Plant invasiveness is not linked to the capacity of regeneration from small fragments: an experimental test with 39 stoloniferous species

Fragmentation and vegetative regeneration from small fragments may contribute to population expansion, dispersal and establishment of new populations of introduced plants. However, no study has systematically tested whether a high capacity of vegetative regeneration is associated with a high degree of invasiveness. For small single-node fragments, the presence of internodes may increase regeneration capacity because internodes may store carbohydrates and proteins that can be used for regeneration. We conducted an experiment with 39 stoloniferous plant species to examine the regeneration capacity of small, single-node fragments with or without attached stolon internodes. We asked (1) whether the presence of stolon internodes increases regeneration from single-node fragments, (2) whether regeneration capacity differs between native and introduced species in China, and (3) whether regeneration capacity is positively associated with plant invasiveness at a regional scale (within China) and at a global scale. Most species could regenerate from single-node fragments, and the presence of internodes increased regeneration rate and subsequent growth and/or asexual reproduction. Regeneration capacity varied greatly among species, but showed no relationship to invasiveness, either in China or globally. High regeneration capacity from small fragments may contribute to performance of clonal plants in general, but it does not appear to explain differences in invasiveness among stoloniferous clonal species

Transport of anti-IL-6 antigen binding fragments into cartilage and the effects of injury

The efficacy of biological therapeutics against cartilage degradation in osteoarthritis is restricted by the limited transport of macromolecules through the dense, avascular extracellular matrix. The availability of biologics to cell surface and matrix targets is limited by steric hindrance of the matrix, and the microstructure of matrix itself can be dramatically altered by joint injury and the subsequent inflammatory response. We studied the transport into cartilage of a 48 kDa anti-IL-6 antigen binding fragment (Fab) using an in vitro model of joint injury to quantify the transport of Fab fragments into normal and mechanically injured cartilage. The anti-IL-6 Fab was able to diffuse throughout the depth of the tissue, suggesting that Fab fragments can have the desired property of achieving local delivery to targets within cartilage, unlike full-sized antibodies which are too large to penetrate beyond the cartilage surface. Uptake of the anti-IL-6 Fab was significantly increased following mechanical injury, and an additional increase in uptake was observed in response to combined treatment with TNFα and mechanical injury, a model used to mimic the inflammatory response following joint injury. These results suggest that joint trauma leading to cartilage degradation can further alter the transport of such therapeutics and similar-sized macromolecules.

Streptococcus pneumoniae detects and responds to foreign bacterial peptide fragments in its environment

Streptococcus pneumoniae is an important cause of bacterial meningitis and pneumonia but usually colonizes the human nasopharynx harmlessly. As this niche is simultaneously populated by other bacterial species, we looked for a role and pathway of communication between pneumococci and other species. This paper shows that two proteins of non-encapsulated S. pneumoniae, AliB-like ORF 1 and ORF 2, bind specifically to peptides matching other species resulting in changes in the pneumococci. AliB-like ORF 1 binds specifically peptide SETTFGRDFN, matching 50S ribosomal subunit protein L4 of Enterobacteriaceae, and facilitates upregulation of competence for genetic transformation. AliB-like ORF 2 binds specifically peptides containing sequence FPPQS, matching proteins of Prevotella species common in healthy human nasopharyngeal microbiota. We found that AliB-like ORF 2 mediates the early phase of nasopharyngeal colonization in vivo. The ability of S. pneumoniae to bind and respond to peptides of other bacterial species occupying the same host niche may play a key role in adaptation to its environment and in interspecies communication. These findings reveal a completely new concept of pneumococcal interspecies communication which may have implications for communication between other bacterial species and for future interventional therapeutics.

