Molecular diversity and transferability of integrons from wastewaters

Na evolução bacteriana, a capacidade de explorar novos ambientes e de responder a diferentes pressões selectivas deve-se principalmente à aquisição de novos genes por transferência horizontal. Integrões são elementos genéticos bacterianos que constituem sistemas naturais de captura e expressão de cassetes de genes, sendo um dos principais mecanismos bacterianos envolvidos na aquisição de resistências a antibióticos. Estudos recentes suportam a hipótese de que os ambientes naturais constituem importantes reservatórios de integrões e cassetes de genes. Uma vez que as águas residuais são descarregadas em receptores naturais, torna-se fundamental conhecer a presença e dispersão de integrões nestes ambientes, assim como a sua associação a outros elementos genéticos móveis e a genes de resistências a antibióticos. Neste trabalho, pretendeu-se avaliar a prevalência e diversidade de integrões em águas residuais de origem animal e doméstica, bem como a sua associação a plasmídeos conjugativos, usando metodologias dependentes e independentes do cultivo de microrganismos em laboratório. Os resultados obtidos sustentam assim a hipótese de que ambientes particularmente ricos em matéria orgânica, como é o caso das águas residuais, constituem ambientes propícios à presença de integrões e à ocorrência de transferência horizontal de genes de resistência a antibióticos, embora a sua prevalência e diversidade seja influenciada pelo tipo de efluente em questão. A presença de integrões em estações de tratamento de águas residuais, e em especial nos efluentes tratados, constitui assim um factor preocupante, uma vez que tal contribui para a sua disseminação e dispersão por outros ecossistemas aquáticos, nomeadamente rios e mares. Os métodos utilizados permitiram também detectar uma elevada diversidade de cassetes de genes associadas a integrões, sendo possível que algumas dessas sequências codifiquem para proteínas que desempenhem um importante papel na adaptação bacteriana às intensas pressões selectivas características deste tipo de ambientes. Assim, é possível concluir que as comunidades bacterianas presentes em águas residuais reúnem diferentes tipos de elementos geneticamente móveis que desempenham um importante papel não só na adaptação bacteriana, mas também na disseminação de determinantes genéticos de resistência para ambientes naturais. Adicionalmente, a presença de potenciais proteínas com possíveis aplicações biotecnológicas reforça a importância das águas residuais como fontes de diversidade funcional. Este trabalho incluiu também a criação e implementação da base de dados INTEGRALL, desenvolvida com o intuito de congregar informação acerca de integrões e de uniformizar a nomenclatura de cassetes de genes.

An extreme planetary system around HD 219828: one long-period super Jupiter to a hot-Neptune host star

Context. With about 2000 extrasolar planets confirmed, the results show that planetary systems have a whole range of unexpected properties. This wide diversity provides fundamental clues to the processes of planet formation and evolution. Aims: We present a full investigation of the HD 219828 system, a bright metal-rich star for which a hot Neptune has previously been detected. Methods: We used a set of HARPS, SOPHIE, and ELODIE radial velocities to search for the existence of orbiting companions to HD 219828. The spectra were used to characterise the star and its chemical abundances, as well as to check for spurious, activity induced signals. A dynamical analysis is also performed to study the stability of the system and to constrain the orbital parameters and planet masses. Results: We announce the discovery of a long period (P = 13.1 yr) massive (m sini = 15.1 MJup) companion (HD 219828 c) in a very eccentric orbit (e = 0.81). The same data confirms the existence of a hot Neptune, HD 219828 b, with a minimum mass of 21 M⊕ and a period of 3.83 days. The dynamical analysis shows that the system is stable, and that the equilibrium eccentricity of planet b is close to zero. Conclusions: The HD 219828 system is extreme and unique in several aspects. First, ammong all known exoplanet systems it presents an unusually high mass ratio. We also show that systems like HD 219828, with a hot Neptune and a long-period massive companion are more frequent than similar systems with a hot Jupiter instead. This suggests that the formation of hot Neptunes follows a different path than the formation of their hot jovian counterparts. The high mass, long period, and eccentricity of HD 219828 c also make it a good target for Gaia astrometry as well as a potential target for atmospheric characterisation, using direct imaging or high-resolution spectroscopy. Astrometric observations will allow us to derive its real mass and orbital configuration. If a transit of HD 219828 b is detected, we will be able to fully characterise the system, including the relative orbital inclinations. With a clearly known mass, HD 219828 c may become a benchmark object for the range in between giant planets and brown dwarfs.