The osmoadaptive response of the wine yeast Saccharomyces cerevisiae K1-V1116 during icewine fermentation

The adapted metabolic response of commercial wine yeast under prolonged exposure to concentrated solutes present in Icewine juice is not fully understood. Presently, there is no information regarding the transcriptomic changes in gene expression associated with the adaptive stress response ofwine yeast during Icewine fermentation compared to table wine fermentation. To understand how and why wine yeast respond differently at the genomic level and ultimately at the metabolic level during Icewine fermentation, the focus ofthis project was to identify and compare these differences in the wine yeast Saccharomyces cerevisiae KI-Vll16 using cDNA microarray technology during the first five days of fermentation. Significant differences in yeast gene expression patterns between fermentation conditions were correlated to differences in nutrient utilization and metabolite production. Sugar consumption, nitrogen usage and metabolite levels were measured using enzyme assays and HPLC. Also, a small subset of differentially expressed genes was verified using Northern analysis. The high osmotic stress experienced by wine yeast throughout Icewine fermentation elicited changes in cell growth and metabolism correlating to several fermentation difficulties, including reduced biomass accumulation and fermentation rate. Genes associated with carbohydrate and nitrogen transport and metabolism were expressed at lower levels in Icewine juice fermenting cells compared to dilute juice fermenting cells. Osmotic stress, not nutrient availability during Icewine fermentation appears to impede sugar and nitrogen utilization. Previous studies have established that glycerol and acetic acid production are increased in yeast during Icewine fermentation. A gene encoding for a glycerollW symporter (STL1) was found to be highly expressed up to 25-fold in the i Icewine juice condition using microarray and Northern analysis. Active glycerol transport by yeast under hyperosmotic conditions to increase cytosolic glycerol concentration may contribute to reduced cell growth observed in the Icewine juice condition. Additionally, genes encoding for two acetyl CoA synthetase isoforms (ACSl and ACS2) were found to be highly expressed, 19- and II-fold respectively, in dilute juice fermenting cells relative to the Icewine juice condition. Therefore, decreased conversion of acetate to acetyl-CoA may contribute to increased acetic acid production during Icewine fermentation. These results further help to explain the response of wine yeast as they adapt to Icewine juice fermentation. ii

Hyperosmotic Stress and the Impact on Metabolite Formation and Redox Balance in Saccharomyces cerevisiae and Saccharomyces bayanus strains

Wine produced using an appassimento-type process represents a new and exciting innovation for the Ontario wine industry. This process involves drying grapes that have already been picked from the vine, which increases the sugar content due to dehydration and induces a variety of changes both within and on the surface of the grapes. Increasing sugar contents in musts subject wine yeast to conditions of high osmolarity during alcoholic fermentations. Under these conditions, yeast growth can be inhibited, target alcohol levels may not be attained and metabolic by-products of the hyperosmotic stress response, including glycerol and acetic acid, may impact wine composition. The further metabolism of acetic acid to acetylCoA by yeast facilitates the synthesis of ethyl acetate, a volatile compound that can also impact wine quality if present in sufficiently high concentrations. The first objective of this project was to understand the effect of yeast strain and sugar concentration on fermentation kinetics and metabolite formation, notably acetic acid and ethyl acetate, during fermentation in appassimento-type must. Our working hypotheses were that (1) the natural isolate Saccharomyces bayanus would produce less acetic acid and ethyl acetate compared to Saccharomyces cerevisiae strain EC-1118 fermenting the high and low sugar juices; (2) the wine produced using the appassimento process would contain higher levels of acetic acid and lower levels of ethyl acetate compared to table wine; (3) and the strains would be similar in the kinetic behavior of their fermentation performances in the high sugar must. This study determined that the S. bayanus strain produced significantly less acetic acid and ethyl acetate in the appassimento wine and table wine fermentations. Differences in acetic acid and ethyl acetate production were also observed within strains fermenting the two sugar conditions. Acetic acid production was higher in table wine fermented by S. bayanus as no acetic acid was produced in appassimento-style wine, and 1.4-times higher in appassimento wine fermented by EC-1118 over that found in table wine. Ethyl acetate production was 27.6-times higher in table wine fermented by S. bayanus, and 5.2-times higher by EC-1118, compared to that in appassimento wine. Sugar utilization and ethanol production were comparable between strains as no significant differences were determined. The second objective of this project was to bring a method in-house for measuring the concentration of pyridine nucleotides, NAD+, NADP+, NADH and NADPH, in yeast cytosolic extract. Development of this method is of applicative interest for our lab group as it will enable the redox balance of the NAD+/ NADH and NADP+/ NADPH systems to be assessed during high sugar fermentations to determine their respective roles as metabolic triggers for acetic acid production. Two methods were evaluated in this study including a UV-endpoint method using a set of enzymatic assay protocols outlined in Bergmeyer (1974) and a colorimetric enzyme cycling method developed by Sigma-Aldrich® using commercial kits. The former was determined to be limited by its low sensitivity following application to yeast extract and subsequent coenzyme analyses, while the latter was shown to exhibit greater sensitivity. The results obtained from the kits indicated high linearity, accuracy and precision of the analytical method for measuring NADH and NADPH, and that it was sensitive enough to measure the low coenzyme concentrations present in yeast extract samples. NADtotal and NADPtotal concentrations were determined to be above the lower limit of quantification and within the range of the respective calibration curves, making this method suitable for our research purposes.

