tlima ograničili na gorušicu (Sinapis alba), kao pokusnu biljku, dotle smo u kulturama u v. d. Croneovoj otopini osim gorušice istraživali još kukuruz (Zea Mcas), bob (Vida faba), ra jčicu (Solanum lycopcrsicum), heljdu (Fagopyrum esculentum) i Tagetes ereeta. Sjemenje smo nabavljali dijelom u trgovinama sjemenjem, dijelom u vrtlariji Sveučilišnog Botaničkog vrta. Za pokuse sa kukuruzom odstupio nam je sveuČ, prof. dr. A. T a v č a r određenu količinu svog uzgojenog materijala čiste linije, pa mu i ovdje na usluzi zahvaljujemo. Postupak sa sjemenjem, njegovo odabiranje i dezinfekcija, odgovarali su postupku sa sjemenjem za kulture u tlu. Priređene sjemenke isklija- vale su u Petrijevim posudama, na vlažnoj bugačici. Obično smo za svaki pokus priredili po 100 komada sjemenaka, a odabirali smo za pokuse po mogućnosti jednako razvijene i zdrave biljčice. Kao kod kultura u tlima, tako je i ovdje, kod kultura u hranjivoj otopini, svaka pokusna varijanta bila zastupana sa najmanje tri posude, a razumljivo je, da je i svaka pokusna serija sadržavala određen broj kontrolnih kultura, t. j. kultura u normalnoj v. d. Croneovoj hranjivoj otopini. Što se tiče razrade pokusa, naročito određenja svježe i suhe supstancije. napominjemo, da smo kao i kod kultura u tlima, iz praktičnih razloga, a naročito zbog toga, što ispiranjem korijenja od taložina hranjive otopine, odnosno čestica zemlje, uvijek dolazi do nekih gubitaka, određivali samo sv ježu supstanci ju izboja .stabl jika. Za određenje suhe supstancije odvojili smo korijenje od stabljika, oboje usitnili i u otvorenim Petrijcvim posudama najprije osušili na zraku. Iza toga sušili smo materi jal u sušioniku pri SO" G, najmanje dva dana. a tek onda izvršili smo vaganja. O ostalim pojedinostima metodike i razrade pokusa iscrpno se izvješćuje u engleskom tekstu. REZULTATI POKUSA Istražujući fiziološko djelovanje fervorizacije na razvoj gorušice (Sina pis alba) u nizu smo pokusa utvrdili: I. Kulture u tlima 1. Kod prokli javanja, odnosno nicanja sjemenaka očitu|e se fervor- efekt u dvije faze. U prvoj fazi. koja traje par dana. dolazi do jasno izražene retardacije (usporenja) proklijavanja. Nakon loga, iza otprilike 7 do 8 dana. nastupa faza stimulaci je. Prokli javan je sjemenaka sc u toj fazi toliko ubrzava, da procenat isklijalih sjemenaka u fervori- ziranim tlima ne samo doskora dostiže, nego konačno i prestiže procenat isklijalih sjemenaka u normalnim, nefervoriziranim, tlima. 2. S obzirom na hipokotil, fervor-efekt se očituje retardacijom njegova razvoja i povećanom produkcijom klorofila i antocijana. 3. Fervor-efekt očituje se nadalje u karakterističnom habitusu korijenja. U fervoriziranim tlima dolazi do jačeg razgranjenja korijenja, kao i jačeg razvoja korijenovih dlačica. U mladim stadijima pobočno sc korijenje kod biljaka u fervoriziranim tlima razvija ili direktno ispod korijenova vrata ili u gornjoj trećini glavnog korijena. 4. Kod kultura u fervoriziranim tlima u mladim je stadijima kori- jenov vrat gusto poput krzna obrastao dlačicama, a u starijim stadijima dolazi do utegnuća korijenova. vrata. 5. U rastenju stabljike u duljinu očituje sc fervor-efekt također u dvije faze. U prvoj fazi, koja tra je do iza 40. pokusnog dana, ovo je rastenje kod kultura u fervoriziranim tlima usporeno. U drugoj fazi, koja katkada nastaje tek iza 70. pokusnog dana. dolazi do jasno izraženog ubrzanja ovog rastenja. 6. Fervor-efekt se općenito očituje u jakom vegetativnom rastenju svih nadzemnih dijelova pokusnih biljaka. Ta se činjenica odražava kako u težini svježe, tako i u težini suhe

Geometric Generalisations of SHAKE and RATTLE

A geometric analysis of the Shake and Rattle methods for constrained Hamiltonian problems is carried out. The study reveals the underlying differential geometric foundation of the two methods, and the exact relation between them. In addition, the geometric insight naturally generalises Shake and Rattle to allow for a strictly larger class of constrained Hamiltonian systems than in the classical setting. In order for Shake and Rattle to be well defined, two basic assumptions are needed. First, a nondegeneracy assumption, which is a condition on the Hamiltonian, i.e., on the dynamics of the system. Second, a coisotropy assumption, which is a condition on the geometry of the constrained phase space. Non-trivial examples of systems fulfilling, and failing to fulfill, these assumptions are given

