Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-29. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:26:16Z : No. of bitstreams: 1 Publico-13173a.pdf: 310758 bytes, checksum: 0e69081e3442b22f6050c09afce01047 (MD5). Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:26:16Z : No. of bitstreams: 2 Publico-13173a.pdf: 310758 bytes, checksum: 0e69081e3442b22f6050c09afce01047 (MD5) Publico-13173b.pdf: 415116 bytes, checksum: 4180ba87cb7e2b1e5fd7025a709ad973 (MD5). Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:26:16Z : No. of bitstreams: 3 Publico-13173a.pdf: 310758 bytes, checksum: 0e69081e3442b22f6050c09afce01047 (MD5) Publico-13173b.pdf: 415116 bytes, checksum: 4180ba87cb7e2b1e5fd7025a709ad973 (MD5) Publico-13173c.pdf: 1753333 bytes, checksum: b8f7a5c4e0b41ab3fb3b02e66b0687bc (MD5). Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:26:16Z : No. of bitstreams: 4 Publico-13173a.pdf: 310758 bytes, checksum: 0e69081e3442b22f6050c09afce01047 (MD5) Publico-13173b.pdf: 415116 bytes, checksum: 4180ba87cb7e2b1e5fd7025a709ad973 (MD5) Publico-13173c.pdf: 1753333 bytes, checksum: b8f7a5c4e0b41ab3fb3b02e66b0687bc (MD5) Publico-13173d.pdf: 1426873 bytes, checksum: 6ecb51e6ca1ef726a7f46752c7c14e0f (MD5) / Os efeitos tardios da radiofrequencia (RF) parecem estar relacionados à extensão da lesão. Avaliamos os efeitos da indução da termotolerância nas lesões por RF e a ocorrência de apoptose agudamente na periferia das lesões na parede livre do ventrículo de ratos. Métodos: Dois grupos foram avaliados: grupo tratado (GT,n=22) submetido a choque térmico por (420C ± 0,5°C por 10 min.) e (GC, n=22) e grupo controle (GC) (37,5-38ºC por 10 min.). Após 48 horas, os ratos foram submetidos aplicação RF (12 Watts; 10 segundos) na parede livre do VE. Após 2 horas, 10 ratos de cada grupo foram sacrificados as lesões mensuradas macroscopicamente e histologicamente e após 4 semanas realizou-se ECO em ambos os grupos (N=24) e os corações retirados e analisados macroscópica e histologicamente. Outros 30 ratos, não submetidos a choque térmico, 2 horas após a ablação foram sacrificados e os corações preparados para avaliação de apoptose pela técnica de TUNEL (TdT-mediated dUTP Nick End-Labeling), imunohistoquímica (IHQ) com anticorpo próapoptótico anti-BAD, Anti-Caspase 3 (n=18) e Western Blotting (WB) anti-BAD (n=12). Não houve diferença entre os grupos agudos nas dimensões das lesões nos eixos transversal (GC 11,1 ± 0,9 mm vs. GT 11,1 ± 1,4mm, p=NS), longitudinal (GC 9,0 ± 0,6 mm vs. GT 9,5 ± 1,0mm, p=NS), profundidade (GC 1,4 ± 0,4mm vs. GT 1,4 ± 0,2 mm, p=NS) e área (GC 17± 1mm2 vs. GT 19±1mm2, p=NS) e na histologia, caracterizada por fibrose bem demarcada. Quanto aos grupos crônicos, os achados nos eixos transversal (GC 11 ± 0,9mm vs. GT 11 ± 1,4mm, p=NS), longitudinal (GC 9,3 ± 0,6mm vs. GT 9,5 ± 1,0mm, p=NS), profundidade (GC 1,4 ± 0,4mm vs. GT 1,4 ± 0,2mm, p=NS) e área (GC 17 ± 1mm2 vs. GT 19 ± 1mm2, p=NS) não diferiram entre os grupos, tampouco as análises do diâmetro sistólico ventricular esquerdo (DSVE) (GC 6,4 ± 0.4mm vs. GT 6,3± 0,3mm p=NS), diâmetro diastólico ventricular esquerdo (DDVE) (GC 4,9 ± 0,4mm vs. GT 4,6 ± 0,4mm p=NS) e a fração de ejeção (FE) (0.66 ± 0.04% vs. 0.67 ± 0.02% p=NS). Nos animais submetidos ao TUNEL houve marcação sugerindo apoptose. No entanto, as análises de IHQ, Western Blotting (BAD) foram negativas. Conclusão: A indução da termotolerância não reduz o tamanho e o remodelamento da lesão por RF no miocárdio de ratos e a ablação por RF não induz apoptose no miocárdio ventricular de ratos. / The delayed effects of radiofrequency (RF) seem to be related to the extent of the lesion. We evaluated the effects of thermotolerance on the dimensions and remodeling of RF lesions in the rat myocardium and whether RF promotes apoptosis in the region surrounding acute ablation lesions in a rat model. Methods: Two groups were evaluated: treated (TG, n=22), subjected to thermal shock (a bath at 42oC for 10 min.), and control (CG, n=22, bath at a 37ºC for 10 min.). After 48 hours, an RF lesion (customized catheter, tip 4.5 mm in diameter; 12 Watts; 10 seconds) was performed on the free wall of the left ventricle (LV). The rats were sacrificed 2 hours (n=10 per group) and 4 weeks (n=12 per group) after RF for macroscopic and histological analysis of the lesions and echocardiogram was obtained at 4 weeks to assess ventricular remodeling. Additional animals (n=30) were killed after 2 hours for apoptosis evaluation using histological (H.E. - hematoxylin and eosin, TdT-mediated dUTP Nick End-Labeling [TUNEL] assay), immunohistochemical (anti-BAD and anticaspase 3 antibodies) analysis (n = 18) and anti-BAD Western Blotting