Discovery of stable and variable differences in the Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis type I, II, and III genomes by pan-genome microarray analysis

Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis is an important animal pathogen widely disseminated in the environment that has also been associated with Crohn's disease in humans. Three M. avium subsp. paratuberculosis genomotypes are recognized, but genomic differences have not been fully described. To further investigate these potential differences, a 60-mer oligonucleotide microarray (designated the MAPAC array), based on the combined genomes of M. avium subsp. paratuberculosis (strain K-10) and Mycobacterium avium subsp. hominissuis (strain 104), was designed and validated. By use of a test panel of defined M. avium subsp. paratuberculosis strains, the MAPAC array was able to identify a set of large sequence polymorphisms (LSPs) diagnostic for each of the three major M. avium subsp. paratuberculosis types. M. avium subsp. paratuberculosis type II strains contained a smaller genomic complement than M. avium subsp. paratuberculosis type I and M. avium subsp. paratuberculosis type III genomotypes, which included a set of genomic regions also found in M. avium subsp. hominissuis 104. Specific PCRs for genes within LSPs that differentiated M. avium subsp. paratuberculosis types were devised and shown to accurately screen a panel (n = 78) of M. avium subsp. paratuberculosis strains. Analysis of insertion/deletion region INDEL12 showed deletion events causing a reduction in the complement of mycobacterial cell entry genes in M. avium subsp. paratuberculosis type II strains and significantly altering the coding of a major immunologic protein (MPT64) associated with persistence and granuloma formation. Analysis of MAPAC data also identified signal variations in several genomic regions, termed variable genomic islands (vGIs), suggestive of transient duplication/deletion events. vGIs contained significantly low GC% and were immediately flanked by insertion sequences, integrases, or short inverted repeat sequences. Quantitative PCR demonstrated that variation in vGI signals could be associated with colony growth rate and morphology.

Cuerdas y no conmutatividad

Los conceptos geométricos clásicos que usan las ecuaciones de Einstein para describir el espacio, el tiempo y la gravedad no son compatibles con los principios de la mecánica cuántica. A distancias muy cortas, cercanas o por debajo de la longitud de Planck lp 10−36m, se espera que la estructura del espacio-tiempo se haga difusa, con un principio de incertidumbre asociado a las propias coordenadas espacio temporales. Tal principio de incertidumbre podría derivarse de relaciones de conmutación no triviales [xμ, x ] 6= 0 entre operadores asociados a la posición en el espacio-tiempo. Conmutadores de este tipo aparecen de manera natural en teoría de cuerdas, que, por otra parte, contiene y generaliza las ecuaciones de Einstein. Constituye por ello un escenario idóneo para el estudio de la naturaleza no determinista del espacio-tiempo. En efecto, Chu y Ho [4] demostraron que la cuantización canónica de la cuerda abierta en espacio-tiempo de Minkowski con 2-forma B y dilatón constantes conduce a conmutadores no triviales entre los operadores de posición de los extremos de la cuerda. Este hecho sugiere la interpreción de la D-brana sobre la que pueden moverse dichos extremos como un espacio no conmutativo. Seiberg y Witten [5] dieron un paso más y encontraron un límite de baja energía bien definido en el cual la dinámica de los extremos de la cuerda se desacopla de la de los modos internos y se describe como una teoría de Yang-Mills no conmutativa sobre la D-brana. Es díficil trasladar estos resultados a backgrounds más generales para la cuerda. Los modelos de Wess-Zumino-Witten (WZW) [6] constituyen los backgrounds no triviales mejor conocidos, pero no se conoce una caracterización completa de las D-branas en estos modelos. El objetivo de esta tesis es mejorar la comprensión del origen de no conmutatividad a partir de (i) el estudio de la cuerda abierta en backgrounds no triviales y (ii) la caracterización de las D-branas sobre las que pueden moverse sus extremos. El trabajo de esta tesis ha dado lugar a las publicaciones [I], [II] y [III]...