Dielectrophoretic separation of Lactobacillus acidophillus bacteria from Saccharomyces cerevisiae yeasts

We show the size-based separation of model Saccharomyces cerevisiae yeast cells from a background of Lactobacillus acidophillus bacteria under the combined effect of dielectrophoretic (DEP) and hydrodynamic forces. © 2012 IEEE.

Detachment and flow cytometric quantification of seagrass-associated bacteria

A new protocol was developed to detach bacteria from seagrass tissue and subsequently enumerate cells using flow cytometry (FCM). A method involving addition of the surfactant Tween 80 and vortexing resulted in maximum detachment efficiency of seagrass attached bacteria, providing a robust protocol for precisely enumerating seagrass-associated bacteria with FCM. Using this approach we detected cell concentrations between 2.0×10(5) and 8.0×10(6)cells mg(-1) DW tissue.

Effect of cell-surface components and metabolites of lactic acid bacteria and probiotic organisms on cytokine production and induction of CD25 expression in human peripheral mononuclear cells

In the current study, the relative contribution of cell-surface components (CSC) and cell-free supernatants (CFS) in the immuno-modulatory properties of 17 strains of probiotic and lactic acid bacteria (LAB) was assessed. The production of pro- and antiinflammatory cytokines including IL-2, IL-4, IL-10, IL-12 p70, IFN-γ, tumor necrosis factor-α (TNF-α), and transforming growth factor-β was measured at different time points after stimulation of buffy coat derived-peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from healthy donors with CSC and CFS of probiotic and LAB. Results showed that CSC of probiotic and LAB strains induced production of T helper 1 and 2 type cytokines. Transforming growth factor-β was stimulated at highest concentrations, followed by IL-10 and TNF-α. The CFS of all tested bacterial strains induced PBMC for significantly high levels of IL-10 secretion compared with unstimulated cells, but the values were less than lipopolysaccharide-stimulated cells. Cytokines due to CFS stimulation showed declined concentration for IL-2, TNF-α, and IL-4, and complete disappearance of IL-12, IFN-γ, and transforming growth factor-β in the cultured medium at 96 h of incubation. Results of cytokine data demonstrate proinflammatory TNF-α immune responses are mainly directed through cell-surface structures of probiotic and LAB, but antiinflammatory immune responses are mediated both by metabolites and cell-surfaces of these bacteria. The induction of CD4(+)CD25(+) regulatory T cells after stimulation of PBMC with CSC and CFS of probiotic and LAB showed regulatory T cell activity appeared to be influenced both by the CSC and metabolites, but was principally triggered by cell surfaces of probiotic and LAB strains.

The inhibitory effect of stevioside on bacillus cereus growth in milk: validation and its response surface optimization

Stevioside, a glycoside present in the leaves of Stevia rebaudiana Bertoni, offers therapeutic benefits such as anti-hyperglycemic, anti-hypertensive, antiinflammatory, anti-tumor, diuretic and immune influencing properties. In this work antimicrobial activity of stevioside against Bacillus cereus, a major source of milk contamination was investigated. The isolate was confirmed by various biochemical and 16S rRNA gene sequencing. The effect of temperature, incubation time and concentration of stevioside was optimized from a central composite response surface design. The standard plate count (SPC) of pasteurized milk was drastically reduced in comparison to toned and fresh milk. The optimal temperature, incubation time and stevioside concentration were observed to be 60.23°C, 21 h, and 275 μg/ mL respectively. The synergism of stevioside with the external factors (temperature and time) against B. cereus was observed. Our studies showed that addition of stevioside in fresh as well as pasteurised milk would control growth of B. cereus in milk.

The putative role of viruses, bacteria, and chronic fungal biotoxin exposure in the genesis of intractable fatigue accompanied by cognitive and physical disability

Patients who present with severe intractable apparently idiopathic fatigue accompanied by profound physical and or cognitive disability present a significant therapeutic challenge. The effect of psychological counseling is limited, with significant but very slight improvements in psychometric measures of fatigue and disability but no improvement on scientific measures of physical impairment compared to controls. Similarly, exercise regimes either produce significant, but practically unimportant, benefit or provoke symptom exacerbation. Many such patients are afforded the exclusionary, non-specific diagnosis of chronic fatigue syndrome if rudimentary testing fails to discover the cause of their symptoms. More sophisticated investigations often reveal the presence of a range of pathogens capable of establishing life-long infections with sophisticated immune evasion strategies, including Parvoviruses, HHV6, variants of Epstein-Barr, Cytomegalovirus, Mycoplasma, and Borrelia burgdorferi. Other patients have a history of chronic fungal or other biotoxin exposure. Herein, we explain the epigenetic factors that may render such individuals susceptible to the chronic pathology induced by such agents, how such agents induce pathology, and, indeed, how such pathology can persist and even amplify even when infections have cleared or when biotoxin exposure has ceased. The presence of active, reactivated, or even latent Herpes virus could be a potential source of intractable fatigue accompanied by profound physical and or cognitive disability in some patients, and the same may be true of persistent Parvovirus B12 and mycoplasma infection. A history of chronic mold exposure is a feasible explanation for such symptoms, as is the presence of B. burgdorferi. The complex tropism, life cycles, genetic variability, and low titer of many of these pathogens makes their detection in blood a challenge. Examination of lymphoid tissue or CSF in such circumstances may be warranted.