analysis. Results: There was no difference between groups regarding the size of acute (CG 27± 2 mm2 vs. TG 27±3 mm2) and chronic lesions (CG 17 ± 1 mm2 vs. TG 19 ± 1 mm2). Histology revealed coagulative necrosis in the acute lesions and welldemarcated fibrosis, with no difference between groups. The echocardiogram revealed dilation of the cavities and moderate systolic dysfunction. The diameters of the left atrium and of the left ventricle (LV) (diastolic, TG 9.8±0.9 mm vs. CG 9.6±1.1 mm, p=NS), the ejection fraction and the fractional shortening of the transverse area of the LV (TG 45±3% vs. CG 39±3%. p=NS) did not differ between groups. TUNEL assay revealed positive luminescent reaction cells suggesting apoptosis, however IHQ, Western Blotting and histology were negative. Conclusion: Thermotolerance does not reduce the size and remodeling of RF lesion in the rat myocardium and RF ablation does not promote apoptosis in the periphery of the myocardial lesion. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

A radiação solar é um dos principais fatores responsáveis pelo controle das populações de fungos no meio ambiente. A inatividade de estruturas de dispersão e de infecção pela radiação UVA e UVB é ainda mais importante no controle de fungos que se dispersam pelo ar e que podem infectar o hospedeiro, quando inalados, como é o caso de espécies do gênero Cryptococcus. C. neofarmans é capaz de produzir melanina na presença de substratos exógenos, como a L-dopa. A melanização é capaz de proteger o fungo contra diversos fatores ambientais bióticos e abióticos. Neste trabalho, foi avaliado o efeito de exposições a uma intensidade ambiental de radiação UVB (I.000mW m-2) na sobrevivência de células melanizadas e não melanizadas de quatro linhagens de Cryptococcus neoformans e de quatro linhagens de Cryptococcus laurentii. Foi determinada a sobrevivência relativa (sobrevivência das células expostas em relação à das células não expostas à radiação de células com 2, 4, 6 e 8 dias, crescidas em meio com e sem L-dopa, após exposição às doses de 1.8 e 3.6 kJ m-2. Tanto a irradiância como as doses, são observadas no meio ambiente, mesmo em regiões temperadas. Foram observadas diferenças na tolerância à radiação UVB, tnato entre as linhagens de C. neoformans, como entre as linhagens de C. laurentii. As linhagens de C. neoformans, foram observbadas diferenças na tolerância à radiação ao longo do desenvolvimento, tanto nas células melanizadas como nas não melanizadas. Na maioria das situações (linhagem, tempo de crescimento, dose de UVB), não houve diferença significativa entre a tolerância das células melanizadas e não melanizadas e, quando isso ocorreu, a diferença foi menor do que a observada anteriormente com UVC. E, C laurentii, não houve diferença na tolerância à radiação ao longo do desenvolvimento das células melanizadas e não melanizadas. Também não foram observadas diferenças significativas entre a tolerância das células melanizadas e não melanizadas em nenhuma das linhagens. / Solar radiation is one of the major factors responsible for the control of fungus populations in the environment. The inactivation of dispersal and infection structures by UVA and UVB radiation is even more important for the control of fungi that disperse through the air and that can produce melanin in the presence of oxogeneous substrates such as L-dopa. Melanization can protect the fungus against various biotic and abiotic factors. In the present study, we investigated the effect of exposure to an environmental intensity of UVB radiation of 1,000 mWm-2 on the survival of melanized and non-melanized cells of four strains of Cryptococcus neoformans and of four strains of Cryptococcus laurentii. The relative survival (survival of cells exposed to radiation in relation to cells not exposed) of 2, 4, 6 and 8 day cells grown on medium with and without L-dopa was determinated after exposure to doses of 1.8 and 3.6kJ m-2. Both irradiance and these doses are observed in the environment even in temperate regions. Difference in tolerance to UVB radiation were observed both in the C. neoformans and C. laurentii strains. The C. neofarmans strains were more sensitive to radiation than the C. laurentii strains. In C. neoformans, diferences in tolerance to radiation were observed during development both in melanized and non-melanized cells. For most features (strains, time of growth and UVB dose) there was no difference in tolerance between melanized and non-melanized cell and when differences occurred they were smaller than those previously observed with UVC. In C. laurentii, there was no difference in tolerance to radiation during development between melanized and non-melanized cells., Also, no significant differences in tolerance were observed between melanized and non-melanized cells of any strain

