Reduced peroxisomal citrate synthase activity increases substrate availability for polyhydroxyalkanoate biosynthesis in plant peroxisomes.

Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are bacterial carbon storage polymers used as renewable, biodegradable plastics. PHA production in plants may be a way to reduce industrial PHA production costs. We recently demonstrated a promising level of peroxisomal PHA production in the high biomass crop species sugarcane. However, further production strategies are needed to boost PHA accumulation closer to commercial targets. Through exogenous fatty acid feeding of Arabidopsis thaliana plants that contain peroxisome-targeted PhaA, PhaB and PhaC enzymes from Cupriavidus necator, we show here that the availability of substrates derived from the β-oxidation cycle limits peroxisomal polyhydroxybutyrate (PHB) biosynthesis. Knockdown of peroxisomal citrate synthase activity using artificial microRNA increased PHB production levels approximately threefold. This work demonstrates that reduction of peroxisomal citrate synthase activity may be a valid metabolic engineering strategy for increasing PHA production in other plant species.

On the use of reporter bacteria for measuring availability of organic contaminants

Natural environments are constantly challenged by the release of hydrophobic organic contaminants, which represent a threat for both the ecosystem and human health. Despite a substantial degradation by naturally occurring micro-organisms, a non negligible fraction of these pollutants tend to persist in soil and sediments due to their reduced accessibility to microbial degraders. This lack of 'bioavailability' is acknowledged as a key parameter for the natural and stimulated clean-up (bioremediation) of contaminated sites. We developed a bacterial bioreporter that responds to the presence of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) by the production of the green fluorescent protein (GFP), based on the PAH-degrading bacterium Burkholderia sartisoli. We showed in this study that the bacterial biosensor B. sartisoli strain RP037 was faithfully reporting the degradation of naphthalene and phenanthrene (two PAHs of low molecular weight) via the production of GFP. What is more, the magnitude of GFP induction was influenced by change in the PAH flux triggered by a variety of physico-chemical parameters, such as the contact surface between the pollutant and the aqueous suspension. Further experiments permitted to test the influence of dissolved organic matter, which is an important component of natural habitats and can interact with organic pollutants. In addition, we tested the influence of two types of biosurfactants (tensio-active agents produced by living organisms) on phenanthrene's degradation by RP037. Interestingly, the surfactant's effects on the biodegradation rate appeared to depend on the type of biosurfactant and probably on the type of bacterial strain. Finally, we tagged B. sartisoli strain RP037 with a constitutively expressed mCherry fluorescent protein. The presence of mCherry allowed us to visualize the bacteria in complex samples even when GFP production was not induced. The new strain RP037-mChe embedded in a gel patch was used to detect PAH fluxes from a point source, such as a non-aqueous liquid or particles of contaminated soil. In parallel, we also developed and tested a so-called multiwell bacterial biosensor platform, which permitted the simultaneous use of four different reporter strains for the detection of major crude oil components (e.g., saturated hydrocarbons, mono- and polyaromatics) in aqueous samples. We specifically constructed the strain B. sartisoli RP007 (pPROBE-phn-luxAB) for the detection of naphthalene and phenanthrene. It was equipped with a reporter plasmid similar to the one in strain RP037, except that the gfp gene was replaced by the genes luxAB, which encoded the bacterial luciferase. The strain was implemented in the biosensor platform and detected an equivalent naphthalene concentration in oil spilled-sea water. We also cloned the gene for the transcriptional activator AlkS and the operator/promoter region of the operon alkSB1GHJ from the alkane-degrader bacterium Alcanivorax borkumensis strain SK2 in order to construct a new bacterial biosensor with higher sensitivity towards long-chain alkanes. However, the resulting strain showed no increased light emission in presence of tetradecane (C14), while it still efficiently reported low concentrations of octane (C8). RÉSUMÉ : Les écosystèmes naturels sont constamment exposés à nombre de contaminants organiques