Associations of chemical tracers and faecal indicator bacteria in a tropical urban catchment

Surface water contamination by human faecal wastes is a widespread hazard for human health. Faecal indicator bacteria (FIB) are the most widely used indicators to assess surface water quality but are less-human-specific and have the potential to survive longer and/or occur naturally in tropical areas. In this study, 13 wastewater chemicals (chloride, boron, orthosphophate, detergents as methylene blue active substances, cholesterol, cholestanol, coprostanol, diethylhexyl phthalate, caffeine, acetaminophen, ibuprofen, sucralose and saccharin) were investigated in order to evaluate tracers for human faecal and sewage contamination in tropical urban catchments. Surface water samples were collected at an hourly interval from sampling locations with distinct major land uses: high-density residential, low-density residential, commercial and industrial. Measured concentrations were analysed to investigate the association among indicators and tracers for each land-use category. Better correlations were found between different indicators and tracers in each land-use dataset than in the dataset for all land uses, which shows that land use is an important determinant of drain water quality. Data were further segregated based on the hourly FIB concentrations. There were better correlations between FIB and chemical tracers when FIB concentrations were higher. Therefore, sampling programs must be designed carefully to take the time of sampling and land use into account in order to effectively assess human faecal and sewage contamination in urban catchments. FIB is recommended as the first tier in assessment of surface water quality impairment and chemical tracers as the second tier. Acetaminophen and coprostanol are recommended as chemical tracers for high-density residential areas, while chloride, coprostanol and caffeine are recommended for low-density residential areas.

Self-organised nanoarchitecture of titanium surfaces influences the attachment of Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa bacteria

The surface nanotopography and architecture of medical implant devices are important factors that can control the extent of bacterial attachment. The ability to prevent bacterial attachment substantially reduces the possibility of a patient receiving an implant contracting an implant-borne infection. We now demonstrated that two bacterial strains, Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, exhibited different attachment affinities towards two types of molecularly smooth titanium surfaces each possessing a different nanoarchitecture. It was found that the attachment of S. aureus cells was not restricted on surfaces that had an average roughness (S a) less than 0.5 nm. In contrast, P. aeruginosa cells were found to be unable to colonise surfaces possessing an average roughness below 1 nm, unless sharp nanoprotrusions of approximately 20 nm in size and spaced 35.0 nm apart were present. It is postulated that the enhanced attachment of P. aeruginosa onto the surfaces possessing these nanoprotrusions was facilitated by the ability of the cell membrane to stretch over the tips of the nanoprotrusions as confirmed through computer simulation, together with a concomitant increase in the level of extracellular polymeric substance (EPS) being produced by the bacterial cells.

Co-encapsulation and characterisation of omega-3 fatty acids and probiotic bacteria in whey protein isolate-gum Arabic complex coacervates

Omega-3 fatty acids and probiotic bacteria were co-encapsulated in a single whey protein isolate (WPI)-gum Arabic (GA) complex coacervate microcapsule. Tuna oil (O) and Lactobacillus casei 431 (P) were used as models of omega-3 and probiotic bacteria, respectively. The co-microcapsules (WPI-P-O-GA) and L.casei containing microcapsules (WPI-P-GA) were converted into powder by using spray and freeze drying. The viability of L.casei was significantly higher in WPI-P-O-GA co-microcapsules than in WPI-P-GA. The oxidative stability of tuna oil was significantly higher in spray dried co-capsules than in freeze dried ones.

Cleaning, resistant bacteria, and antibiotic prescribing in residential aged care facilities

Residents of residential aged care facilities (RACFs) are at risk of colonization and infection with multidrug-resistant bacteria, and antibiotic prescribing is often inappropriate and not based on culture-proven infection. We describe low levels of resident colonization and environmental contamination with resistant gram-negative bacteria in RACFs, but high levels of empirical antibiotic use not guided by microbiologic culture. This research highlights the importance of antimicrobial stewardship and environmental cleaning in aged care facilities.