TAR DNA-Binding protein 43 (TDP-43) regulates stress granule dynamics via differential regulation of G3BP and TIA-1

TDP-43 est une protéine multifonctionnelle possédant des rôles dans la transcription, l'épissage des pré-ARNm, la stabilité et le transport des ARNm. TDP-43 interagit avec d'autres hnRNP, incluant hnRNP A2, via son extrémité C-terminale. Plusieurs membres de la famille des hnRNP étant impliqués dans la réponse au stress cellulaire, alors nous avons émis l’hypothèse que TDP-43 pouvait y participer aussi. Nos résultats démontrent que TDP-43 et hnRNP A2 sont localisés au niveau des granules de stress, à la suite d’un stress oxydatif, d’un choc thermique, et lors de l’exposition à la thapsigargine. TDP-43 contribue à la fois à l'assemblage et au maintien des granules de stress en réponse au stress oxydatif. TDP-43 régule aussi de façon différentielle les composants clés des granules de stress, notamment TIA-1 et G3BP. L'agrégation contrôlée de TIA-1 est perturbée en l'absence de TDP-43. En outre, TDP-43 régule le niveau d`ARNm de G3BP, un facteur de granule de stress de nucléation. La mutation associée à la sclérose latérale amyotrophique, TDP-43R361S, compromet la formation de granules de stress. Ainsi, la fonction cellulaire de TDP-43 s'étend au-delà de l’épissage; TDP-43 est aussi un composant de la réponse cellulaire au stress central et un acteur actif dans le stockage des ARNs.

Génomique fonctionnelle des cellules corticotropes hypophysaires : contrôle génétique de la gestion systémique des stress