Schmiede ─ Heiligtum ─ Wassermühle. Cham-Hagendorn (Kanton Zug) in römischer Zeit. Ausgrabungen 1944/45 und 2003/04

1944/1945 wurde in Cham-Hagendorn eine Wassermühle ausgegraben, die dank ihrer aussergewöhnlich guten Holzerhaltung seit langem einen prominenten Platz in der Forschung einnimmt. 2003 und 2004 konnte die Kantonsarchäologie Zug den Platz erneut archäologisch untersuchen. Dabei wurden nicht nur weitere Reste der Wassermühle, sondern auch Spuren älterer und jüngerer Anlagen geborgen: eine ältere und eine jüngere Schmiedewerkstatt (Horizont 1a/Horizont 3) sowie ein zweiphasiges Heiligtum (Horizonte 1a/1b). All diese Anlagen lassen sich nun in das in den neuen Grabungen erkannte stratigraphische Gerüst einhängen (s. Beil. 2). Dank der Holzerhaltung können die meisten Phasen dendrochronologisch datiert werden (s. Abb. 4.1/1a): Horizont 1a mit Schlagdaten zwischen 162(?)/173 und 200 n. Chr., Horizont 1b um 215/218 n. Chr. und Horizont 2 um 231 n. Chr. Ferner konnten in den neuen Grabungen Proben für mikromorphologische und archäobotanische Untersuchungen entnommen werden (Kap. 2.2; 3.11). In der vorliegenden Publikation werden der Befund und die Baustrukturen vorgelegt, (Kap. 2), desgleichen sämtliche stratifizierten Funde und eine umfassende Auswahl der 1944/1945 geborgenen Funde (Kap. 3). Dank anpassender Fragmente, sog. Passscherben, lassen sich diese zum Teil nachträglich in die Schichtenabfolge einbinden. Die mikromorphologischen und die archäobotanischen Untersuchungen (Kap. 2.2; 3.11) zeigen, dass der Fundplatz in römischer Zeit inmitten einer stark vom Wald und dem Fluss Lorze geprägten Landschaft lag. In unmittelbarer Nähe können weder eine Siedlung noch einzelne Wohnbauten gelegen haben. Die demnach nur gewerblich und sakral genutzten Anlagen standen an einem Bach, der vermutlich mit jenem Bach identisch ist, der noch heute das Groppenmoos entwässert und bei Cham-Hagendorn in die Lorze mündet (s. Abb. 2.4/1). Der antike Bach führte wiederholt Hochwasser ─ insgesamt sind fünf grössere Überschwemmungsphasen auszumachen (Kap. 2.2; 2.4). Wohl anlässlich eines Seehochstandes durch ein Überschwappen der Lorze in den Bach ausgelöst, müssen diese Überschwemmungen eine enorme Gewalt entwickelt haben, der die einzelnen Anlagen zum Opfer fielen. Wie die Untersuchung der Siedlungslandschaft römischer Zeit rund um den Zugersee wahrscheinlich macht (Kap. 6 mit Abb. 6.2/2), dürften die Anlagen von Cham-Hagendorn zu einer in Cham-Heiligkreuz vermuteten Villa gehören, einem von fünf grösseren Landgütern in diesem Gebiet. Hinweise auf Vorgängeranlagen fehlen, mit denen die vereinzelten Funde des 1. Jh. n. Chr. (Kap. 4.5) in Verbindung gebracht werden könnten. Diese dürften eher von einer der Überschwemmungen bachaufwärts weggerissen und nach Cham-Hagendorn eingeschwemmt worden sein. Die Nutzung des Fundplatzes (Horizont 1a; s. Beil. 6) setzte um 170 n. Chr. mit einer Schmiedewerkstatt ein (Kap. 2.5.1). Der Fundanfall, insbesondere die Schmiedeschlacken (Kap. 3.9) belegen, dass hier nur hin und wieder Geräte hergestellt und repariert wurden (Kap. 5.2). Diese Werkstatt war vermutlich schon aufgelassen und dem Verfall preisgegeben, als man 200 n. Chr. (Kap. 4.2.4) auf einer Insel zwischen dem Bach und einem Lorzearm ein Heiligtum errichtete (Kap. 5.3). Beleg für den sakralen Status dieser Insel ist in erster Linie mindestens ein eigens gepflanzter Pfirsichbaum, nachgewiesen mit Pollen, einem Holz und über 400 Pfirsichsteinen (Kap. 3.11). Die im Bach verlaufende Grenze zwischen dem sakralen Platz und der profanen Umgebung markierte man zusätzlich mit einer Pfahlreihe (Kap. 2.5.3). In diese war ein schmaler Langbau integriert (Kap. 2.5.2), der an die oft an Temenosmauern antiker Heiligtümer angebauten Portiken erinnert und wohl auch die gleiche Funktion wie diese gehabt hatte, nämlich das Aufbewahren von Weihegaben und Kultgerät (Kap. 5.3). Das reiche Fundmaterial, das sich in den Schichten der ersten Überschwemmung fand (s. Abb. 5./5), die um 205/210 n. Chr. dieses Heiligtum zerstört hatte, insbesondere die zahlreiche Keramik (Kap. 3.2.4), und die zum Teil auffallend wertvollen Kleinfunde (Kap. 3.3.3), dürften zum grössten Teil einst in diesem Langbau untergebracht gewesen sein. Ein als Glockenklöppel interpretiertes, stratifiziertes Objekt spricht dafür, dass die fünf grossen, 1944/1945 als Stapel aufgefundenen Eisenglocken vielleicht auch dem Heiligtum zuzuweisen sind (Kap. 3.4). In diesen Kontext passen zudem die überdurchschnittlich häufig kalzinierten