A radiação solar é um dos principais fatores responsáveis pelo controle das populações de fungos no meio ambiente. A inatividade de estruturas de dispersão e de infecção pela radiação UVA e UVB é ainda mais importante no controle de fungos que se dispersam pelo ar e que podem infectar o hospedeiro, quando inalados, como é o caso de espécies do gênero Cryptococcus. C. neofarmans é capaz de produzir melanina na presença de substratos exógenos, como a L-dopa. A melanização é capaz de proteger o fungo contra diversos fatores ambientais bióticos e abióticos. Neste trabalho, foi avaliado o efeito de exposições a uma intensidade ambiental de radiação UVB (I.000mW m-2) na sobrevivência de células melanizadas e não melanizadas de quatro linhagens de Cryptococcus neoformans e de quatro linhagens de Cryptococcus laurentii. Foi determinada a sobrevivência relativa (sobrevivência das células expostas em relação à das células não expostas à radiação de células com 2, 4, 6 e 8 dias, crescidas em meio com e sem L-dopa, após exposição às doses de 1.8 e 3.6 kJ m-2. Tanto a irradiância como as doses, são observadas no meio ambiente, mesmo em regiões temperadas. Foram observadas diferenças na tolerância à radiação UVB, tnato entre as linhagens de C. neoformans, como entre as linhagens de C. laurentii. As linhagens de C. neoformans, foram observbadas diferenças na tolerância à radiação ao longo do desenvolvimento, tanto nas células melanizadas como nas não melanizadas. Na maioria das situações (linhagem, tempo de crescimento, dose de UVB), não houve diferença significativa entre a tolerância das células melanizadas e não melanizadas e, quando isso ocorreu, a diferença foi menor do que a observada anteriormente com UVC. E, C laurentii, não houve diferença na tolerância à radiação ao longo do desenvolvimento das células melanizadas e não melanizadas. Também não foram observadas diferenças significativas entre a tolerância das células melanizadas e não melanizadas em nenhuma das linhagens. / Solar radiation is one of the major factors responsible for the control of fungus populations in the environment. The inactivation of dispersal and infection structures by UVA and UVB radiation is even more important for the control of fungi that disperse through the air and that can produce melanin in the presence of oxogeneous substrates such as L-dopa. Melanization can protect the fungus against various biotic and abiotic factors. In the present study, we investigated the effect of exposure to an environmental intensity of UVB radiation of 1,000 mWm-2 on the survival of melanized and non-melanized cells of four strains of Cryptococcus neoformans and of four strains of Cryptococcus laurentii. The relative survival (survival of cells exposed to radiation in relation to cells not exposed) of 2, 4, 6 and 8 day cells grown on medium with and without L-dopa was determinated after exposure to doses of 1.8 and 3.6kJ m-2. Both irradiance and these doses are observed in the environment even in temperate regions. Difference in tolerance to UVB radiation were observed both in the C. neoformans and C. laurentii strains. The C. neofarmans strains were more sensitive to radiation than the C. laurentii strains. In C. neoformans, diferences in tolerance to radiation were observed during development both in melanized and non-melanized cells. For most features (strains, time of growth and UVB dose) there was no difference in tolerance between melanized and non-melanized cell and when differences occurred they were smaller than those previously observed with UVC. In C. laurentii, there was no difference in tolerance to radiation during development between melanized and non-melanized cells., Also, no significant differences in tolerance were observed between melanized and non-melanized cells of any strain

Conídios são estruturas especializadas, produzidas assexuadamente pelo micélio de muitas espécies de ascomicetos. A produção dos conídios requer o controle espacial e temporal da expressão gênica e a formação de estruturas específicas durante o desenvolvimento. Os conídios estão envolvidos na reprodução, dispersão e persistência ambiental dos fungos. Em espécies patogênicas como Aspergillus fumigatus e Metarhizium anisopliae, os conídios também são responsáveis pela infecção do hospedeiro. Um dos principais fatores ambientais capazes de matar e / ou danificar os conídios é a radiação solar. Os dímeros de pirimidina ciclobutano (CPDs) são os principais fotoprodutos do DNA induzidos pela radiação UVB. Os principais objetivos deste trabalho