L'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HPA) permet de maintenir l'homéostasie de l'organisme face à divers stress. Qu'ils soient de nature psychologique, physique ou inflammatoire/infectieux, les stress provoquent la synthèse et la libération de CRH par l'hypothalamus. Les cellules corticotropes hypophysaires perçoivent ce signal et en réaction, produisent et sécrètent l'ACTH. Ceci induit la synthèse des glucocorticoïdes (Gc) par le cortex surrénalien; ces stéroïdes mettent le système métabolique en état d’alerte pour la réponse au stress et à l’agression. Les Gc ont le rôle essentiel de contrôler les défenses de l'organisme, en plus d'exercer une rétro-inhibition sur l'axe HPA. L'ACTH est une petite hormone peptidique produite par le clivage d'un précurseur: la pro-opiomélanocortine (POMC). À cause de sa position critique dans la normalisation de l'homéostasie, le contrôle transcriptionnel du gène Pomc a fait l'objet d'études approfondies au cours des dernières décennies. Nous savons maintenant que la région promotrice du gène Pomc permet une expression ciblée dans les cellules POMC hypophysaires. L'étude du locus Pomc par des technologies génomiques m'a permis de découvrir un nouvel élément de régulation qui est conservé à travers l'évolution des mammifères. La caractérisation de cet enhancer a démontré qu'il dirige une expression restreinte à l'hypophyse, et plus particulièrement dans les cellules corticotropes. De façon intéressante, l'activité de cet élément dépend d'un nouveau site de liaison recrutant un homodimère du facteur de transcription Tpit, dont l'expression est également limitée aux cellules POMC de l'hypophyse. La découverte de cet enhancer ajoute une toute nouvelle dimension à la régulation de l'expression de POMC. Les cytokines pro-inflammatoires IL6/LIF et les Gc sont connus pour leur antagonisme sur la réaction inflammatoire et sur le promoteur Pomc via l'action des facteurs de transcription Stat3 et GR respectivement. L'analyse génomique des sites liés ii par ces deux facteurs nous a révélé une interrelation complexe et a permis de définir un code transcriptionnel entre ces voies de signalisation. En plus de leur action par interaction directe avec l’ADN au niveau des séquences régulatrices, ces facteurs interagissent directement entre eux avec des résultats transcriptionnels différents. Ainsi, le recrutement de GR par contact protéine:protéine (tethering) sur Stat3 étant lié à l'ADN provoque un antagonisme transcriptionnel. Inversement, le tethering de Stat3 sur GR supporte une action synergique, tout comme leur co-recrutement à l'ADN sur des sites contigus ou composites. Lors d'une activation soutenue, ce synergisme entre les voies IL6/LIF et Gc induit une réponse innée de défense cellulaire. Ainsi lors d'un stress majeur, ce mécanisme de défense est mis en branle dans toutes les cellules et tissus. En somme, les travaux présentés dans cette thèse définissent les mécanismes transcriptionnels engagés dans le combat de l'organisme contre les stress. Plus particulièrement, ces mécanismes ont été décrits au niveau de la réponse globale des corticotropes et du gène Pomc. Il est essentiel pour l'organisme d'induire adéquatement ces mécanismes afin de faire face aux stress et d'éviter des dérèglements comme les maladies inflammatoires et métaboliques.

Rôles du stress du réticulum endoplasmique et de l'immunité innée dans l'inhibition de la transcription du gène de l'insuline : étude du facteur de transcription ATF6 et du récepteur TLR4

Le diabète de type 2 (DT2) est caractérisé par une résistance des tissus périphériques à l’action de l’insuline et par une insuffisance de la sécrétion d’insuline par les cellules β du pancréas. Différents facteurs tels que le stress du réticulum endoplasmique (RE) et l’immunité innée affectent la fonction de la cellule β-pancréatique. Toutefois, leur implication dans la régulation de la transcription du gène de l’insuline demeure imprécise. Le but de cette thèse était d’identifier et de caractériser le rôle du stress du RE et de l’immunité innée dans la régulation de la transcription du gène de l’insuline. Les cellules β-pancréatiques ont un RE très développé, conséquence de leur fonction spécialisée de biosynthèse et de sécrétion d’insuline. Cette particularité les rend très susceptible au stress du RE qui se met en place lors de l’accumulation de protéines mal repliées dans la lumière du RE. Nous avons montré qu’ATF6 (de l’anglais, activating transcription factor 6), un facteur de transcription impliqué dans la réponse au stress du RE, lie directement la boîte A5 de la région promotrice du gène de l’insuline dans les îlots de Langerhans isolés de rat. Nous avons également montré que la surexpression de la forme active d’ATF6α, mais pas ATF6β, réprime l’activité du promoteur de l’insuline. Toutefois, la mutation ou l’absence de la boîte A5 ne préviennent pas l’inhibition de l’activité promotrice du gène de l’insuline par ATF6. Ces résultats montrent qu’ATF6 se lie directement au promoteur du gène de l’insuline, mais que cette liaison ne semble pas contribuer à son activité répressive. Il a été suggéré que le microbiome intestinal joue un rôle dans le développement du DT2. Les patients diabétiques présentent des concentrations plasmatiques élevées de lipopolysaccharides (LPS) qui affectent la fonction de la cellule β-pancréatique. Nous avons montré que l’exposition aux LPS entraîne une réduction de la transcription du gène de l’insuline dans les îlots de Langerhans de rats, de souris et humains. Cette répression du gène de l’insuline par les LPS est associée à une diminution des niveaux d’ARNms de gènes clés de la cellule β-pancréatique, soit PDX-1 (de l’anglais, pancreatic duodenal homeobox 1) et MafA (de l’anglais, mammalian homologue of avian MafA/L-Maf). En utilisant un modèle de souris déficientes pour le récepteur TLR4 (de l’anglais, Toll-like receptor), nous avons montré que les effets délétères des LPS sur l’expression du gène de l’insuline sollicitent le récepteur de TLR4. Nous avons également montré que l’inhibition de la voie NF-kB entraîne une restauration des niveaux messagers de l’insuline en réponse à une exposition aux LPS dans les îlots de Langerhans de rat. Ainsi, nos résultats montrent que les LPS inhibent le gène de l’insuline dans les cellules β-pancréatiques via un mécanisme moléculaire dépendant du récepteur TLR4 et de la voie NF-kB. Ces observations suggèrent ainsi un rôle pour le microbiome intestinal dans la fonction de la cellule β du pancréas. Collectivement, ces résultats nous permettent de mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la répression du gène de l'insuline en réponse aux divers changements survenant de façon précoce dans l’évolution du diabète de type 2 et d'identifier des cibles thérapeutiques potentielles qui permettraient de prévenir ou ralentir la détérioration de l'homéostasie glycémique au cours de cette maladie, qui affecte plus de deux millions de Canadiens.