Tierknochen (Kap. 3.10). Nach der Überschwemmung befestigte man für 215 n. Chr. (Kap. 4.2.4) das unterspülte Bachufer mit einer Uferverbauung (Kap. 2.6.1). Mit dem Bau eines weiteren, im Bach stehenden Langbaus (Kap. 2.6.2) stellte man 218 n. Chr. das Heiligtum auf der Insel in ähnlicher Form wieder her (Horizont 1b; s. Beil. 7). Von der Pfahlreihe, die wiederum die sakrale Insel von der profanen Umgebung abgrenzte, blieben indes nur wenige Pfähle erhalten. Dennoch ist der sakrale Charakter der Anlage gesichert. Ausser dem immer noch blühenden Pfirsichbaum ist es ein vor dem Langbau aufgestelltes Ensemble von mindestens 23 Terrakottafigurinen (s. Abb. 3.6/1), elf Veneres, zehn Matres, einem Jugendlichen in Kapuzenmantel und einem kindlichen Risus (Kap. 3.6; s. auch Kap. 2.6.3). In den Sedimenten der zweiten Überschwemmung, der diese Anlage um 225/230 n. Chr. zum Opfer gefallen war, fanden sich wiederum zahlreiche Keramikgefässe (Kap. 3.2.4) und zum Teil wertvolle Kleinfunde wie eine Glasperle mit Goldfolie (Kap. 3.8.2) und eine Fibel aus Silber (Kap. 3.3.3), die wohl ursprünglich im Langbau untergebracht waren (Kap. 5.3.2 mit Abb. 5/7). Weitere Funde mit sicherem oder möglichem sakralem Charakter finden sich unter den 1944/1945 geborgenen Funden (s. Abb. 5/8), etwa ein silberner Fingerring mit Merkurinschrift, ein silberner Lunula-Anhänger, eine silberne Kasserolle (Kap. 3.3.3), eine Glasflasche mit Schlangenfadenauflage (Kap. 3.8.2) und einige Bergkristalle (Kap. 3.8.4). Im Bereich der Terrakotten kamen ferner mehrere Münzen (Kap. 3.7) zum Vorschein, die vielleicht dort niedergelegt worden waren. Nach der zweiten Überschwemmung errichtete man um 231 n. Chr. am Bach eine Wassermühle (Horizont 2; Kap. 2.7; Beil. 8; Abb. 2.7/49). Ob das Heiligtum auf der Insel wieder aufgebaut oder aufgelassen wurde, muss mangels Hinweisen offen bleiben. Für den abgehobenen Zuflusskanal der Wassermühle verwendete man mehrere stehen gebliebene Pfähle der vorangegangenen Anlagen der Horizonte 1a und 1b. Obwohl die Wassermühle den 28 jährlichen Überschwemmungshorizonten (Kap. 2.2) und den Funden (Kap. 4.3.2; 4.4.4; 45) zufolge nur bis um 260 n. Chr., während gut einer Generation, bestand, musste sie mindestens zweimal erneuert werden – nachgewiesen sind drei Wasserräder, drei Mühlsteinpaare und vermutlich drei Podeste, auf denen jeweils das Mahlwerk ruhte. Grund für diese Umbauten war wohl der weiche, instabile Untergrund, der zu Verschiebungen geführt hatte, so dass das Zusammenspiel von Wellbaum bzw. Sternnabe und Übersetzungsrad nicht mehr funktionierte und das ganze System zerbrach. Die Analyse von Pollen aus dem Gehhorizont hat als Mahlgut Getreide vom Weizentyp nachgewiesen (Kap. 3.11.4). Das Abzeichen eines Benefiziariers (Kap. 3.3.2 mit Abb. 3.3/23,B71) könnte dafür sprechen, dass das verarbeitete Getreide zumindest zum Teil für das römische Militär bestimmt war (s. auch Kap. 6.2.3). Ein im Horizont 2 gefundener Schreibgriffel und weitere stili sowie eine Waage für das Wägen bis zu 35-40 kg schweren Waren aus dem Fundbestand von 1944/1945 könnten davon zeugen, dass das Getreide zu wägen und zu registrieren war (Kap. 3.4.2). Kurz nach 260 n. Chr. fiel die Wassermühle einem weiteren Hochwasser zum Opfer. Für den folgenden Horizont 3 (Beil. 9) brachte man einen Kiesboden ein und errichtete ein kleines Gebäude (Kap. 2.8). Hier war wohl wiederum eine Schmiede untergebracht, wie die zahlreichen Kalottenschlacken belegen (Kap. 3.9), die im Umfeld der kleinen Baus zum Vorschein kamen. Aufgrund der Funde (Kap. 4.4.4; 4.5) kann diese Werkstatt nur kurze Zeit bestanden haben, höchstens bis um 270 n. Chr., bevor sie einem weiteren Hochwasser zum Opfer fiel. Von der jüngsten Anlage, die wohl noch in römische Zeit datiert (Horizont 4; Beil. 10), war lediglich eine Konstruktion aus grossen Steinplatten zu fassen (Kap. 2.9.1). Wozu sie diente, muss offen bleiben. Auch der geringe Fundanfall spricht dafür, dass die Nutzung des Platzes, zumindest für die römische Zeit, allmählich ein Ende fand (Kap. 4.5). Zu den jüngsten Strukturen gehören mehrere Gruben (Kap. 2.9.2), die vielleicht der Lehmentnahme dienten. Mangels Funden bleibt ihre Datierung indes ungewiss. Insbesondere wissen wir nicht, ob sie noch in römische Zeit datieren oder jünger sind. Spätestens mit der fünften Überschwemmung, die zur endgültigen Verlandung führte und wohl schon in die frühe Neuzeit zu setzen ist, wurde der Platz aufgelassen und erst mit dem Bau der bestehenden Fensterfabrik Baumgartner wieder besetzt.