hydrophobes (COHs) d'origine industrielle, agricole ou même naturelle. Les COHs menacent à la fois l'environnement, le bien-être des espèces animales et végétales et la santé humaine, mais ils peuvent être dégradés par des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons, qui peuvent être capables des les transformer en produits inoffensifs comme le gaz carbonique et l'eau. La biodégradation des COHs est cependant fréquemment limitée par leur pauvre disponibilité envers les organismes qui les dégradent. Ainsi, bien que la biodégradation opère partiellement, les COHs persistent dans l'environnement à de faibles concentrations qui potentiellement peuvent encore causer des effets toxiques chroniques. Puisque la plupart des COHs peuvent être métabolisés par l'activité microbienne, leur persistance a généralement pour origine des contraintes physico-chimiques plutôt que biologiques. Par exemple, leur solubilité dans l'eau très limitée réduit leur prise par des consommateurs potentiels. De plus, l'adsorption à la matière organique et la séquestration dans les micropores du sol participent à réduire leur disponibilité envers les microbes. Les processus de biodisponibilité, c'est-à-dire les processus qui gouvernent la dissolution et la prise de polluants par les organismes vivants, sont généralement perçus comme des paramètres clés pour la dépollution (bioremédiation) naturelle et stimulée des sites contaminés. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) sont un modèle de COH produits par les activités aussi bien humaines que naturelles, et listés comme des contaminants chroniques de l'air, des sols et des sédiments. Ils peuvent être dégradés par un vaste nombre d'espèces bactériennes mais leur taux de biodégradation est souvent limité par les contraintes mentionnées ci-dessus. Afin de comprendre les processus de biodisponibilité pour les cellules bactériennes, nous avons décidé d'utiliser les bactéries elles-mêmes pour détecter et rapporter les flux de COH. Ceci a été réalisé par l'application d'une stratégie de conception visant à produire des bactéries `biocapteurs-rapporteurs', qui littéralement s'allument lorsqu'elles détectent un composé cible pour lequel elles ont été conçues. En premier lieu, nous nous sommes concentrés sur Burkholderia sartisoli (souche RP007), une bactérie isolée du sol et consommatrice de HAP .Cette souche a servi de base à la construction d'un circuit génétique permettant la formation de la protéine autofluorescente GFP dès que les cellules détectent le naphtalène ou le phénanthrène, deux HAP de faible masse moléculaire. En effet, nous avons pu montrer que la bactérie obtenue, la souche RP037 de B. sartisoli, produit une fluorescence GFP grandissante lors d'une exposition en culture liquide à du phénanthrène sous forme cristalline (0.5 mg par ml de milieu de culture). Nous avons découvert que pour une induction optimale il était nécessaire de fournir aux cellules une source additionnelle de carbone sous la forme d'acétate, ou sinon seul un nombre limité de cellules deviennent induites. Malgré cela, le phénanthrène a induit une réponse très hétérogène au sein de la population de cellules, avec quelques cellules pauvrement induites tandis que d'autres l'étaient très fortement. La raison de cette hétérogénéité extrême, même dans des cultures liquides mélangées, reste pour le moment incertaine. Plus important, nous avons pu montrer que l'amplitude de l'induction de GFP dépendait de paramètres physiques affectant le flux de phénanthrène aux cellules, tels que : la surface de contact entre le phénanthrène solide et la phase aqueuse ; l'ajout de surfactant ; le scellement de phénanthrène à l'intérieur de billes de polymères (Model Polymer Release System) ; la dissolution du phénanthrène dans un fluide gras immiscible à l'eau. Nous en avons conclu que la souche RP037 détecte convenablement des flux de phénantrène et nous avons proposé une relation entre le transfert de masse de phénanthrène et la production de GFP. Nous avons par la suite utilisé la souche afin d'examiner l'effet de plusieurs paramètres chimiques connus dans la littérature pour influencer la biodisponibilité des HAP. Premièrement, les acides humiques. Quelques rapports font état que la disponibilité des HAP pourrait être augmentée par la présence de matière organique dissoute. Nous avons mesuré l'induction de GFP comme fonction de l'exposition des cellules RP037 au phénanthrène ou au naphtalène en présence ou absence d'acides humiques dans la culture. Nous avons testé des concentrations d'acides humiques de 0.1 et 10 mg/L, tandis que le phénanthrène était