Campoletis flavicincta (Hym., Ichneumonidae) : ocorrência, criação e interação com Spodoptera frugiperda (Lep., Noctuidae) e Bacillus thuringiensis aizawai

Spodoptera frugiperda é um inseto-praga responsável por altos níveis de desfolhamento em gramíneas cultivadas, sendo que, dentre os métodos de controle, o biológico pode vir a tornar-se uma alternativa. Foi feita uma revisão de literatura sobre parasitóides de S. frugiperda. A ocorrência de parasitóides desse inseto, em áreas de cultivo de milho da EEA/IRGA, foi avaliada em Cachoeirinha, RS. Verificou-se a presença de Chelonus sp., Cotesia sp. e Exaticolus sp. (Hym., Braconidae), Campoletis flavicincta e Ophion sp. (Hym., Ichneumonidae) e de Archytas incertus e Lespesia archippivora (Dip., Tachinidae), com predomínio de C. flavicincta. Em função da dificuldade de obtenção de fêmeas deste inseto em laboratório, foram avaliadas diferentes condições de criação. Desta forma, registrou-se uma razão sexual de 0,41 quando foram expostas lagartas de segundo ínstar de S. frugiperda, as fêmeas do parasitóide apresentavam idade entre 3 e 6 dias e os casais foram formados no momento da exposição. Por fim, aspectos referentes à interação entre C. flavicincta/S. frugiperda/B. thuringiensis aizawai, em laboratório, foram avaliados A partir de análise do consumo alimentar de folhas de milho, observou-se que lagartas parasitadas e infectadas apresentaram um menor consumo, apesar do mesmo não ter diferido daquele de lagartas apenas parasitadas. A mortalidade das lagartas parasitadas e infectadas foi superior tanto das infectadas quanto das parasitadas. Lagartas infectadas mostraram um período de alimentação que não diferiu das sadias, apesar de terem apresentado maior duração da fase larval. Indivíduos descendentes de casais que emergiram de lagartas infectadas não tiveram alteradas suas características biológicas. A análise histológica de lagartas parasitadas e infectadas indicou não ter havido alteração no ovo e larva do parasitóide, resultante da ação do bacilo. Pode-se, portanto, inferir que o uso conjunto do parasitóide e da bactéria não resulta em prejuízo para o parasitóide.

Estudo sobre a biodegradação do herbicida trufluralina por bactérias isoladas de solo agrícola e proposta metodológica para o ensino de biodegradação

Trifluralina (a, a, a,trifluoro-2,6-dinitro-N, N-dipropil-p-toluidina) (TFL) é um herbicida pré-emergente, incorporado ao solo que tem sido usado na agricultura desde a década de sessenta; ele é moderadamente persistente em vários tipos de solos do Brasil. O objetivo deste estudo foi isolar - de um solo agrícola contaminado por quatro décadas - e caracterizar bactérias resistentes a TFL, determinar suas habilidades em degradar a TFL, investigar a presença de gens degardadores que possam estar envolvidos na degradação da TFL e propor um método de ensino teórico prático sobre a biodegradação, para cursos de graduação. Oito bactérias foram isoladas, pela técnica de subculturas repetidas em meio contendo TFL como única fonte de carbono, e identificadas, pelo método bioquímico e seqüenciamento do rDNA 16S como Klebsiella oxytoca, Herbaspirillum seropedicae, 3 strains of Bacillus simplex, 2 de Pseudomonas montelli e uma outra Pseudomonas sp. Uma terceira bactéria (iaolado #9), não identificada, que crescia ao redor de cristais de TFL em meio sólido, foi isolada; esta é uma técnica nova que poderá ser útil no isolamento de bactérias que são resistentes a outros compostos pouco solúveis em água. Todas as bactérias isoladas foram submetidas ao teste de biodegradação, em um meio contendo sais minerais, 0,1% succinato, 0,1 % de extrato de leveduras e 50 mg. L-1 de TFL Cinco bactérias reduziram a concentração de TFL no meio, após trinta dias de incubação: Klebsiella oxytoca (24,6 %), Herbaspirillum seropedicae (16,4 %), Bacillus simplex 2 (25.0 %), Bacillus simplex 3 (16.0 %) e isolado 9 (21.0 %). Uma bactéria conhecida como degradadora da TFL, Brevundimonas diminuta (NCIMB 10329) degradou a TFL, neste meio, de maneira semelhantes ao das bactérias isoladas. Os DNAs extraídos das quatro bactérias identificadas degradadoras da TFL, foram sondados para os gens catbólicos ndoB, todC, xylX, catA e xylE, os quais codificam as enzimas naftaleno 1,2-dioxigenase, toluene dioxigenase, toluate 1,2-dioxigenase, catecol 1,2-dioxigenase e catecol 2,3-dioxigenase, respectivamente. Técnicas de PCR e hibridização demonstraram que os DNAs de todas estas quatro bactérias foram fortemente hibridizadas para o gen ndoB, contudo, usando a técnica de ¨zonas claras¨, observou-se que nenhuma delas degradou naftaleno. Estes resultados indicam a presença de gens dioxigenases, nestas bactérias degradadoras da TFL, que poderiam estar transformando a TFL como substrato principal, ou como cometabolismo. O conhecimento sobre processos de biodegradação é necessário para os graduados dos cursos de agronomia, química, biologia, tecnologia de alimentos, etc. Neste trabalho, também, propomos o estudo teórico e prático da compostagem o qual estimula o interesse dos estudantes em aprender sobre o metabolismo envolvido neste, e em outros, processos biotecnológicos.