tRNA-derived fragments target the small ribosomal subunit to fine-tune translation

Post-transcriptional cleavage of RNA molecules to generate smaller fragments is a widespread mechanism that enlarges the structural and functional complexity of cellular RNomes. In particular, fragments deriving from both precursor and mature tRNAs represent one of the rapidly growing classes of post-transcriptional RNA pieces. Importantly, these tRNA-derived fragments (tRFs) possess distinct expression patterns, abundance, cellular localizations, or biological roles compared with their parental tRNA molecules (1). Here we present evidence that tRFs from the archaeon Haloferax volcanii directly bind to ribosomes. In a previous genomic screen for ribosome-associated small RNAs we have identified a 26 residue long fragment originating from the 5’ part of valine tRNA (Val-tRF) to be by far the most abundant tRF in H. volcanii (2). The Val-tRF is processed in a stress- dependent manner and was found to primarily target the small ribosomal subunit in vitro and in vivo. Translational activity was markedly reduced in the presence of Val-tRF, while control RNA fragments of similar length did not show inhibition of protein biosynthesis. Crosslinking experiments and subsequent primer extension analyses revealed the Val-tRF interaction site to surround the mRNA path in the 30S subunit. In support of this, binding experiments demonstrated that Val-tRF does compete with mRNAs for ribosome binding. Therefore this tRF represents a ribosome-bound non-protein-coding RNA (ncRNA) capable of regulating gene expression in H. volcanii under environmental stress conditions probably by fine-tuning the rate of protein production (1). (1) Gebetsberger J. and Polacek N. (2013), RNA Biol. 10:1798-1808 (2) Gebetsberger J. et. al. (2012), Archaea, Article ID 260909