ajouté via l'heptamethylnonane (HMN), un liquide non aqueux, ce qui au préalable avait produit le plus haut flux constant de phénanthrène aux cellules. De plus, nous avons utilisé des tests en phase gazeuse avec des concentrations d'acides humiques de 0.1, 10 et 1000 mg/L mais avec du naphtalène. Contrairement à ce que décrit la littérature, nos résultats ont indiqué que dans ces conditions l'expression de GFP en fonction de l'exposition au phénanthrène dans des cultures en croissance de la souche RP037 n'était pas modifiée par la présence d'acides humiques. D'un autre côté, le test en phase gazeuse avec du naphtalène a montré que 1000 mg/L d'acides humiques abaissent légèrement mais significativement la production de GFP dans les cellules de RP037. Nous avons conclu qu'il n'y a pas d'effet général des acides humiques sur la disponibilité des HAP pour les bactéries. Par la suite, nous nous sommes demandé si des biosurfactants modifieraient la disponibilité du phénanthrène pour les bactéries. Les surfactants sont souvent décrits dans la littérature comme des moyens d'accroître la biodisponibilité des COHs. Les surfactants sont des agents tensio-actifs qui augmentent la solubilité apparente de COH en les dissolvant à l'intérieur de micelles. Nous avons ainsi testé si des biosurfactants (des surfactants produits par des organismes vivants) peuvent être utilisé pour augmenter la biodisponibilité du phénanthrène pour la souche B. sartisoli RP037. Premièrement, nous avons tenté d'obtenir des biosurfactants produits par une autre bactérie vivant en co-culture avec les biocapteurs bactériens. Deuxièmement, nous avons utilisé des biosurfactants purifiés. La co-cultivation en présence de la bactérie productrice de lipopeptide Pseudomonas putida souche PCL1445 a augmenté l'expression de GFP induite par le phénanthrène chez B. sartisoli en comparaison des cultures simples, mais cet effet n'était pas significativement différent lorsque la souche RP037 était co-cultivée avec un mutant de P. putida ne produisant pas de lipopeptides. L'ajout de lipopeptides partiellement purifiés dans la culture de RP037 a résulté en une réduction de la tension de surface, mais n'a pas provoqué de changement dans l'expression de GFP. D'un autre côté, l'ajout d'une solution commerciale de rhamnolipides (un autre type de biosurfactants produits par Pseudomonas spp.) a facilité la dégradation du phénanthrène par la souche RP037 et induit une expression de GFP élevée dans une plus grande proportion de cellules. Nous avons ainsi conclu que les effets des biosurfactants sont mesurables à l'aide de la souche biocapteur, mais que ceux-ci sont dépendants du type de surfactant utilisé conjointement avec le phénanthrène. La question suivante que nous avons abordée était si les tests utilisant des biocapteurs peuvent être améliorés de manière à ce que les flux de HAP provenant de matériel contaminé soient détectés. Les tests en milieu liquide avec des échantillons de sol ne fournissant pas de mesures, et sachant que les concentrations de HAP dans l'eau sont en général extrêmement basses, nous avons conçu des tests de diffusion dans lesquels nous pouvons étudier l'induction par les HAPs en fonction de la distance aux cellules. Le biocapteur bactérien B. sartisoli souche RP037 a été marqué avec une seconde protéine fluorescente (mCherry), qui est constitutivement exprimée dans les cellules et leur confère une fluorescence rouge/rose. La souche résultante RP037-mChe témoigne d'une fluorescence rouge constitutive mais n'induit la fluorescence verte qu'en présence de naphtalène ou de phénanthrène. La présence d'un marqueur fluorescent constitutif nous permet de visualiser les biocapteurs bactériens plus facilement parmi des particules de sol. Un test de diffusion a été conçu en préparant un gel fait d'une suspension de cellules mélangées à 0.5 % d'agarose. Des bandes de gel de dimensions 0.5 x 2 cm x 1 mm ont été montées dans des chambres d'incubation et exposées à des sources de HAP (soit dissouts dans du HMN ou en tant que matériel solide, puis appliqués à une extrémité de la bande). En utilisant ce montage expérimental, le naphtalène ou le phénanthrène (dissouts dans du HMN à une concentration de 2.5 µg/µl) ont induit un gradient d'intensité de fluorescence GFP après 24 heures d'incubation, tandis que la fluorescence mCherry demeurait comparable. Un sol contaminé par des HAPs (provenant d'un ancien site de production de gaz) a induit la production de GFP à un niveau comparable à celui du naphtalène. Des biocapteurs bactériens individuels ont également détecté un flux de phénanthrène dans un gel contenant