foram: (1) estimar as frequências de CPDs em conídios expostos a doses subletais de radiação UVB, (2) correlacionar a frequência de CPDs com a cinética de germinação dos conídios, (3) comparar a frequência de CPDs em conídios selvagens com a frequência em conídios mutantes para a pigmentação, (4) identificar genes diferencialmente expressos durante as fases da conidiogênese de A. fumigatus e (5) identificar genes modulados pela radiação UVB em micélio jovem de A. fumigatus. Conídios de M. anisopliae, A. nidulans e A. fumigatus foram expostos à irradiância de 1000 mW m-2 de UVB por 15, 30, 60 e 90 min. As doses totais ao final das exposições foram 0,9, 1,8, 3,6 e 5,4 kJ m-2. O aumento na frequência de CPDs foi linear e diretamente proporcional à dose, com 0,215, 0,455, 0,803 e 1,628 CPDs 10 kb-1 induzidos pelas doses de 0,9, 1,8, 3,6 e 5,4 kJ m-2 em A. fumigatus, 0,037, 0,077, 0,142 e 0,202 CPDs 10 kb-1 em A. nidulans e 0,041, 0,085, 0,155 e 0,255 CPDs 10 kb-1 em M. anisopliae. A frequência de CPDs no mutante albino de M. anisopliae (0,552 10 kb-1) foi aproximadamente dez vezes maior do que na linhagem selvagem (0.057 10 kb-1) após exposição à dose de 1,8 kJ m-2. Esta é a primeira evidência direta de que a pigmentação dos conídios protege o DNA contra os danos induzidos pela radiação UVB. Microarranjos genômicos de DNA foram utilizados para comparar os transcriptomas de micélios com 20 h (início da conidiogênese), 24 h (fase intermediária) e 25 h (fase final) com o transcriptoma de micélio jovem. Foram identificados 34 genes diferencialmente expressos (7 com aumento e 27 com diminuição) com 20 h de desenvolvimento, 101 genes (12 com aumento e 89 com diminuição) com 24 h e 76 genes (oito com aumento e 68 com diminuição) com 25 h. Alguns genes que apresentaram aumento na expressão (stuA e o gene da scytalone dehydratase) já haviam sido associados com fases específicas da conidiogênese, entretanto a maioria dos genes que apresentou aumento na expressão não tem função conhecida. A análise de transcriptomas com microarranjos de DNA também foi utilizada para identificar genes com expressão modulada por exposições à radiação UVB (1,8 kJ m-2) em micélio jovem de A. fumigatus. Foram identificados 101 genes diferencialmente expressos ao final da exposição à radiação UVB (51 genes com aumento e 50 com redução). O gene radc apresentou o maior aumento na expressão (aproximadamente 16 ×). A maioria dos genes com aumento na expressão não possui função conhecida. Foram identificados 418 genes diferencialmente expressos 30 min após o termino da exposição (51 genes com aumento e 367 com redução na expressão). / Conidia are specialized structures produced asexually during mycelia growth of many ascomycete species. The process of conidiation involves temporal and spatial regulation of gene expression, cell specialization, intercellular communication, and formation of specific structures during fungal growth. Conidia are responsible for the reproduction, dispersal and environmental persistence of many fungal species. In pathogenic species like Aspergillus fumigatus and Metarhizium anisopliae, conidia are also responsible for host infection. One of the main environmental factors that can kill and/or damage conidia is solar UV radiation. Cyclobutane pyrimidine dimers (CPDs) are the major DNA photoproducts induced by UVB. The principal goals of the present study were to: (1) estimate the frequency of CPDs induced by sublethal doses of UVB radiation in conidial DNA of three selected ascomycetes, (2) examine correlation of CPD frequencies with germination speed, and (3) estimate the protective effect of the wild-type green conidial pigmentation on DNA in M. anisopliae var. anisopliae, (4) identify differentially expressed genes during the different phases of A. fumigatus conidiogenesis and (5) identify genes regulated by UVB radiation in A. fumigatus young mycelia. A. fumigatus, A. nidulans, and M. anisopliae conidia were exposed to 1000 mW m-2 UV irradiance for 15, 30, 60 and 90 min. Total Quaite-weighted doses were 0.9, 1.8, 3.6 and 5.4 kJ m-2, respectively. The frequencies of dimers were linear and directly proportional to the doses, with 0.215, 0.455, 0.803 and 1.628 CPDs 10 kb-1 detected at the doses of 0.9, 1.8, 3.6 and 5.4 kJ m-2 in A. fumigatus, 0.037, 0.077, 0.142 and 0.202 CPDs 10 kb-1 in A. nidulans, and 0.041, 0.085, 0.155 and 0.255 CPDs 10 kb-1 in M. anisopliae. The frequency of dimers in the M. anisopliae albino mutant DWR 180 (0.552 10 kb-1) was approximately ten times higher than of the wild-type ARSEF 23 strain (0.057 10 kb-1) after exposure to doses of 1.8 kJ m-2. DNA microarrays carrying sequence of 11,000 genes of A. fumigatus