L’effet du stress sur la douleur aiguë et chronique

Objectif : Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre l’effet du stress sur la douleur aiguë et chronique. Devis expérimental : 16 patients souffrant de douleur chronique lombalgique et 18 sujets contrôles ont participé à une étude d’imagerie par résonance magnétique (IRM) et ont collecté des échantillons de salive afin de quantifier les niveaux d’hormone de stress (i.e. cortisol) la journée de l’étude (réponse réactive) et durant les sept jours consécutifs suivants (réponse basale). Étude 1 : Une première étude a examiné le lien entre les niveaux de cortisol basal, le volume de l’hippocampe et l’activité cérébrale évoquée par la douleur thermique chez des patients souffrant de douleur chronique et les sujets contrôles. Les résultats révèlent que les patients souffrant de douleur chronique avaient des niveaux de cortisol plus élevés que ceux des sujets contrôles. Chez ces patients, un niveau élevé de cortisol était associé à un plus petit volume de l'hippocampe et à davantage d’activation dans le gyrus parahippocampique antérieure (une région impliquée dans l'anxiété anticipatoire et l'apprentissage associatif). De plus, une analyse de médiation a montré que le niveau de cortisol basal et la force de la réponse parahippocampique explique statistiquement l’association négative entre le volume de l'hippocampe et l'intensité de la douleur chronique. Ces résultats suggèrent que l’activité endocrinienne plus élevée chez les patients ayant un plus petit hippocampe modifie le fonctionnement du complexe hippocampique et contribue à l’intensité de la douleur chronique. Étude 2 : La deuxième étude a évalué la contribution de la réponse de stress réactif aux différences interindividuelles dans la perception de la douleur aiguë chez des patients souffrant de douleur chronique et chez des sujets normaux. Les deux groupes ont montré des augmentations significatives du niveau de cortisol en réponse à des stimulations nocives administrées dans un contexte d’IRM suggérant ainsi que la réactivité de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien est préservée chez les patients lombalgiques. De plus, les individus présentant une réponse hormonale de stress plus forte ont rapporté moins de douleur et ont montré une réduction de l'activation cérébrale dans le noyau accumbens, dans le cortex cingulaire antérieur (CCA), le cortex somatosensoriel primaire, et l'insula postérieure. Des analyses de médiation ont indiqué que la douleur liée à l'activité du CCA explique statistiquement la relation entre la réponse de stress et le désagrément de la douleur rapportée par les participants. Enfin, des analyses complémentaires ont révélé que le stress réduit la connectivité fonctionnelle entre le CCA et le tronc cérébral pendant la douleur aiguë. Ces résultats indiquent que le stress réactif module la douleur et contribue à la variabilité interindividuelle de l'activité cérébrale et la réponse affective à la douleur. Discussion : Conjointement, ces études suggèrent dans un premier temps que la douleur chronique peut être exacerbée par une réponse physiologique inadéquate de l'organisme exposé à un stress récurrent, et en un second temps, que le CCA contribuerait à l'analgésie induite par le stress. Sur le plan conceptuel, ces études renforcent le point de vue prédominant suggérant que la douleur chronique induit des changements dans les systèmes cérébraux régissant les fonctions motivationnelles et affective de la douleur.