Le savoir des religions. Fragments d’historiographie religieuse

L’histoire des religions ne saurait se passer d’une réflexion préalable sur ses propres conditions d’élaboration. Qu’est-ce qu’un « savoir religieux », qu’est-ce qu’un savoir « sur le religieux », en quoi et comment se distinguent-ils l’un de l’autre ? Ce livre est issu d’une série de recherches et d’enquêtes portant sur des horizons historiques et culturels contrastés. Il montre comment un scribe mésopotamien, un philosophe grec, un clerc bouddhiste, un égyptologue contemporain, un historien des religions, etc, élaborent leurs savoirs, comment ces savoirs se transforment et se perpétuent, quelles fonctions ils remplissent, qui les met en oeuvre, où et comment ils s’enracinent, pourquoi ils meurent.

Schnidejoch und Lötschenpass. Archäologische Forschungen in den Berner Alpen. Schnidejoch et Lötschenpass. Investigations archéologiques dans les Alpes bernoises.

Archäologie in den Hochalpen: Vom Rückgang der Gletscher sind auch archäologische Objekte betroffen. Über Jahrtausende hinweg haben sie im Eis überdauert, nun kommen sie zum Vorschein. Im Hitzesommer 2003 fand eine Wanderin am Schnidejoch ein fremdartiges Objekt aus Birkenrinde. Es erwies sich als Teil eines 4800 Jahre alten Bogenfutterals. In den Jahren 2004 bis 2011 unternahm der Archäologische Dienst des Kantons Bern über 30 Begehungen der Nordseite und – zusammen mit der Walliser Kantonsarchäologie – auch der Südseite des Schnidejochs. Zahlreiche weitere Funde aus Holz, Leder und Metall konnten geborgen und wissenschaftlich untersucht werden. Einzigartige Funde Zu den spektakulärsten Funden vom Schnidejoch zählt das Bogenfutteral aus Birkenrinde. Weiter stechen aus den rund 900 Funden ein Pfeilbogen, mehrere vollständige Pfeile und Fragmente einer Schale aus Ulmenholz hervor. Es handelt sich dabei um das älteste Holzgefäss der Schweiz. Weitere herausragende Funde sind ein bronzezeitliches Holzgefäss aus Birkenrinde, eine bronzezeitliche Gewandnadel sowie Bekleidung und Schuhe aus Leder. Archéologie dans les Alpes bernoises Le recul des glaciers a aussi un impact sur les découvertes archéologiques. Il fait réapparaître des objets préservés dans les glaces depuis des millénaires. Pendant l’été caniculaire de 2003, une randonneuse a découvert un objet singulier en écorce de bouleau, qui s’est avéré être un morceau de carquois vieux de 4800 ans. De 2004 à 2011, le Service archéologique du canton de Berne s’est rendu plus de trente fois sur le versant nord du Schnidejoch et, en collaboration avec le Service d’archéologie du canton du Valais, sur le versant sud de ce col. De nombreux autres objets en bois, cuir et métal ont pu être mis au jour et étudiés scientifiquement. Des découvertes uniques Le carquois en écorce de bouleau constitue l’une des découvertes les plus sensationnelles du Schnidejoch. Parmi les quelque 900 objets mis au jour figurent un arc, plusieurs flèches complètes et les fragments d’un bol en bois d’orme. Ce bol est le plus ancien récipient en bois de Suisse. D’autres trouvailles spectaculaires ont été faites, notamment un récipient en écorce de bouleau et une épingle à vêtements datant de l’Âge du Bronze ainsi que des vêtements et des chaussures en cuir.

tRNA-derived fragments target the small ribosomal subunit to fine-tune translation

