Food availability affects the maternal transfer of androgens and antibodies into eggs of a colonial seabird.

Mothers can improve the quality of their offspring by increasing the level of certain components in their eggs. To examine whether or not mothers increase deposition of such components in eggs as a function of food availability, we food-supplemented black-legged kittiwake females (Rissa tridactyla) before and during egg laying and compared deposition of androgens and antibodies into eggs of first and experimentally induced replacement clutches. Food-supplemented females transferred lower amounts of androgens and antibodies into eggs of induced replacement clutches than did non-food-supplemented mothers, whereas first clutches presented no differences between treatments. Our results suggest that when females are in lower condition, they transfer more androgens and antibodies into eggs to facilitate chick development despite potential long-term costs for juveniles. Females in prime condition may avoid these potential long-term costs because they can provide their chicks with more and higher quality resources.

Accurate performance of a rat model of schizophrenia in the water maze depends on visual cue availability and stability: a distortion in cognitive mapping abilities?

Rats were treated postnatally (PND 5-16) with BSO (l-buthionine-(S,R)-sulfoximine) in an animal model of schizophrenia based on transient glutathione deficit. The BSO treated rats were impaired in patrolling a maze or a homing table when adult, yet demonstrated preserved escape learning, place discrimination and reversal in a water maze task [37]. In the present work, BSO rats' performance in the water maze was assessed in conditions controlling for the available visual cues. First, in a completely curtained environment with two salient controlled cues, BSO rats showed little accuracy compared to control rats. Secondly, pre-trained BSO rats were impaired in reaching the familiar spatial position when curtains partially occluded different portions of the room environment in successive sessions. The apparently preserved place learning in a classical water maze task thus appears to require the stability and the richness of visual landmarks from the surrounding environment. In other words, the accuracy of BSO rats in place and reversal learning is impaired in a minimal cue condition or when the visual panorama changes between trials. However, if the panorama remains rich and stable between trials, BSO rats are equally efficient in reaching a familiar position or in learning a new one. This suggests that the BSO accurate performance in the water maze does not satisfy all the criteria for a cognitive map based navigation on the integration of polymodal cues. It supports the general hypothesis of a binding deficit in BSO rats.

Indirect costs of parasitism are shaped by variation in the type of immune challenge and food availability

Parasites can inflict indirect fitness costs to their hosts by eliciting costly immune responses. These costs depend on the type and amount of immunostimulants presented to the host immune system but also on the amount of resources available to fuel host immune responses. Here, we investigated how the relative costs of two different types of immune challenge are modulated by variation in food availability. We injected nestling tawny owls (Strix aluco) with either 10 mu g of phytohaemagglutinin (PHA) or 20 mu g of lipopolysaccharide (LPS), and subsequently raised them under two different food regimes (food-restricted vs. ad libitum). After controlling for food consumption, we found that LPS-injected nestlings lost more body mass than PHA-injected ones only when food-restricted. We also found that body mass gain of owlets fed ad libitum decreased with the intensity of the skin swelling response against LPS, but not PHA. These experimental and correlative results suggest that nestling tawny owls suffered greater immune costs when treated with LPS than PHA, and that variation in the costs of two different types of immune challenge can be exacerbated under conditions of low food availability. Our study highlights the importance of taking into consideration the interplay between host immunity and nutrition in the study of indirect costs of parasitism.

USP2-45 represses aldosterone mediated responses by decreasing mineralocorticoid receptor availability.

BACKGROUND/AIMS: Ligand activation of the mineralocorticoid receptor (MR) induces several post-translational modifications (PTMs). Among the different PTMs, MR is known to be dynamically ubiquitylated with impact on its stability and transcriptional activity. Previously, we have shown that MR is monoubiquitylated at the basal state and that aldosterone stimulation induces monoubiquitylation removal prompting polyubiquitin-dependent destabilization of the receptor and proteasomal degradation. This study investigated the role of the aldosterone induced ubiquitin-specific protease USP2-45 on the ubiquitylation state of MR. METHODS: Renal epithelial cells M1 were co-transfected with MR with or without wild-type or inactive USP2-45. The association of MR with USP2-45 or TSG101 as well as MR ubiquitylation state were determined by immunoprecipitation and immunoblotting. MR transcriptional activity was assessed via a luciferase reporter gene. RESULTS: We show that USP2-45 is able to bind MR and, similarly to aldosterone, induce MR monoubiquitylation removal, disruption of MR/TSG101 association and destabilization of MR at protein level. CONCLUSION: This study provides a novel role for USP2-45 by playing a pivotal role in the regulation of the ubiquitylation state of MR and reveals the existence of a negative feedback loop for limiting the aldosterone induced response.

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.

Elevated resource availability sufficient to turn opportunistic into virulent fish pathogens.