Evaluation of Bacteria and Fungi DNA Abundance in Human Tissues

Whereas targeted and shotgun sequencing approaches are both powerful in allowing the study of tissue-associated microbiota, the human: microorganism abundance ratios in tissues of interest will ultimately determine the most suitable sequencing approach. In addition, it is possible that the knowledge of the relative abundance of bacteria and fungi during a treatment course or in pathological conditions can be relevant in many medical conditions. Here, we present a qPCR-targeted approach to determine the absolute and relative amounts of bacteria and fungi and demonstrate their relative DNA abundance in nine different human tissue types for a total of 87 samples. In these tissues, fungi genomes are more abundant in stool and skin samples but have much lower levels in other tissues. Bacteria genomes prevail in stool, skin, oral swabs, saliva, and gastric fluids. These findings were confirmed by shotgun sequencing for stool and gastric fluids. This approach may contribute to a more comprehensive view of the human microbiota in targeted studies for assessing the abundance levels of microorganisms during disease treatment/progression and to indicate the most informative methods for studying microbial composition (shotgun versus targeted sequencing) for various samples types

Overview of JET results for optimising ITER operation

Publisher Copyright: © 2022 Crown copyright. Reproduced with the permission of the Controller of Her Majesty's Stationery Office.The JET 2019-2020 scientific and technological programme exploited the results of years of concerted scientific and engineering work, including the ITER-like wall (ILW: Be wall and W divertor) installed in 2010, improved diagnostic capabilities now fully available, a major neutral beam injection upgrade providing record power in 2019-2020, and tested the technical and procedural preparation for safe operation with tritium. Research along three complementary axes yielded a wealth of new results. Firstly, the JET plasma programme delivered scenarios suitable for high fusion power and alpha particle (α) physics in the coming D-T campaign (DTE2), with record sustained neutron rates, as well as plasmas for clarifying the impact of isotope mass on plasma core, edge and plasma-wall interactions, and for ITER pre-fusion power operation. The efficacy of the newly installed shattered pellet injector for mitigating disruption forces and runaway electrons was demonstrated. Secondly, research on the consequences of long-term exposure to JET-ILW plasma was completed, with emphasis on wall damage and fuel retention, and with analyses of wall materials and dust particles that will help validate assumptions and codes for design and operation of ITER and DEMO. Thirdly, the nuclear technology programme aiming to deliver maximum technological return from operations in D, T and D-T benefited from the highest D-D neutron yield in years, securing results for validating radiation transport and activation codes, and nuclear data for ITER.Peer reviewe

Lysine-Specific Demethylase 1 (LSD1) Is Required for the Transcriptional Repression of the Telomerase Reverse Transcriptase (hTERT) Gene

BACKGROUND: Lysine-specific demethylase 1 (LSD1), catalysing demethylation of mono- and di-methylated histone H3-K4 or K9, exhibits diverse transcriptional activities by mediating chromatin reconfiguration. The telomerase reverse transcriptase (hTERT) gene, encoding an essential component for telomerase activity that is involved in cellular immortalization and transformation, is silent in most normal human cells while activated in up to 90% of human cancers. It remains to be defined how exactly the transcriptional activation of the hTERT gene occurs during the oncogenic process. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: In the present study, we determined the effect of LSD1 on hTERT transcription. In normal human fibroblasts with a tight hTERT repression, a pharmacological inhibition of LSD1 led to a weak hTERT expression, and a robust induction of hTERT mRNA was observed when LSD1 and histone deacetylases (HDACs) were both inhibited. Small interference RNA-mediated depletion of both LSD1 and CoREST, a co-repressor in HDAC-containing complexes, synergistically activated hTERT transcription. In cancer cells, inhibition of LSD1 activity or knocking-down of its expression led to significant increases in levels of hTERT mRNA and telomerase activity. Chromatin immunoprecipitation assay showed that LSD1 occupied the hTERT proximal promoter, and its depletion resulted in elevated di-methylation of histone H3-K4 accompanied by increased H3 acetylation locally in cancer cells. Moreover, during the differentiation of leukemic HL60 cells, the decreased hTERT expression was accompanied by the LSD1 recruitment to the hTERT promoter. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: LSD1 represses hTERT transcription via demethylating H3-K4 in normal and cancerous cells, and together with HDACs, participates in the establishment of a stable repression state of the hTERT gene in normal or differentiated malignant cells. The findings contribute to better understandings of hTERT/telomerase regulation, which may be implicated in the development of therapeutic strategies for telomerase dysregulation-associated human diseases including cancers

Multi-messenger searches via IceCube’s high-energy neutrinos and gravitational-wave detections of LIGO/Virgo

We summarize initial results for high-energy neutrino counterpart searches coinciding with gravitational-wave events in LIGO/Virgo\u27s GWTC-2 catalog using IceCube\u27s neutrino triggers. We did not find any statistically significant high-energy neutrino counterpart and derived upper limits on the time-integrated neutrino emission on Earth as well as the isotropic equivalent energy emitted in high-energy neutrinos for each event