Post-transcriptional cleavage of RNA molecules to generate smaller fragments is a widespread mechanism that enlarges the structural and functional complexity of cellular RNomes. In particular, fragments deriving from both precursor and mature tRNAs represent one of the rapidly growing classes of post-transcriptional RNA pieces. Importantly, these tRNA-derived fragments (tRFs) possess distinct expression patterns, abundance, cellular localizations, or biological roles compared with their parental tRNA molecules [1]. Here we present evidence that tRFs from the archaeon Haloferax volcanii directly bind to ribosomes. In a previous genomic screen for ribosome-associated small RNAs we have identified a 26 residue long fragment originating from the 5’ part of valine tRNA (Val-tRF) to be by far the most abundant tRF in H. volcanii [2]. The Val-tRF is processed in a stress- dependent manner and was found to primarily target the small ribosomal subunit in vitro and in vivo. Translational activity was markedly reduced in the presence of Val-tRF, while control RNA fragments of similar length did not show inhibition of protein biosynthesis. Crosslinking experiments and subsequent primer extension analyses revealed the Val-tRF interaction site to surround the mRNA path in the 30S subunit. In support of this, binding experiments demonstrated that Val-tRF does compete with mRNAs for ribosome binding. Therefore this tRF represents a ribosome-bound non-protein-coding RNA (ncRNA) capable of regulating gene expression in H. volcanii under environmental stress conditions probably by fine-tuning the rate of protein production [1].

tRNA-derived fragments target the small ribosomal subunit to fine-tune translation

Post-transcriptional cleavage of RNA molecules to generate smaller fragments is a widespread mechanism that enlarges the structural and functional complexity of cellular RNomes. In particular, fragments deriving from both precursor and mature tRNAs represent one of the rapidly growing classes of post-transcriptional RNA pieces. Importantly, these tRNA-derived fragments (tRFs) possess distinct expression patterns, abundance, cellular localizations, or biological roles compared with their parental tRNA molecules [1]. Here we present evidence that tRFs from the archaeon Haloferax volcanii directly bind to ribosomes. In a previous genomic screen for ribosome-associated small RNAs we have identified a 26 residue long fragment originating from the 5’ part of valine tRNA (Val-tRF) to be by far the most abundant tRF in H. volcanii [2]. The Val-tRF is processed in a stress- dependent manner and was found to primarily target the small ribosomal subunit in vitro and in vivo. Translational activity was markedly reduced in the presence of Val-tRF, while control RNA fragments of similar length did not show inhibition of protein biosynthesis. Crosslinking experiments and subsequent primer extension analyses revealed the Val-tRF interaction site to surround the mRNA path in the 30S subunit. In support of this, binding experiments demonstrated that Val-tRF does compete with mRNAs for ribosome binding. Therefore this tRF represents a ribosome-associated non-protein-coding RNA (rancRNA) capable of regulating gene expression in H. volcanii under environmental stress conditions probably by fine-tuning the rate of protein production [3].

tRNA-derived fragments target the small ribosomal subunit to fine-tune translation

Post-transcriptional cleavage of RNA molecules to generate smaller fragments is a widespread mechanism that enlarges the structural and functional complexity of cellular RNomes. In particular, fragments deriving from both precursor and mature tRNAs represent one of the rapidly growing classes of post-transcriptional RNA pieces. Importantly, these tRNA-derived fragments (tRFs) possess distinct expression patterns, abundance, cellular localizations, or biological roles compared with their parental tRNA molecules [1]. Here we present evidence that tRFs from the halophilic archaeon Haloferax volcanii directly bind to ribosomes. In a previous genomic screen for ribosome-associated small RNAs we have identified a 26 residue long fragment originating from the 5’ part of valine tRNA (Val-tRF) to be by far the most abundant tRF in H. volcanii [2]. The Val-tRF is processed in a stress-dependent manner and was found to primarily target the small ribosomal subunit in vitro and in vivo. Translational activity was markedly reduced in the presence of Val-tRF, while control RNA fragments of similar length did not show inhibition of protein biosynthesis. Crosslinking experiments and subsequent primer extension analyses revealed the Val-tRF interaction site to surround the mRNA path in the 30S subunit. In support of this, binding experiments demonstrated that Val-tRF does compete with mRNAs for ribosome binding. Therefore this tRF represents a ribosome-associated non-coding RNA (rancRNA) capable of regulating gene expression in H. volcanii under environmental stress conditions probably by fine-tuning the rate of protein production [3].