Purificação e caracterização da bacteriocina cereína 8A, produzida por uma linhagem de Bacillus cereus

Foi estudada uma bacteriocina produzida por uma linhagem de B. cereus 8A, isolado de solo da região Sul do Brasil. Na primeira etapa de estudo determinaram-se as condições básicas de produção de bacteriocina com amplo espectro de ação denominada de Cereína 8A. Observou-se que durante a fase estacionária ocorre o máximo da sua produção, iniciando sua síntese no final da fase exponencial. As condições de maior produção foram a 30º C, agitação e contínua e numa faixa de pH de 7,0-8,5. A bacteriocina bruta inibiu várias bactérias indicadoras, como Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens e Bacillus cereus. O teste de termoestabilidade mostrou a perda de atividade quando submetida a uma temperatura a partir de 87º C. Verificou-se a resistência da bacteriocina bruta frente à tripsina e papaína, mas não frente à proteinase K e pronase E. B. cereus e L. monocytogenes foram utilizadas como bactérias indicadoras para a determinação do modo de ação, após a determinação da dose bactericida de 200 UA mL-1 e 400 UA mL-1 respectivamente. A Cereína 8A demonstrou uma ação inibidora em culturas de Escherichia coli e Salmonella Enteritidis, quando tratadas com EDTA. A atividade esporicida foi observada contra esporos de B. cereus após tratamento com 400 UA ml -1. A análise da biomassa de L. monocytogenes e B. cereus após tratamento com a Cereína 8A, através da espectrofotometria de infravermelho determinou alteração no perfil, correspondente à fração dos ácidos graxos da membrana celular bacteriana. A substância peptídica foi separada por meio da precipitação com sulfato de amônio, extração com 1-butanol e aplicação em coluna de cromatografia por troca iônica tipo Q-Sepharose. A Cereína 8A purificada mostrou maior sensibilidade a proteases e ao calor e um peso molecular de aproximadamente 26 kDa. O espectro ultravioleta foi típico de um polipeptídeo e o espectro de infravermelho indica presença de grupamentos NH, acil e ligações peptídicas na sua estrutura. Uma hipótese do mecanismo de ação seria a desestruturação da membrana celular pela abertura de poros.

Diversidade bacteriana em biofilmes de superfícies externas de prédios hitóricos na cidade de Porto Alegre

A preocupação em conservar monumentos históricos tem aumentado a cada dia na comunidade científica, o que tem desencadeado na formação de grupos de pesquisa, os quais se dedicam a estudos de fatores que possam estar levando os monumentos à ruína, e formas de solucioná-los ou minimizá-los. A presença de bactérias em rochas ou em pedras de monumentos históricos tem sido confirmados por vários pesquisadores. Foram estudadas em Porto Alegre quatro igrejas e o gabinete do Vice Governador, todos de importância histórica, utilizando-se de técnicas microbiológicas tradicionais, objetivando avaliar a diversidade bacteriana em prédios de patrimônio em termos de morfologia celular e de desenvolvimento em diferentes meios de cultivo em laboratório. Foi encontrado um grande número de microrganismos em cada biofilme. Muitas bactérias Gram positivas eram do gênero Bacillus. Os isolados identificados com sendo Bacillus spp. se mostraram resistentes a concentrações de sal (NaCl) a 5% e algumas a 10%, indicando sua adaptação a superfícies secas. Este estudo, associado à literatura, indica que há muitos problemas em classificar a diversidade microbiana e que esta deve ser levada em consideração em processos de controle de biodeterioração em prédios.