There is mounting evidence that organic or inorganic enrichment of aquatic environments increases the risk of infectious diseases, with disease agents ranging from helminth parasites to fungal, bacterial, and viral pathogens. The causal link between microbial resource availability and disease risk is thought to be complex and, in the case of so-called "opportunistic pathogens," to involve additional stressors that weaken host resistance (e.g., temperature shifts or oxygen deficiencies). In contrast to this perception, our experiment shows that the link between resource levels and infection of fish embryos can be very direct: increased resource availability can transform benign microbial communities into virulent ones. We find that embryos can be harmed before further stresses (e.g., oxygen depletion) weaken them, and treatment with antibiotics and fungicides cancels the detrimental effects. The changed characteristics of symbiotic microbial communities could simply reflect density-dependent relationships or be due to a transition in life-history strategy. Our findings demonstrate that simple microhabitat changes can be sufficient to turn "opportunistic" into virulent pathogens.

Food availability dictates the timing of parturition in insectivorous mouse-eared bats

Which of these two confounding factors, weather or food availability - that largely correlate and interact - controls the timing of parturition in insectivorous bats? To answer this question. we took advantage of a predator-prey system that offers a unique opportunity to perform natural experiments. The phenology of reproduction of two sibling bat species that inhabit the same colonial roosts, but exploit different feeding niches. was investigated. Myotis myotis feeds mainly on carabid beetles, a food source available from the end of hibernation onwards, whereas bush crickets, the main prey of M. blythii, are not available early in the season due to their successive instars; cockchafers are actually the sole possible alternative prey for M. blythii at that time of the year, but they occur every third year only, independently of local weather conditions. By comparing the species responses to the presence/absence of cockchafers, we could test the hypothesis that food availability, rather than climate. influences the timing of bat parturition. Our data show that Nt. blythii gave birth, on average. 10 d later than M. myotis in years without cockchafers, whilst parturition (1) was synchronous during cockchafer years, and (2) did not show much among-year time variation in M. myotis. This suggests that food availability is the chief factor regulating the timing of parturition in mouse-eared bats.

Bacterial biosensors for measuring availability of environmental pollutants

Abstract: Traditionally, pollution risk assessment is based on the measurement of a pollutant's total concentration in a sample. The toxicity of a given pollutant in the environment, however, is tightly linked to its bioavailability, which may differ significantly from the total amount. Physico-chemical and biological parameters strongly influence pollutant fate in terms of leaching, sequestration and biodegradation. Bacterial sensorreporters, which consist of living micro-organisms genetically engineered to produce specific output in response to target chemicals, offer an interesting alternative to monitoring approaches. Bacterial sensor-reporters detect bioavailable and/or bioaccessible compound fractions in samples. Currently, a variety of environmental pollutants can be targeted by specific biosensor-reporters. Although most of such strains are still confined to the lab, several recent reports have demonstrated utility of bacterial sensing-reporting in the field, with method detection limits in the nanomolar range. This review illustrates the general design principles for bacterial sensor-reporters, presents an overview of the existing biosensor-reporter strains with emphasis on organic compound detection. A specific focus throughout is on the concepts of bioavailability and bioaccessibility, and how bacteria-based sensing-reporting systems can help to improve our basic understanding of the different processes at work.

In kittiwakes food availability partially explains the seasonal decline in immunocompetence

1. The immune system plays an important role in fitness, and interindividual variation in immunocompetence is due to several factors including food supply. 2. Seasonal variation in food resources may therefore explain why immunocompetence in bird nestlings usually declines throughout the breeding season, with chicks born early in the season receiving more food than chicks born later, and thereby possibly developing a more potent immune system. Although there are studies supporting this hypothesis, none has been experimental. 3. We performed an experiment in the kittiwake Rissa tridactyla by manipulating the food supply of pairs that were left to produce a first brood, and of pairs that were induced to produce a late replacement brood. 4. If food supply mediates, at least partially, seasonal variations in chick immunocompetence, non-food-supplemented chicks would show a stronger seasonal decline in immunocompetence than food-supplemented chicks. 5. Food supplementation improved humoral immunocompetence (the production of immunoglobulins Y), but not T-cell immunocompetence (phytohaemagglutinin, PHA response). T-cell immunocompetence of food-supplemented and non-food-supplemented chicks decreased through the season but to a similar extent, whereas the humoral immunocompetence of non-food-supplemented chicks decreased more strongly than that of food-supplemented chicks. 6. Our results suggest that the seasonal decline in humoral immunocompetence can be explained, at least partly, by variations in food supply throughout the breeding season.

Ecological correlations between food availability and mortality: more than you can eat?