were used to compare transcriptomes of 20 h-old mycelia (initial phase of the conidiogenesis), 24 h (intermediate phase) e 25 h (final phase) with young mycelia transcriptome. Thirty-four genes displayed a statistically significant difference in expression (7 with increase and 27 with decrease mRNA expression) in 20 h-old mycelia, 101 genes (12 with increase and 89 with decrease) in 24 h-old mycelia and 76 genes (8 with increase and 68 with decrease) in 25 h-old mycelia. Some overexpressed genes (stuA ad the scytalone dehydratase gene) were previously related to specific phases of conidiogenesis but the function of most of them is unknown. Transcriptome analysis using microarrays was also used to identify genes modulated by exposures to UVB radiation (1,8 kJ m-2) in A. fumigatus young mycelia. One hundred and one differentially expressed genes were identified at the end of the exposure to UVB radiation (51 genes with increase and 50 with decrease). The radc gene displayed the higher increase in expression (approximately 16 ×). The function of most of the overexpressed genes is unknown. Four hundred and eighteen differentially expressed genes were identified 30 min after the end of exposure (51 genes with increase and 367 with decrease in expression).

Este trabalho consiste em um estudo acerca dos efeitos da radiação em circuitos programáveis e sistemas em chip, do inglês System-on-Chip (SoC), baseados em FPGAs (Field-Programmable Gate Array). Dentre os diversos efeitos que podem ensejar falhas nos circuitos integrados, destacam-se a ocorrência de Single Event Effects (SEEs), Efeitos Transitórios em tradução livre, e a Dose Total Ionizante, do inglês Total Ionizing Dose (TID). SEEs podem ocorrer em razão da incidência de nêutrons originários de interações de raios cósmicos com a atmosfera terrestre, íons pesados provenientes do espaço e prótons originários do Sol (vento solar) e dos cinturões de Van Allen. A Dose Total Ionizante diz respeito à exposição prolongada de um circuito integrado à radiação ionizante e cuja consequência é a alteração das características elétricas de partes do dispositivo em razão das cargas elétricas induzidas pela radiação e acumuladas nas interfaces dos semicondutores. Dentro desse contexto, este trabalho descreve em detalhes a caracterização do SoC-FPGA baseado em memória FLASH e de sinais mistos SmartFusion A2F200-FG484, da empresa Microsemi, quando exposto à radiação (SEEs e TID) através do uso da técnica de Redundância Diversificada visando a detecção de erros. Também, uma arquitetura que utiliza um esquema baseado em Redundância Modular Tripla e Diversificada é testada através da sua implementação no FPGA baseado em memória SRAM da família Spartan-6, modelo LX45, da empresa Xilinx, visando a detecção e correção de erros causados pela radiação (SEEs). Os resultados obtidos mostram que os diversos blocos funcionais que compõe SoC SmartFusion apresentam diferentes níveis de tolerância à radiação e que o uso das técnicas de Redundância Modular Tripla e Redundância Diversificada em conjunto mostrou-se extremamente eficiente no que se refere a tolerância a SEEs. / This work consists in a study about the radiation effects in programmable circuits and System-on-Chips (SoCs) based on FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays). Single Event Effects (SEEs) and Total Ionizing Dose (TID) are the two main effects caused by the radiation incidence, and both can imply in the occurrence of failures in integrated circuits. SEEs are due to the incidence of neutrons derived from the interaction of the cosmic rays with the terrestrial atmosphere, as well as heavy ions coming from the space and protons provided from the solar wind and the Van Allen belts. Total Ionizing Dose regards the prolonged exposure of an integrated circuit to the ionizing radiation, which deviates the standard electrical characteristics of the device due to radiation-induced electrical charges accumulated in the semiconductors’ interfaces. In this context, this work aims to describe in details the characterization of Microsemi’s mixed-signal SoC-FPGA SmartFusion A2F200-FG484 when exposed to radiation (SEEs and TID), using a Diverse Redundancy approach for error detection. As well, an architecture using a Diversified Triple Modular Redundancy scheme was tested (SEEs) through its implementation in a Xilinx’s Spartan-6 LX45 FPGA, aiming error detection and correction. The results obtained show that several functional blocks from SmartFusion have different radiation tolerance levels and that the use of the Triple Modular Redundancy together with Diversified Redundancy proved to be extremely efficient in terms of SEEs tolerance.