des particules de sol amendées avec 1 et 10 mg/g de phénanthrène. Ceci a montré que le test de diffusion peut être utilisé pour mesurer des flux de HAP provenant de matériel contaminé. D'un autre côté, la sensibilité est encore très basse pour plusieurs sols contaminés, et l'autofluorescence de certains échantillons rend difficile l'identification de la réponse de la GFP chez les cellules. Pour terminer, un des points majeurs de ce travail a été la production et la validation d'une plateforme multi-puits de biocapteurs bactériens, qui a permis l'emploi simultané de plusieurs souches différentes de biocapteurs pour la détection des constituants principaux du pétrole. Pour cela nous avons choisi les alcanes linéaires, les composés mono-aromatiques, les biphényls et les composés poly-aromatiques. De plus, nous avons utilisé un capteur pour la génotoxicité afin de détecter la `toxicité globale' dans des échantillons aqueux. Plusieurs efforts d'ingénierie ont été investis de manière à compléter ce set. En premier lieu, chaque souche a été équipée avec soit gfp, soit luxAB en tant que signal rapporteur. Deuxièmement, puisqu'aucune souche de biocapteur n'était disponible pour les HAP ou pour les alcanes à longues chaînes, nous avons spécifiquement construit deux nouveaux biocapteurs. L'un d'eux est également basé sur B. sartisoli RP007, que nous avons équipé avec le plasmide pPROBE-phn-luxAB pour la détection du naphtalène et du phénanthrène mais avec production de luciférase bactérienne. Un autre est un nouveau biocapteur bactérien pour les alcanes. Bien que nous possédions une souche Escherichia coli DHS α (pGEc74, pJAMA7) détectant les alcanes courts de manière satisfaisante, la présence des alcanes à longues chaînes n'était pas rapportée efficacement. Nous avons cloné le gène de l'activateur transcriptionnel A1kS ainsi que la région opérateur/promoteur de l'opéron alkSB1GHJ chez la bactérie dégradant les alcanes Alcanivorax borkumensis souche SK2, afin de construire un nouveau biocapteur bactérien bénéficiant d'une sensibilité accrue envers les alcanes à longues chaînes. Cependant, la souche résultante E. coli DHSα (pAlk3} n'a pas montré d'émission de lumière augmentée en présence de tétradécane (C14), tandis qu'elle rapportait toujours efficacement de basses concentrations d'octane (C8). De manière surprenante, l'utilisation de A. borkumensis en tant que souche hôte pour le nouveau plasmide rapporteur basé sur la GFP a totalement supprimé la sensibilité pour l'octane, tandis que la détection de tétradécane n'était pas accrue. Cet aspect devra être résolu dans de futurs travaux. Pour calibrer la plateforme de biocapteurs, nous avons simulé une fuite de pétrole en mer dans une bouteille en verre ouverte de 5L contenant 2L d'eau de mer contaminée avec 20 ml (1%) de pétrole brut. La phase aqueuse a été échantillonée à intervalles réguliers après la fuite durant une période allant jusqu'à une semaine tandis que les principaux contaminants pétroliers étaient mesurés via les biocapteurs. L'émission de bioluminescence a été mesurée de manière à déterminer la réponse des biocapteurs et une calibration intégrée faite avec des inducteurs types a servi à calculer des concentrations d'équivalents inducteurs dans l'échantillon. E. coli a été utilisée en tant que souche hôte pour la plupart des spécificités des biocapteurs, à l'exception de la détection du naphtalène et du phénanthrène pour lesquels nous avons utilisé B. sartisoli. Cette souche, cependant, peut être employée plus ou moins selon la même procédure. Il est intéressant de noter que le pétrole répandu a produit une apparition séquentielle de composés dissouts dans la phase aqueuse, ceux-ci .étant détectables par les biocapteurs. Ce profil contenait d'abord les alcanes à courtes chaînes et les BTEX (c'est-à dire benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes), apparaissant entre des minutes et des heures après que le pétrole a été versé. Leurs concentrations aqueuses ont par la suite fortement décru dans l'eau échantillonnée après 24 heures, à cause de la volatilisation ou de la biodégradation. Après quelques jours d'incubation, ces composés sont devenus indétectables. Les HAPs, en revanche, sont apparus plus tard que les alcanes et les BTEX, et leur concentration a augmenté de pair avec un temps d'incubation prolongé. Aucun signal significatif n'a été mis en évidence avec le biocapteur pour le biphényl ou pour la génotoxicité. Ceci démontre l'utilité de ces biocapteurs, spécifiquement pour la détection des composés pétroliers, comprenant les alcanes à courtes chaînes, les BTEX et les HAPs légers.