TDP-43 régule la dynamique et la fonction des Granules de Stress via G3BP1

Les Granule de Stress (GS) sont des inclusions cytoplasmiques contenant des protéines et des ARNm qui s’assemblent en réponse à l’exposition à un stress. Leur formation fait partie intégrante de la réponse cellulaire au stress et est considérée comme une étape déterminante pour la résistance au stress et la survie cellulaire. Actuellement, les GS sont reliés à divers pathologies allant des infections virales aux maladies neurovégétatives. L’une d’entre elle, la Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA) est particulièrement agressive, caractérisée par une perte des neurones moteurs aboutissant à la paralysie et à la mort du patient en cinq ans en moyenne. Les mécanismes de déclenchement de la pathologie restent encore à déterminer. TDP-43 (TAR DNA binding protein 43) et FUS (Fused in liposarcoma) sont deux protéines reliées à la pathologie qui présentent des similarités de structure et de fonction, suggérant un mécanisme commun de toxicité. TDP-43 et FUS sont toutes les deux recrutées au niveau des GS en condition de stress. Nous avons démontré pour la première fois que la fonction des GS est de protéger les ARNm de la dégradation induite par l’exposition au stress. Cette fonction n’était que suspectée jusqu’alors. De plus nous avons mis en évidence que G3BP1 (Ras GTPase-activating protein-binding protein 1) est l’effectrice de cette fonction via son implication dans la dynamique de formation des GS. TDP-43 étant un régulateur de G3BP1, nous prouvons ainsi que la perte de fonction de TDP-43/G3BP1 aboutit à un défaut de réponse au stress aboutissant à une vulnérabilisation cellulaire. Le mécanisme de toxicité emprunter par FUS diffère de celui de TDP-43 et ne semble pas passer par une perte de fonction dans le cadre de la réponse au stress.

Cortisol levels in response to starting school in children at increased risk for social phobia

Background: Research on depression has identified hyperactivity of the HPA axis as a potential contributory factor to the intergenerational transmission of affective symptoms. However, this has not yet been examined in the context of social phobia. The current study compared HPA axis activity in response to a universal social stressor (starting school) in children of 2 groups of women: one with social phobia and one with no history of anxiety (comparison group). To determine specificity of effects of maternal social phobia, a third group of children were also examined whose mothers had generalised anxiety disorder (GAD). Method: Children provided salivary cortisol samples in the morning, afternoon and at bedtime across 3 time-blocks surrounding the school start: a month before starting school (baseline), the first week at school (stress response), and the end of the first school term (stress recovery). Child behavioural inhibition at 14 months was also assessed to explore the influence of early temperament on later stress responses. Results: All children displayed an elevation in morning and afternoon cortisol from baseline during the first week at school, which remained elevated until the end of the first term. Children in the social phobia group, however, also displayed an equivalent elevation in bedtime cortisol, which was not observed for comparison children or for children of mothers with GAD. Children in the social phobia group who were classified as 'inhibited' at 14 months displayed significantly higher afternoon cortisol levels overall. Summary: A persistent stress response to school in the morning and afternoon is typical for all children, but children of mothers with social phobia also display atypical elevations in evening cortisol levels when at school - signalling long-term disruption of the circadian rhythm in HPA axis activity. This is the first study to report HPA axis disruption in children at risk of developing social phobia, and future research should aim to determine whether this represents a pathway for symptom development, taking early temperament into account.

Genistein protects prostate cells against hydrogen peroxide-induced DNA damage and induces expression of genes involved in the defence against oxidative stress

Prostate cancer is one of the most frequent cancer types in Western societies and predominately occurs in the elderly male. The strong age-related increase of prostate cancer is associated with a progressive accumulation of oxidative DNA damage which is presumably supported by a decline of the cellular antioxidative defence during ageing. Risk of developing prostate cancer is much lower in many Asian countries where soy food is an integral part of diet. Therefore, isoflavones from soy were suggested to have chemopreventive activities in prostate cells. Here, we have investigated the hypothesis that the soy-isoflavone genistein could protect DNA of LAPC-4 prostate cells from oxidative stress-related damage by enhancing the expression of antioxidative genes and proteins. A 24 h preincubation with genistein (1-30 microM) protected cells from hydrogen peroxide-induced DNA damage, as determined by the comet assay. Analysis of two cDNA macroarrays, each containing 96 genes of biotransformation and stress response, revealed a modulated expression of 3 genes at 1 microM and of 19 genes at 10 microM genistein. Real-time PCR confirmed the induction of three genes encoding products with antioxidant activities, namely glutathione reductase (2.7-fold), microsomal glutathione S-transferase 1 (1.9-fold) and metallothionein 1X (6.3-fold), at 1-30 microM genistein. 17Beta-estradiol, in contrast, decreased the expression of metallothionein 1X at 0.3 microM (2.0-fold), possibly pointing to an estrogen receptor-mediated regulation of this gene. Immunocytochemical staining revealed an induction of metallothionein proteins at 30 microM genistein, while their intracellular localization was unaffected. Metallothioneins were previously found to protect cells from hydrogen peroxide-induced DNA damage. Hence, our findings indicate that genistein protects prostate cells from oxidative stress-related DNA damage presumably by inducing the expression of antioxidative products, such as metallothioneins. Genistein, therefore, might counteract the age-related decline of important antioxidative defence systems which in turn maintain DNA integrity.