Este trabalho consiste em um estudo acerca dos efeitos da radiação em circuitos programáveis e sistemas em chip, do inglês System-on-Chip (SoC), baseados em FPGAs (Field-Programmable Gate Array). Dentre os diversos efeitos que podem ensejar falhas nos circuitos integrados, destacam-se a ocorrência de Single Event Effects (SEEs), Efeitos Transitórios em tradução livre, e a Dose Total Ionizante, do inglês Total Ionizing Dose (TID). SEEs podem ocorrer em razão da incidência de nêutrons originários de interações de raios cósmicos com a atmosfera terrestre, íons pesados provenientes do espaço e prótons originários do Sol (vento solar) e dos cinturões de Van Allen. A Dose Total Ionizante diz respeito à exposição prolongada de um circuito integrado à radiação ionizante e cuja consequência é a alteração das características elétricas de partes do dispositivo em razão das cargas elétricas induzidas pela radiação e acumuladas nas interfaces dos semicondutores. Dentro desse contexto, este trabalho descreve em detalhes a caracterização do SoC-FPGA baseado em memória FLASH e de sinais mistos SmartFusion A2F200-FG484, da empresa Microsemi, quando exposto à radiação (SEEs e TID) através do uso da técnica de Redundância Diversificada visando a detecção de erros. Também, uma arquitetura que utiliza um esquema baseado em Redundância Modular Tripla e Diversificada é testada através da sua implementação no FPGA baseado em memória SRAM da família Spartan-6, modelo LX45, da empresa Xilinx, visando a detecção e correção de erros causados pela radiação (SEEs). Os resultados obtidos mostram que os diversos blocos funcionais que compõe SoC SmartFusion apresentam diferentes níveis de tolerância à radiação e que o uso das técnicas de Redundância Modular Tripla e Redundância Diversificada em conjunto mostrou-se extremamente eficiente no que se refere a tolerância a SEEs. / This work consists in a study about the radiation effects in programmable circuits and System-on-Chips (SoCs) based on FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays). Single Event Effects (SEEs) and Total Ionizing Dose (TID) are the two main effects caused by the radiation incidence, and both can imply in the occurrence of failures in integrated circuits. SEEs are due to the incidence of neutrons derived from the interaction of the cosmic rays with the terrestrial atmosphere, as well as heavy ions coming from the space and protons provided from the solar wind and the Van Allen belts. Total Ionizing Dose regards the prolonged exposure of an integrated circuit to the ionizing radiation, which deviates the standard electrical characteristics of the device due to radiation-induced electrical charges accumulated in the semiconductors’ interfaces. In this context, this work aims to describe in details the characterization of Microsemi’s mixed-signal SoC-FPGA SmartFusion A2F200-FG484 when exposed to radiation (SEEs and TID), using a Diverse Redundancy approach for error detection. As well, an architecture using a Diversified Triple Modular Redundancy scheme was tested (SEEs) through its implementation in a Xilinx’s Spartan-6 LX45 FPGA, aiming error detection and correction. The results obtained show that several functional blocks from SmartFusion have different radiation tolerance levels and that the use of the Triple Modular Redundancy together with Diversified Redundancy proved to be extremely efficient in terms of SEEs tolerance.