Tailed Duplex DNA is the preferred substrate for Rad51 protein-mediated homologous pairing.

Purpose of the Study: To elucidate the mechanism of homologous recombination and double-strand break repair mediated by the eukaryotic recombination pin, Rad51.

Failure of dietary fat intake to promote fat oxidation: a factor favoring the development of obesity.

Seven young men spent three nights and 2 d in a respiration chamber where their rates of energy expenditure and substrate oxidation were continuously measured by indirect calorimetry. During the first 24 h they ingested a mixed maintenance diet containing 35% of calories as fat. An additional amount of 106 +/- 6 g fat/24 h (means +/- SD) was added to this diet during the following 36 h. The fat supplement (987 +/- 55 kcal/d) did not alter 24-h energy expenditure (2783 +/- 232 vs 2820 +/- 284 kcal/d) and failed to promote the use of fat as a metabolic fuel (fat oxidation 1032 +/- 205 vs 1042 +/- 205 kcal/d). The overall energy balance was closely correlated with the fat balance (r = 0.96, p less than 0.001) but not with the carbohydrate balance (r = -0.12, NS). These data indicate that substantial imbalances between intake and oxidation are much more likely for fat than for carbohydrate.

Effect of diets high or low in unavailable and slowly digestible carbohydrates on the pattern of 24-h substrate oxidation and feelings of hunger in humans.

BACKGROUND: The pattern of substrate utilization with diets containing a high or a low proportion of unavailable and slowly digestible carbohydrates may constitute an important factor in the control, time course, and onset of hunger in humans. OBJECTIVE: We tested the hypothesis that isoenergetic diets differing only in their content of unavailable carbohydrates would result in different time courses of total, endogenous, and exogenous carbohydrate oxidation rates. DESIGN: Two diets with either a high (H diet) or a low (L diet) content of unavailable carbohydrates were fed to 14 healthy subjects studied during two 24-h periods in a metabolic chamber. Substrate utilization was assessed by whole-body indirect calorimetry. In a subgroup of 8 subjects, endogenous and exogenous carbohydrate oxidation were assessed by prelabeling the body glycogen stores with [(13)C]carbohydrate. Subjective feelings of hunger were estimated with use of visual analogue scales. RESULTS: Total energy expenditure and substrate oxidation did not differ significantly between the 2 diets. However, there was a significant effect of diet (P: = 0.03) on the carbohydrate oxidation pattern: the H diet elicited a lower and delayed rise of postprandial carbohydrate oxidation and was associated with lower hunger feelings than was the L diet. The differences in hunger scores between the 2 diets were significantly associated with the differences in the pattern of carbohydrate oxidation among diets (r = -0.67, P: = 0. 006). Exogenous and endogenous carbohydrate oxidation were not significantly influenced by diet. CONCLUSIONS: The pattern of carbohydrate utilization is involved in the modulation of hunger feelings. The greater suppression of hunger after the H diet than after the L diet may be helpful, at least over the short term, in individuals attempting to better control their food intake.

Quetiapine dosage in bipolar disorder episodes and mixed states

OBJECTIVE: Although the maximal quetiapine doses in the published studies were restricted to 800 mg/day, higher quetiapine doses are not unusual in clinical practice. The aim of the present study was to evaluate the effectiveness, tolerability and clinical reasons associated to the use of high dosage of quetiapine (>800 mg), when used under routine clinical conditions, in a sample of bipolar disorder and schizoaffective bipolar inpatients. METHODS: Charts of all bipolar and schizoaffective adult inpatients, who had received quetiapine for a mood episode between 1999 and 2005 were retrospectively reviewed. These charts also included the assessment of manic and depressive symptoms on admission and at discharge using the Beck-Rafaelsen Mania Scale (MAS) and the Montgomery Asberg depression rating scale (MADRS), respectively. RESULTS: Data of 50 patients were analyzed. The overall F in repeated measures ANOVA revealed a significant MAS scores reduction between admission and discharge. MAS scores reduction did not differ between the high and low quetiapine groups. Similarly, a significant MADRS reduction was found. Again, no differences between the high and the low dose group were found. Logistic regression analysis of the 50 patients revealed only mixed episodes predicted high quetiapine dosage. CONCLUSIONS: The present study confirms quetiapine efficiency and tolerability in the treatment of bipolar episodes, even in doses > to 800 mg and found a link between quetiapine doses and mixed episodes

On problems of calculating energy expenditure and substrate utilization from respiratory exchange data.

