In addition to the exergy analysis of thermal processes, e.g. heat engines and commercial power stations, for which the methods described have been long established, the book considers the chemical and metallurgical process industries. Charts and tables are provided for the determination of the exergy of many typical substances. Examples are drawn from the fields of thermal, chemical and metallurgical engineering and the exergetic efficiency of typical processes is calculated. The book also discusses the application of the exergy concept to the problem of the economical optimization of complex plants and the implications to the environment of pollution due to external exergy losses. An Instructor's Manual is available which contains outline solutions to the problems listed at the end of each chapter.

Gene profiling techniques allow the assay of transcripts from organs, tissues, and cells with an unprecedented level of coverage. However, most of these approaches are still limited by the fact that organs and tissues are composed of multiple cell types that are each unique in their patterns of gene expression. To identify the transcriptome from a single cell type in a complex tissue, investigators have relied upon physical methods to separate cell types or in situ hybridization and immunohistochemistry. Here, we describe a strategy to rapidly and efficiently isolate ribosome-associated mRNA transcripts from any cell type in vivo. We have created a mouse line, called RiboTag, which carries an Rpl22 allele with a floxed wild-type C-terminal exon followed by an identical C-terminal exon that has three copies of the hemagglutinin (HA) epitope inserted before the stop codon. When the RiboTag mouse is crossed to a cell-type-specific Cre recombinase-expressing mouse, Cre recombinase activates the expression of epitope-tagged ribosomal protein RPL22 ha , which is incorporated into actively translating polyribosomes. Immunoprecipitation of polysomes with a monoclonal antibody against HA yields ribosome-associated mRNA transcripts from specific cell types. We demonstrate the application of this technique in brain using neuron-specific Cre recombinase-expressing mice and in testis using a Sertoli cell Cre recombinase-expressing mouse.

Chloroperoxidase from Caldariomyces fumago has been isolated in crystalline form. The prosthetic group of chloroperoxidase is ferriprotoporphyrin IX. On the basis of the heme content, the minimal molecular weight of chloroperoxidase is 40,200. On the basis of hydrodynamic measurements, the molecular weight of chloroperoxidase is approximately 42,000. Therefore, in solution at neutral pH, chloroperoxidase behaves as a monomeric species. The spectral properties of the oxidized and reduced forms of the enzyme and also of the azide and cyanide complexes are reported. The amino acid composition of chloroperoxidase is reported. Chloroperoxidase is rich in aspartic acid, glutamic acid, and serine and proline residues. These four amino acids constitute 45% of the total amino acid content. Chloroperoxidase is a glycoprotein. Approximately 25 to 30% of the molecule is carbohydrate. Chromatography of acid hydrolysates reveals that glucosamine and arabinose are major constituents.

Abstract Chloroperoxidase can utilize chloride, bromide, and iodide ions and catalyze the formation of a carbon-halogen bond in the presence of suitable acceptor molecules. Suitable halogen acceptor molecules are β-keto acids, cyclic β-diketones, and substituted phenols. An optical assay has been developed to measure the halogenating activity of chloroperoxidase. The assay is based on the conversion of monochlorodimedon to the corresponding gem-dihalo derivative. The optical assay is based on the loss of absorbance at 278 mµ associated with the formation of the dihalo derivative from the monohalo compound. In the optical assay, crystalline chloroperoxidase preparations catalyze the formation of the dichlorodimedon from monochlorodimedon, chloride ion, and hydrogen peroxide at a rate of 67,000 moles of product formed per min per mole of enzyme. When bromide ion replaces chloride ion in the optical assay, the rate of formation of monobromo-monochlorodimedon is approximately twice the rate of formation of dichlorodimedon. The chloroperoxidase-catalyzed halogenation of tyrosine can be followed by measuring the decrease in tyrosine fluorescence associated with the formation of the mono- and dihalogenated tyrosines. At low concentrations of halogen anion (0.33 mm) the relative activity among the halogen anions for the halogenation of tyrosine is approximately 5.1:4.8:1 for iodide, bromide, and chloride, respectively. At higher concentrations of halogen anion, 3.3 mm, the ratio of activity between bromide and chloride falls to 3:1. At 3.3 mm iodide concentration, the enzymatic formation of elemental iodine masks the tyrosine fluorescences measurements so that rate comparisons cannot be made in this instance. Crystalline chloroperoxidase preparations catalyze the chlorination of tyrosine at a rate of approximately 7500 moles of product formed per min per mole of enzyme. Fluoride is not a substrate for chloroperoxidase but is an inhibitor of the halogenation reaction. The results indicate that fluoride ion can compete for both the hydrogen peroxide- and the halogen anion-binding sites on chloroperoxidase. Chloroperoxidase shares with other peroxidases the ability to catalyze the oxidation of iodide to iodine. The rate of iodine formation is about 1.5 times the rate of chlorination of monochlorodimedon when the reactions are compared, with equivalent amounts of enzyme and under saturating conditions for all substrates.

Farm businesses face increasing challenges in the face of policy reform which envisages multifunctional rural economies with objectives which span the environmental, the social as well as the production of food. This leads to uncertainties and ambiguities in the way in which farms respond to incentives and pressures to become entrepreneurial, to diversify, to become more efficient at food production and to adopt new technology. This paper examines these tensions in the context of upland agricultural business in rural Wales. Qualitative and quantitative results support a conclusion of significant heterogeneity in farm response, and highlight tensions between maintaining a focus towards current on-farm activity or pursuing entrepreneurial diversification, as well as differing levels of technology adoption in support of these income streams. Supported by a descriptive cluster analysis based on survey data, the paper proposes a new conceptual categorisation of entrepreneurial strategy, distinguished on the basis of attitudes towards on- and off-farm income generation and on stated stance towards current and future policy grant streams. The paper discusses some of the factors that may determine how particular farmers and farming businesses lie within this categorisation.