Este trabalho consiste em um estudo acerca dos efeitos da radiação em circuitos programáveis e sistemas em chip, do inglês System-on-Chip (SoC), baseados em FPGAs (Field-Programmable Gate Array). Dentre os diversos efeitos que podem ensejar falhas nos circuitos integrados, destacam-se a ocorrência de Single Event Effects (SEEs), Efeitos Transitórios em tradução livre, e a Dose Total Ionizante, do inglês Total Ionizing Dose (TID). SEEs podem ocorrer em razão da incidência de nêutrons originários de interações de raios cósmicos com a atmosfera terrestre, íons pesados provenientes do espaço e prótons originários do Sol (vento solar) e dos cinturões de Van Allen. A Dose Total Ionizante diz respeito à exposição prolongada de um circuito integrado à radiação ionizante e cuja consequência é a alteração das características elétricas de partes do dispositivo em razão das cargas elétricas induzidas pela radiação e acumuladas nas interfaces dos semicondutores. Dentro desse contexto, este trabalho descreve em detalhes a caracterização do SoC-FPGA baseado em memória FLASH e de sinais mistos SmartFusion A2F200-FG484, da empresa Microsemi, quando exposto à radiação (SEEs e TID) através do uso da técnica de Redundância Diversificada visando a detecção de erros. Também, uma arquitetura que utiliza um esquema baseado em Redundância Modular Tripla e Diversificada é testada através da sua implementação no FPGA baseado em memória SRAM da família Spartan-6, modelo LX45, da empresa Xilinx, visando a detecção e correção de erros causados pela radiação (SEEs). Os resultados obtidos mostram que os diversos blocos funcionais que compõe SoC SmartFusion apresentam diferentes níveis de tolerância à radiação e que o uso das técnicas de Redundância Modular Tripla e Redundância Diversificada em conjunto mostrou-se extremamente eficiente no que se refere a tolerância a SEEs. / This work consists in a study about the radiation effects in programmable circuits and System-on-Chips (SoCs) based on FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays). Single Event Effects (SEEs) and Total Ionizing Dose (TID) are the two main effects caused by the radiation incidence, and both can imply in the occurrence of failures in integrated circuits. SEEs are due to the incidence of neutrons derived from the interaction of the cosmic rays with the terrestrial atmosphere, as well as heavy ions coming from the space and protons provided from the solar wind and the Van Allen belts. Total Ionizing Dose regards the prolonged exposure of an integrated circuit to the ionizing radiation, which deviates the standard electrical characteristics of the device due to radiation-induced electrical charges accumulated in the semiconductors’ interfaces. In this context, this work aims to describe in details the characterization of Microsemi’s mixed-signal SoC-FPGA SmartFusion A2F200-FG484 when exposed to radiation (SEEs and TID), using a Diverse Redundancy approach for error detection. As well, an architecture using a Diversified Triple Modular Redundancy scheme was tested (SEEs) through its implementation in a Xilinx’s Spartan-6 LX45 FPGA, aiming error detection and correction. The results obtained show that several functional blocks from SmartFusion have different radiation tolerance levels and that the use of the Triple Modular Redundancy together with Diversified Redundancy proved to be extremely efficient in terms of SEEs tolerance.

Conídios são estruturas especializadas, produzidas assexuadamente pelo micélio de muitas espécies de ascomicetos. A produção dos conídios requer o controle espacial e temporal da expressão gênica e a formação de estruturas específicas durante o desenvolvimento. Os conídios estão envolvidos na reprodução, dispersão e persistência ambiental dos fungos. Em espécies patogênicas como Aspergillus fumigatus e Metarhizium anisopliae, os conídios também são responsáveis pela infecção do hospedeiro. Um dos principais fatores ambientais capazes de matar e / ou danificar os conídios é a radiação solar. Os dímeros de pirimidina ciclobutano (CPDs) são os principais fotoprodutos do DNA induzidos pela radiação UVB. Os principais objetivos deste trabalho foram: (1) estimar as frequências de CPDs em conídios expostos a doses subletais de radiação UVB, (2) correlacionar a frequência de CPDs com a cinética de germinação dos conídios, (3) comparar a frequência de CPDs em conídios selvagens com a frequência em conídios mutantes para a pigmentação, (4) identificar genes diferencialmente expressos durante as fases da conidiogênese de A. fumigatus e (5) identificar genes modulados pela radiação UVB em micélio jovem de A. fumigatus. Conídios de M. anisopliae, A. nidulans e A. fumigatus foram expostos à irradiância de 1000 mW m-2 de UVB por 15, 30, 60 e 90 min. As doses totais ao final das exposições foram 0,9, 1,8, 3,6 e 5,4 kJ m-2. O aumento na frequência de CPDs foi linear e diretamente proporcional à dose, com 0,215, 0,455, 0,803 e 1,628 CPDs 10 kb-1 induzidos pelas doses de 0,9, 1,8, 3,6 e 5,4 kJ m-2 em A. fumigatus, 0,037, 0,077, 0,142 