Indirect calorimetry based on respiratory exchange measurement has been successfully used from the beginning of the century to obtain an estimate of heat production (energy expenditure) in human subjects and animals. The errors inherent to this classical technique can stem from various sources: 1) model of calculation and assumptions, 2) calorimetric factors used, 3) technical factors and 4) human factors. The physiological and biochemical factors influencing the interpretation of calorimetric data include a change in the size of the bicarbonate and urea pools and the accumulation or loss (via breath, urine or sweat) of intermediary metabolites (gluconeogenesis, ketogenesis). More recently, respiratory gas exchange data have been used to estimate substrate utilization rates in various physiological and metabolic situations (fasting, post-prandial state, etc.). It should be recalled that indirect calorimetry provides an index of overall substrate disappearance rates. This is incorrectly assumed to be equivalent to substrate "oxidation" rates. Unfortunately, there is no adequate golden standard to validate whole body substrate "oxidation" rates, and this contrasts to the "validation" of heat production by indirect calorimetry, through use of direct calorimetry under strict thermal equilibrium conditions. Tracer techniques using stable (or radioactive) isotopes, represent an independent way of assessing substrate utilization rates. When carbohydrate metabolism is measured with both techniques, indirect calorimetry generally provides consistent glucose "oxidation" rates as compared to isotopic tracers, but only when certain metabolic processes (such as gluconeogenesis and lipogenesis) are minimal or / and when the respiratory quotients are not at the extreme of the physiological range. However, it is believed that the tracer techniques underestimate true glucose "oxidation" rates due to the failure to account for glycogenolysis in the tissue storing glucose, since this escapes the systemic circulation. A major advantage of isotopic techniques is that they are able to estimate (given certain assumptions) various metabolic processes (such as gluconeogenesis) in a noninvasive way. Furthermore when, in addition to the 3 macronutrients, a fourth substrate is administered (such as ethanol), isotopic quantification of substrate "oxidation" allows one to eliminate the inherent assumptions made by indirect calorimetry. In conclusion, isotopic tracers techniques and indirect calorimetry should be considered as complementary techniques, in particular since the tracer techniques require the measurement of carbon dioxide production obtained by indirect calorimetry. However, it should be kept in mind that the assessment of substrate oxidation by indirect calorimetry may involve large errors in particular over a short period of time. By indirect calorimetry, energy expenditure (heat production) is calculated with substantially less error than substrate oxidation rates.

Development of a method to investigate the hydrolysis of xenobiotic esters by a Mycobacterium smegmatis homogenate.

One of the main problems in combating tuberculosis is caused by a poor penetration of drugs into the mycobacterial cells. A prodrug approach via activation inside mycobacterial cells is a possible strategy to overcome this hurdle and achieve efficient drug uptake. Esters are attractive candidates for such a strategy and we and others communicated previously the activity of esters of weak organic acids against mycobacteria. However very little is known about ester hydrolysis by mycobacteria and no biological model is available to study the activation of prodrugs by these microorganisms. To begin filling this gap, we have embarked in a project to develop an in vitro method to study prodrug activation by mycobacteria using Mycobacterium smegmatis homogenates. Model ester substrates were ethyl nicotinate and ethyl benzoate whose hydrolysis was monitored and characterized kinetically. Our studies showed that in M. smegmatis most esterase activity is associated with the soluble fraction (cytosol) and is preserved by storage at 5°C or at room temperature for one hour, or by storage at -80°C up to one year. In the range of homogenate concentrations studied (5-80% in buffer), k(obs) varied linearly with homogenate concentration for both substrates. We also found that the homogenates showed Michaelis-Menten kinetics behavior with both prodrugs. Since ethyl benzoate is a good substrate for the mycobacterial esterases, this compound can be used to standardize the esterasic activity of homogenates, allowing results of incubations of prodrugs with homogenates from different batches to be readily compared.