MODIS-based vegetation index has sufficient sensitivity to indicate stand-level intra-seasonal climatic stress in oak and beech forests

Context: Variation in photosynthetic activity of trees induced by climatic stress can be effectively evaluated using remote sensing data. Although adverse effects of climate on temperate forests have been subjected to increased scrutiny, the suitability of remote sensing imagery for identification of drought stress in such forests has not been explored fully. Aim: To evaluate the sensitivity of MODIS-based vegetation index to heat and drought stress in temperate forests, and explore the differences in stress response of oaks and beech. Methods: We identified 8 oak and 13 beech pure and mature stands, each covering between 4 and 13 MODIS pixels. For each pixel, we extracted a time series of MODIS NDVI from 2000 to 2010. We identified all sequences of continuous unseasonal NDVI decline to be used as the response variable indicative of environmental stress. Neural Networks-based regression modelling was then applied to identify the climatic variables that best explain observed NDVI declines. Results: Tested variables explained 84–97% of the variation in NDVI, whilst air temperature-related climate extremes were found to be the most influential. Beech showed a linear response to the most influential climatic predictors, while oak responded in a unimodal pattern suggesting a better coping mechanism. Conclusions: MODIS NDVI has proved sufficiently sensitive as a stand-level indicator of climatic stress acting upon temperate broadleaf forests, leading to its potential use in predicting drought stress from meteorological observations and improving parameterisation of forest stress indices.

Dynamic response times of electrorheological fluids in steady shear

Transient responses of electrorheological fluids to square-wave electric fields in steady shear are investigated by computational simulation method. The structure responses of the fluids to the field with high frequency are found to be very similar to that to the field with very low frequency or the sudden applied direct current field. The stress rise processes are also similar in both cases and can be described by an exponential expression. The characteristic time tau of the stress response is found to decrease with the increase of the shear rate (gamma) over dot and the area fraction of the particles phi(2). The relation between them can be roughly expressed as tau proportional to(gamma) over dot(-3/4)phi(2)(-3/2). The simulation results are compared with experimental measurements. The aggregation kinetics of the particles in steady shear is also discussed according to these results.

NEONATAL HANDLING AND THE MATERNAL ODOR PREFERENCE IN RAT PUPS: INVOLVEMENT OF MONOAMINES AND CYCLIC AMP RESPONSE ELEMENT-BINDING PROTEIN PATHWAY IN THE OLFACTORY BULB

Early-life environmental events, such as the handling procedure, can induce long-lasting alterations upon several behavioral and neuroendocrine systems. However, the changes within the pups that could be causally related to the effects in adulthood are still poorly understood. In the present study, we analyzed the effects of neonatal handling on behavioral (maternal odor preference) and biochemical (cyclic AMP response element-binding protein (CREB) phosphorylation, noradrenaline (NA), and serotonin (5-HT) levels in the olfactory bulb (OB)) parameters in 7-day-old male and female rat pups. Repeated handling (RH) abolished preference for the maternal odor in female pups compared with nonhandled (NH) and the single-handled (SH) ones, while in RH males the preference was not different than NH and SH groups. In both male and female pups, RH decreased NA activity in the OB, but 5-HT activity increased only in males. Since preference for the maternal odor involves the synergic action of NA and 5-HT in the OB, the maintenance of the behavior in RH males could be related to the increased 5-HT activity, in spite of reduction in the NA activity in the OB. RH did not alter CREB phosphorylation in the OB of both male and females compared with NH pups. The repeated handling procedure can affect the behavior of rat pups in response to the maternal odor and biochemical parameters related to the olfactory learning mechanism. Sex differences were already detected in 7-day-old pups. Although the responsiveness of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis to stressors is reduced in the neonatal period, environmental interventions may impact behavioral and biochemical mechanisms relevant to the animal at that early age. (C) 2009 IBRO. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Human-animal interaction, stress, and embryo production in Bos indicus embryo donors under tropical conditions