e 0,202 CPDs 10 kb-1 em A. nidulans e 0,041, 0,085, 0,155 e 0,255 CPDs 10 kb-1 em M. anisopliae. A frequência de CPDs no mutante albino de M. anisopliae (0,552 10 kb-1) foi aproximadamente dez vezes maior do que na linhagem selvagem (0.057 10 kb-1) após exposição à dose de 1,8 kJ m-2. Esta é a primeira evidência direta de que a pigmentação dos conídios protege o DNA contra os danos induzidos pela radiação UVB. Microarranjos genômicos de DNA foram utilizados para comparar os transcriptomas de micélios com 20 h (início da conidiogênese), 24 h (fase intermediária) e 25 h (fase final) com o transcriptoma de micélio jovem. Foram identificados 34 genes diferencialmente expressos (7 com aumento e 27 com diminuição) com 20 h de desenvolvimento, 101 genes (12 com aumento e 89 com diminuição) com 24 h e 76 genes (oito com aumento e 68 com diminuição) com 25 h. Alguns genes que apresentaram aumento na expressão (stuA e o gene da scytalone dehydratase) já haviam sido associados com fases específicas da conidiogênese, entretanto a maioria dos genes que apresentou aumento na expressão não tem função conhecida. A análise de transcriptomas com microarranjos de DNA também foi utilizada para identificar genes com expressão modulada por exposições à radiação UVB (1,8 kJ m-2) em micélio jovem de A. fumigatus. Foram identificados 101 genes diferencialmente expressos ao final da exposição à radiação UVB (51 genes com aumento e 50 com redução). O gene radc apresentou o maior aumento na expressão (aproximadamente 16 ×). A maioria dos genes com aumento na expressão não possui função conhecida. Foram identificados 418 genes diferencialmente expressos 30 min após o termino da exposição (51 genes com aumento e 367 com redução na expressão). / Conidia are specialized structures produced asexually during mycelia growth of many ascomycete species. The process of conidiation involves temporal and spatial regulation of gene expression, cell specialization, intercellular communication, and formation of specific structures during fungal growth. Conidia are responsible for the reproduction, dispersal and environmental persistence of many fungal species. In pathogenic species like Aspergillus fumigatus and Metarhizium anisopliae, conidia are also responsible for host infection. One of the main environmental factors that can kill and/or damage conidia is solar UV radiation. Cyclobutane pyrimidine dimers (CPDs) are the major DNA photoproducts induced by UVB. The principal goals of the present study were to: (1) estimate the frequency of CPDs induced by sublethal doses of UVB radiation in conidial DNA of three selected ascomycetes, (2) examine correlation of CPD frequencies with germination speed, and (3) estimate the protective effect of the wild-type green conidial pigmentation on DNA in M. anisopliae var. anisopliae, (4) identify differentially expressed genes during the different phases of A. fumigatus conidiogenesis and (5) identify genes regulated by UVB radiation in A. fumigatus young mycelia. A. fumigatus, A. nidulans, and M. anisopliae conidia were exposed to 1000 mW m-2 UV irradiance for 15, 30, 60 and 90 min. Total Quaite-weighted doses were 0.9, 1.8, 3.6 and 5.4 kJ m-2, respectively. The frequencies of dimers were linear and directly proportional to the doses, with 0.215, 0.455, 0.803 and 1.628 CPDs 10 kb-1 detected at the doses of 0.9, 1.8, 3.6 and 5.4 kJ m-2 in A. fumigatus, 0.037, 0.077, 0.142 and 0.202 CPDs 10 kb-1 in A. nidulans, and 0.041, 0.085, 0.155 and 0.255 CPDs 10 kb-1 in M. anisopliae. The frequency of dimers in the M. anisopliae albino mutant DWR 180 (0.552 10 kb-1) was approximately ten times higher than of the wild-type ARSEF 23 strain (0.057 10 kb-1) after exposure to doses of 1.8 kJ m-2. DNA microarrays carrying sequence of 11,000 genes of A. fumigatus were used to compare transcriptomes of 20 h-old mycelia (initial phase of the conidiogenesis), 24 h (intermediate phase) e 25 h (final phase) with young mycelia transcriptome. Thirty-four genes displayed a statistically significant difference in expression (7 with increase and 27 with decrease mRNA expression) in 20 h-old mycelia, 101 genes (12 with increase and 89 with decrease) in 24 h-old mycelia and 76 genes (8 with increase and 68 with decrease) in 25 h-old mycelia. Some overexpressed genes (stuA ad the scytalone dehydratase gene) were previously related to specific phases of conidiogenesis but the function of most of them is unknown. Transcriptome analysis using microarrays was also used to identify genes modulated by exposures to UVB radiation (1,8 kJ m-2) in A. fumigatus young mycelia. One hundred and one differentially expressed genes were identified at the end of the exposure to UVB radiation (51 genes with increase and 50 with decrease). The radc gene displayed the higher increase in expression (approximately 16 ×). The function of most of the overexpressed genes is unknown. Four hundred and eighteen differentially expressed genes were identified 30 min after the end of exposure (51 genes with increase and 367 with decrease in expression).