Life histories and distribution of ostracods with depth in western Lake Geneva (Petit-Lac), Switzerland: A reconnaissance study

Because environmental conditions within a given basin are different for each season and at different water depth, knowledge of the life history and depth distribution of target species is important for environmental and palaeoenvironmental interpretations based on ostracod species assemblages and/or the geochemical compositions of their valves. In order to determine the distribution of species with depth as well as the life history of species from Lake Geneva, a one year sampling campaign of living ostracods was conducted at five sites (2, 5, 13, 33 and 70 m water depth) on a monthly basis in the Petit-Lac (western basin of Lake Geneva, Switzerland). Based on the results, the different species can be classified into three groups. Littoral taxa are found at 2 and 5 m water depth and include, in decreasing numbers of individuals, Cypridopsis vidua (O. F.Müller, 1776), Pseudocandona compressa (Koch, 1838), Limnocythere inopinata (Baird, 1843), Herpetocypris reptans (Baird, 1835), Potamocypris smaragdina (Vávra, 1891), Potamocypris similis (G. W. Müller, 1912), Plesiocypridopsis newtoni (Brady & Robertson, 1870), Prionocypris zenkeri (Chyzer & Toth, 1858) and Ilyocypris sp. Brady & Norman, 1889. Sublittoral species are found in a majority at 13 m water depth and to a lesser extend at 33 m water depth and include, in decreasing numbers of individuals, Fabaeformiscandona caudata (Kaufmann, 1900), Limnocytherina sanctipatricii, Candona candida (O. F. Müller, 1776) and Isocypris beauchampi (Paris, 1920). Profundal species are found equally at 13, 33 and 70 m water depth and includes, in decreasing numbers of individuals, Cytherissa lacustris (Sars, 1863), Candona neglecta Sars, 1887 and Cypria lacustris Lilljeborg, 1890. The occurrence of Limnocytherina sanctipatricii (Brady & Robertson, 1869) is restricted from late winter to late spring when temperatures are low, while C. vidua, L. inopinata, P. smaragdina, P. similis, P. newtoni and Ilyocypris sp. occur predominantly from spring to early autumn when temperatures are high. Individuals of C. neglecta, C. candida, F. caudata, P. compressa, C. lacustris, H. reptans and Cp. lacustris occur throughout the year with juveniles and adults occurring during the same period (C. neglecta at 70 m, C. lacustris at 13, 33 and 70 m, and H. reptans at 2, 5 and 13 m water depth) or with juveniles occurring during a different period of the year than adults (C. neglecta at 13 and 33 m and C. candida, F. caudata and P. compressa at their respective depth of occurrence). Among the environmental parameters investigated, an estimate of the relationship between ostracod autoecology and environmental parameters suggests that in the Petit-Lac: (i) water temperature and substrate characteristics are important factors controlling the distribution of species with depth, (ii) water temperature is also important for determining the timing of species development and, hence, its specific life history, and (iii) water oxygen and sedimentary organic matter content is less important compared to the other environmental parameter monitored.

Activation of the heat shock response in plants by chlorophenols: transgenic Physcomitrella patens as a sensitive biosensor for organic pollutants.

The ability to detect early molecular responses to various chemicals is central to the understanding of biological impact of pollutants in a context of varying environmental cues. To monitor stress responses in a model plant, we used transgenic moss Physcomitrella patens expressing the beta-glucuronidase reporter (GUS) under the control of the stress-inducible promoter hsp17.3B. Following exposure to pollutants from the dye and paper industry, GUS activity was measured by monitoring a fluorescent product. Chlorophenols, heavy metals and sulphonated anthraquinones were found to specifically activate the hsp17.3B promoter (within hours) in correlation with long-term toxicity effects (within days). At mildly elevated physiological temperatures, the chemical activation of this promoter was strongly amplified, which considerably increased the sensitivity of the bioassay. Together with the activation of hsp17.3B promoter, chlorophenols induced endogenous chaperones that transiently protected a recombinant thermolabile luciferase (LUC) from severe heat denaturation. This sensitive bioassay provides an early warning molecular sensor to industrial pollutants under varying environments, in anticipation to long-term toxic effects in plants. Because of the strong cross-talk between abiotic and chemical stresses that we find, this P. patens line is more likely to serve as a direct toxicity bioassay for pollutants combined with environmental cues, than as an indicator of absolute toxicity thresholds for various pollutants. It is also a powerful tool to study the role of heat shock proteins (HSPs) in plants exposed to combined chemical and environmental stresses.