Introduction: There is little information regarding the impact of diet on disease incidence and mortality in Switzerland. Objectives: We aimed at assessing the associations between food availability and disease using ecological correlations. Methods: Time-trend ecologic study for period 1970 to 2009. Food availability was measured through the FAO food balance sheets. Standardized mortality rates (SMRs) were obtained from the Swiss Federal Office of Statistics. Cancer incidence data was obtained from the WHO Health for all database and the Vaud cancer registry. Association between food availability and mortality/incidence was assessed at lags 0, 5, 10 and 15 years by Spearman correlation. Results: Alcoholic beverages and fruit availability were positively associated with SMRs from all types of cardiovascular disease, while fish availability was negatively associated. Animal products, meat and animal fats were positively associated with SMR from ischemic heart disease only. For cancers, opposite results were found whether the association used SMRs or incidence rates. For all cancers, alcoholic beverages and fruits were positively associated with SMRs but negatively associated with incidence rates. Similar findings were obtained for all other foods, with the exception of vegetables, which were weakly and negatively associated with SMRs and incidence rates. Finally, a 15 years lag time reversed the association for animal and vegetal products, weakened the association for alcohol and fruits and strengthened the association for fish. Conclusion: Ecologic associations between food availability and disease vary considerably whether mortality or incidence rates are used. Great care should be taken when interpreting the results.

Estimating national-level syringe availability to injecting drug users and injection coverage: Switzerland, 1996-2006.

BACKGROUND: Measuring syringe availability and coverage is essential in the assessment of HIV/AIDS risk reduction policies. Estimates of syringe availability and coverage were produced for the years 1996 and 2006, based on all relevant available national-level aggregated data from published sources. METHODS: We defined availability as the total monthly number of syringes provided by harm reduction system divided by the estimated number of injecting drug users (IDU), and defined coverage as the proportion of injections performed with a new syringe, at national level (total supply over total demand). Estimates of supply of syringes were derived from the national monitoring system, including needle and syringe programmes (NSP), pharmacies, and medically prescribed heroin programmes. Estimates of syringe demand were based on the number of injections performed by IDU derived from surveys of low threshold facilities for drug users (LTF) with NSP combined with the number of IDU. This number was estimated by two methods combining estimates of heroin users (multiple estimation method) and (a) the number of IDU in methadone treatment (MT) (non-injectors) or (b) the proportion of injectors amongst LTF attendees. Central estimates and ranges were obtained for availability and coverage. RESULTS: The estimated number of IDU decreased markedly according to both methods. The MT-based method (from 14,818 to 4809) showed a much greater decrease and smaller size of the IDU population compared to the LTF-based method (from 24,510 to 12,320). Availability and coverage estimates are higher with the MT-based method. For 1996, central estimates of syringe availability were 30.5 and 18.4 per IDU per month; for 2006, they were 76.5 and 29.9. There were 4 central estimates of coverage. For 1996 they ranged from 24.3% to 43.3%, and for 2006, from 50.5% to 134.3%. CONCLUSION: Although 2006 estimates overlap 1996 estimates, the results suggest a shift to improved syringe availability and coverage over time.

Identification of a key lysine residue in heat shock protein 90 required for azole and echinocandin resistance in Aspergillus fumigatus.

Heat shock protein 90 (Hsp90) is an essential chaperone involved in the fungal stress response that can be harnessed as a novel antifungal target for the treatment of invasive aspergillosis. We previously showed that genetic repression of Hsp90 reduced Aspergillus fumigatus virulence and potentiated the effect of the echinocandin caspofungin. In this study, we sought to identify sites of posttranslational modifications (phosphorylation or acetylation) that are important for Hsp90 function in A. fumigatus. Phosphopeptide enrichment and tandem mass spectrometry revealed phosphorylation of three residues in Hsp90 (S49, S288, and T681), but their mutation did not compromise Hsp90 function. Acetylation of lysine residues of Hsp90 was recovered after treatment with deacetylase inhibitors, and acetylation-mimetic mutations (K27A and K271A) resulted in reduced virulence in a murine model of invasive aspergillosis, supporting their role in Hsp90 function. A single deletion of lysine K27 or an acetylation-mimetic mutation (K27A) resulted in increased susceptibility to voriconazole and caspofungin. This effect was attenuated following a deacetylation-mimetic mutation (K27R), suggesting that this site is crucial and should be deacetylated for proper Hsp90 function in antifungal resistance pathways. In contrast to previous reports in Candida albicans, the lysine deacetylase inhibitor trichostatin A (TSA) was active alone against A. fumigatus and potentiated the effect of caspofungin against both the wild type and an echinocandin-resistant strain. Our results indicate that the Hsp90 K27 residue is required for azole and echinocandin resistance in A. fumigatus and that deacetylase inhibition may represent an adjunctive anti-Aspergillus strategy.