Motivation: It is critical that MRI data acquired in multi-site, multi-vendor studies conforms to a standardised acquisition protocol. Goal(s): To develop XNAT tools to highlight scans that do not conform to a specified protocol or are of insufficient quality, enabling rapid correction of errors before future scans. Approach: Multi-site DICOM data is uploaded to XNAT after acquisition, by integrating software tools with this database, investigators are informed if data does not conform. Results: DICOM-QC, a tool to automatically compare DICOM metadata to predefined values, and ImageSNR-QC to calculate image SNR, applied here to a multi-site kidney study. Impact: This work outlines two tools that integrate with XNAT, DICOM-QC and ImageSNR-QC, which can be used by any investigators running large studies to ensure uploaded data conforms to the study protocol, ensuring consistency over sites, vendors, and repeated longitudinal scans.

ABSTRACT How bacteria transition into growth arrest as part of stationary phase has been well-studied, but our knowledge of features that help cells to stay alive in the following days and weeks is incomplete. Most studies have used heterotrophic bacteria that are growth-arrested by depletion of substrates used for both biosynthesis and energy generation, making is difficult to disentangle the effects of the two. In contrast, when grown anaerobically in light, the phototrophic bacterium Rhodopseudomonas palustris generates ATP from light via cyclic photophosphorylation and builds biomolecules from organic substrates such as acetate. As such, energy generation and carbon utilization are independent from one another. Here we compared the physiological and molecular responses of R. palustris to growth arrest caused by carbon source depletion in light (energy-replete) and dark (energy-depleted) conditions. Both sets of cells remained viable for six to ten days, at which point dark-incubated cells lost viability whereas light-incubated cells remained fully viable for 60 days. Dark-incubated cells were depleted in intracellular ATP prior to losing viability, suggesting that ATP depletion is a cause of cell death. Dark-incubated cells also shut down measurable protein synthesis, whereas light-incubated cells continued to synthesize proteins at low levels. Cells incubated in both conditions continued to transcribe genes. We suggest that R. palustris may completely shut down protein synthesis in dark, energy-depleted, conditions as a strategy to survive the nighttime hours of day/night cycles it experiences in nature, where there is a predictable source of energy in the form of sunlight during days. IMPORTANCE The molecular and physiological basis of bacterial longevity in growth arrest is important to investigate for several reasons. Such investigations could improve treatment of chronic infections, advance use of non-growing bacteria as biocatalysts to make high yields of value-added products, and improve estimates of microbial activities in natural habitats, where cells are often growing slowly or not at all. Here we compared survival of the phototrophic bacterium Rhodopseudomonas palustris under conditions where it generates ATP (incubation in light) and where it does not generate ATP (incubation in dark) to directly assess effects of energy depletion on long-term viability. We found that ATP is important for long-term survival over weeks. However, R. palustris survives 12h periods of ATP depletion without loss of viability, apparently in anticipation of sunrise and restoration of its ability to generate ATP. Our work suggests that cells respond to ATP depletion by shutting down protein synthesis.

Gram-negative bacteria in infections, biofilms and industrial settings often stop growing due to nutrient depletion, immune responses or environmental stresses. Bacteria in this state tend to be tolerant to antibiotics and are often referred to as dormant. Rhodopseudomonas palustris , a phototrophic α-proteobacterium, can remain fully viable for more than four months when growth is arrested. Here, we show that protein synthesis, specific proteins involved in translation and a stringent response are required for this remarkable longevity. Because it can generate ATP from light during growth arrest, R. palustris is an extreme example of a bacterial species that will stay alive for long periods of time as a relatively homogeneous population of cells and it is thus an excellent model organism for studies of bacterial longevity. There is evidence that other Gram-negative species also continue to synthesize proteins during growth arrest and that a stringent response is required for their longevity as well. Our observations challenge the notion that growth-arrested cells are necessarily dormant and metabolically inactive, and suggest that such bacteria may have a level of metabolic activity that is higher than many would have assumed. Our results also expand our mechanistic understanding of a crucial but understudied phase of the bacterial life cycle.IMPORTANCE We are surrounded by bacteria; but they do not completely dominate our planet despite the ability of many to grow extremely rapidly in the laboratory. This has been interpreted to mean that bacteria in nature are often in a dormant state. We investigated life in growth arrest of Rhodopseudomonas palustris , a proteobacterium that stays alive for months when it is not growing. We found that cells were metabolically active; they continued to synthesize proteins and mounted a stringent response, both of which were required for their longevity. Our results suggest that long-lived bacteria are not necessarily inactive but have an active metabolism that is well adjusted to life without growth.* Tn : transposon

Predicting the impact of cis-regulatory sequence on gene expression is a foundational challenge for biology. We combine polysome profiling of hundreds of thousands of randomized 5′ UTRs with deep learning to build a predictive model that relates human 5′ UTR sequence to translation. Together with a genetic algorithm, we use the model to engineer new 5′ UTRs that accurately target specified levels of ribosome loading, providing the ability to tune sequences for optimal protein expression. We show that the same approach can be extended to chemically modified RNA, an important feature for applications in mRNA therapeutics and synthetic biology. We test 35,000 truncated human 5′ UTRs and 3,577 naturally-occurring variants and show that the model accurately predicts ribosome loading of these sequences. Finally, we provide evidence of 47 SNVs associated with human diseases that cause a significant change in ribosome loading and thus a plausible molecular basis for disease.