Analysis of organic volatile residues in 9 mm spent cartridges

Determining the time since discharge of spent cartridges found on a crime scene may be very useful in firearm investigations. The potential of small calibre munitions was barely studied before and this work did therefore focus on that problematic. The first step was to optimize the detection potential of solidphase microextraction (SPME) followed by gas chromatography coupled to a mass spectrometry detector (GC/MS). This allowed determining the organic volatile composition of empty cartridges immediately after a gunshot. Identification of 32 detected compounds was confirmed by the analysis of reference substances. Preliminary aging studies over 32 hours were carried out on selected target compounds to evaluate their potential for the dating of shotguns.

Orthogonal organic and aqueous-based washes of tissue sections to enhance protein sensitivity by MALDI imaging mass spectrometry.

Imaging mass spectrometry (IMS) is an emergent and innovative approach for measuring the composition, abundance and regioselectivity of molecules within an investigated area of fixed dimension. Although providing unprecedented molecular information compared with conventional MS techniques, enhancement of protein signature by IMS is still necessary and challenging. This paper demonstrates the combination of conventional organic washes with an optimized aqueous-based buffer for tissue section preparation before matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) IMS of proteins. Based on a 500 mM ammonium formate in water-acetonitrile (9:1; v/v, 0.1% trifluororacetic acid, 0.1% Triton) solution, this buffer wash has shown to significantly enhance protein signature by profiling and IMS (~fourfold) when used after organic washes (70% EtOH followed by 90% EtOH), improving the quality and number of ion images obtained from mouse kidney and a 14-day mouse fetus whole-body tissue sections, while maintaining a similar reproducibility with conventional tissue rinsing. Even if some protein losses were observed, the data mining has demonstrated that it was primarily low abundant signals and that the number of new peaks found is greater with the described procedure. The proposed buffer has thus demonstrated to be of high efficiency for tissue section preparation providing novel and complementary information for direct on-tissue MALDI analysis compared with solely conventional organic rinsing.

Vibration training elicits a mixed aerobic and resistance-type exercise in sedentary subjects.

Objective. Vibration training (VT) is a new exercise method, with good acceptance among sedentary subjects, due to its passive principle: the machine moves the subject, not the opposite. We hypothesize that untrained subjects can benefit from a greater cardiovascular and metabolic stimulation than trained athletes, resembling classical aerobic-type activity, in addition of eliciting strength gains shown in diverse studies. Methods. 3 group of male subjects, inactive (SED), endurance trained athletes (END) and strength trained athletes (STR) underwent fitness (VO2max) and lower-body strength tests (isokinetic). Subjects were submitted to a session of oscillating VT, composed of 3 exercises (isometric half-squat, dynamic squat, dynamic squat with added load), each of 3 minutes duration, and repeated at 3 frequencies. VO2, heart rate and Borg scale were monitored. Results. 27 healthy subjects (10 SED, 9 END and 8 STR), mean age 24.5 (SED), 25.0 (STR) and 29.8 (END) were included. VO2max was significantly different as expected (47.9 vs. 52.9 vs. 63.9 ml/kg/min, resp. for SED, STR and END). Isokinetic dominant leg extensors strength was higher in STR (3.32 Nm/kg vs. 2.60 and 2.74 in SED and END). During VT, peak oxygen consumption (% of VO2max) attained was 59.3 in SED, 50.8 in STR and 48.0 in END (P<0.001 between SED and other subjects). Peak heart rate (% of heart rate max) was 82.7 in SED, 80.4 in STR and 72.4 in END. In SED, dynamic exercises without extra load elicited 51.0% of VO2max and 72.1% of heart rate max, and perceived effort reached 15.1/20. Conclusions. VT is an unconventional type of exercise, which has been shown to enhance strength, bone density, balance and flexibility. Users are attracted by the relative passivity. In SED, we show that VT elicits sufficient cardiovascular response to benefit overall fitness in addition to the known strength effects. VT's higher acceptance as an exercise in sedentary people, compared to jogging or cycling for example, can lead to better adherence to physical activity. Although long-term effects of VT on health are not avalaible, we believe this type of combination of aerobic and resistance-type exercise can be beneficial on multiple health parameters, especially cardiovascular health.