This study investigated the effect of human-animal interaction (HAI) and the stress response on the quality of embryo production in superovulated Nelore (Bos indicus) cattle, under tropical conditions. Thirty-two females underwent a superovulation protocol for 5 days. Cortisol concentrations were determined in blood plasma collected on days 0, 4, and 5. Artificial insemination was performed on days 4 and 5, and nonsurgical embryo flushing on day 11. Embryo production and viability were determined. Human stimulation, animal behaviors, accidents, and handling time were recorded to assess HAI. Cattle age was negatively correlated with accidents, frequency of aversive behaviors, and negative stimuli by stockperson during transit through corral compartments to receive superovulation treatments. The factor analysis revealed two distinct groups. The first group was called stressed and had higher cortisol concentration than the nonstressed group, 16.0 +/- 2.1 and 12.5 +/- 1.0 ng/mL, respectively. Comparisons between these groups showed that the frequency of voice emissions by the stockperson and the number of accidents were higher in the stressed group, and also, the mean handling time was longer in the stressed group than for the nonstressed. As a result, viability rate of the embryos was 19% lower in the stressed group (P < 0.05). This indicates that intensive negative HAI is likely related to stress, which affects embryo production in a superovulation program.

Fur controls iron homeostasis and oxidative stress defense in the oligotrophic alpha-proteobacterium Caulobacter crescentus

In most bacteria, the ferric uptake regulator (Fur) is a global regulator that controls iron homeostasis and other cellular processes, such as oxidative stress defense. In this work, we apply a combination of bioinformatics, in vitro and in vivo assays to identify the Caulobacter crescentus Fur regulon. A C. crescentus fur deletion mutant showed a slow growth phenotype, and was hypersensitive to H(2)O(2) and organic peroxide. Using a position weight matrix approach, several predicted Fur-binding sites were detected in the genome of C. crescentus, located in regulatory regions of genes not only involved in iron uptake and usage but also in other functions. Selected Fur-binding sites were validated using electrophoretic mobility shift assay and DNAse I footprinting analysis. Gene expression assays revealed that genes involved in iron uptake were repressed by iron-Fur and induced under conditions of iron limitation, whereas genes encoding iron-using proteins were activated by Fur under conditions of iron sufficiency. Furthermore, several genes that are regulated via small RNAs in other bacteria were found to be directly regulated by Fur in C. crescentus. In conclusion, Fur functions as an activator and as a repressor, integrating iron metabolism and oxidative stress response in C. crescentus.

Effect of Aloe vera extract on the improvement of the respiratory activity of leukocytes of matrinxã during the transport stress

This study evaluated the effect of extract of Aloe vera in the transport water of matrinxã (Brycon amazonicus) fish on stress response and leukocyte respiratory activity. Fish was transported for 4 h in water containing Aloe at levels 0; 0.02; 0.2 and 2 mg/L, and sampled before transport 2, 4, 24 and 96 h after for determination of plasma glucose and respiratory activity of leukocytes. An additional in vitro assay was conducted with another fish species, pacu (Piaractus mesopotamicus), to test the respiratory burst of leukocytes exposed to Aloe extract (0.0, phosphate-buffered saline (PBS) only) at 0.1, 0.2, 0.5 and 1 mg/L). Plasma glucose increased after 2 and 4 h of transport and returned to control levels within 24 h, but the addition of Aloe in the transport water did not affect the level of blood glucose. However, at 2 h of transport, Aloe enhanced the respiratory activity of leukocytes in a dose-dependent way. The highest value of respiratory burst activity of leukocytes was observed in the fish transported in water containing Aloe at 2 mg/L. The enhancing effect of the plant extract on the production of oxygen radicals was confirmed in vitro in leukocytes of pacu incubated in Aloe at concentrations 0.1 and 0.2 mg/L. The results suggest that Aloe vera is a modulator of the immune system in fish improving the innate immune response tested.