Regulación transcripcional y relación entre estructura y función de proteínas relacionadas con el metabolismo de colina en Pseudomonas aeruginosa. Transcriptional regulation and relationship between structure and function of proteins related with the choline metabolism in Pseudomonas aeruginosa.

El objetivo general de este proyecto es dilucidar los mecanismos de acción a nivel molecular de enzimas y proteínas involucradas en el metabolismo de colina en Pseudomonas aeruginosa, con énfasis en la identificación de residuos aminoacídicos críticos y regulación de la expresión de los genes en estudio. Los objetivos específicos que se palntean involucran abordajes bioquímicos y moleculares y serán llevados a cabo mediante técnicas de biología molecular y bioquímica (mutación sitio-dirigida, deleción génica, expresión y purificación de proteínas, fusión transcripcional a genes reporteros, etc). Planteo de hipótesis: las proteínas que se inducen por colina (fosforilcolina fosfatasa (PchP), fosfolipasa C (PlcH), acetilcolinestera (AchE), proteínas periplásmicas unidoras de colina (PUch) podrían compartir: a) una organización génica y responder a la regulación por proteínas regulatorias o a factores ambientales de manera similar; b) residuos aminoacídicos conservados que intervengan en la unión o interacción con diferentes ligandos, principalmente, colina. Para ello, se plantean los siguientes Objetivos Específicos: 1) identificar las zonas promotoras de los genes que codifican para PchP, PlcH, AchE y PUch, a fin de localizar posibles sitios de unión a proteínas reguladoras y los factores ambientales que afectan la actividad promotora. 2) determinar en las proteínas mencionadas los residuos aminoacídicos de importancia involucrados en la catálisis y en la interacción con ligandos, principalmente en la unión a compuestos de alquilamonio; 3) Se iniciarán estudios que demuestren la relación entre la inducción por colina de varios factores de patogenicidad la virulencia del microorganismo, empleando mutantes simples o múltiples en estos factores y como modelo de patogenicidad el nematodo C. elegans. A partir de los resultados obtenidos se pretende tener un conocimiento profundo sobre la regulación molecular y bioquímica de varias enzimas comprometidas en la patología que produce P. aeruginosa. Esto más el conocimiento de la fisiología de este microorganismo abre el camino para la búsqueda de posibles blancos de acción de drogas. Por otro lado, se espera tener un conocimiento integral sobre la regulación de la expresión de las actividades enzimáticas relacionadas con el metabolismo de colina y la respuesta de P. aeruginosa ante la presencia de compuestos de alquilamonio utilizados como nutrientes. Se espera conocer el papel que desempeña cada uno de los sitios de unión a los diferentes ligandos para el funcionamiento y control de las enzimas mencionadas y explicar el comportamiento diferencial de las enzimas frente a distintos sustratos y otros ligandos. El conocimiento de los sitios de unión a compuestos de alquilamonio permitirá encontrar esos dominios en diferentes proteínas del género Pseudomonas y otras bacterias Gram negativas. Desde el punto de vista evolutivo, se podrá comparar la similitud de los sitios de unión a colina entre proteínas de organismos eucariotas con procariotas (ej. PUch de bacterias Gram positivas, transportadores de colina, proteína C reactiva, AchE de eucariotas contra las encontradas en bacterias del género Pseudomonas, fosfolipasas A, C o D, etc.). Este proyecto permitirá concretar al menos dos tesis doctorales (Sanchez, Otero) más varios trabajos finales de grado (tesinas) que son y serán realizados por alumnos de la carrera de Microbiología en la UNRC. Les permitirá a los doctorandos y a los alumnos de grado adquirir una formación bastante integral ya que utilizarán herramientas de la fisiología general bacteriana, de la bioquímica clásica, de la biología molecular y de la bioinformática.

Metabolismo de fosfolípidos, señal de calcio y sus implicancias en la diferenciación de Trypanosoma cruzi. Phospholipids metabolism, calcium signal and its implications in the differentiation of Trypanosoma cruzi.

Trypanosoma cruzi es un protozoo primitivo agente causal de la enfermedad de Chagas. La transmisión de esta enfermedad depende tanto del desarrollo y de la diferenciación del microorganismo en el intestino del vector. Las diferentes formas del parásito se han adaptado a una serie de condiciones impuestas por los distintos ambientes en donde debió habitar. Esta capacidad de sobrevivir a medios externos tan variados está dada por la diversidad en las vías de transducción de señales en el parásito. T. cruzi se multiplica y diferencia (metaciclogénesis) en el recto de los triatominos. A este nivel, los parásitos se enfrentan a un incremento en la osmolaridad causado por un elevado contenido de NaCl en la orina. En nuestro laboratorio se observó que diferentes estímulos son capaces de producir incrementos en los niveles de IP3 y de Ca2+ intracelular, consecuencia de la activación del ciclo del inositol fosfato, y activación de fosfolipasa D (PLD) y fosfatidilinositol 3 quinasa (PI3K). En un medio carente de Na+ los epimastigotes estimulados con carbacol, mostraron una señal de calcio disminuida mientras que la acumulación de IP3 no se modificó. Además, esta señal se incrementó en presencia de PMA, activador de proteína quinasa C, mientras que la acumulación de IP3 se anuló completamente. Estos resultados indujeron a pensar en un mecanismo alternativo y/o paralelo a IP3 en la liberación de Ca2+, en el cual la presencia de un intercambiador Na+/H+ favorecería la liberación del ion desde organelas acídicas. Es conocido que la señal de calcio es requerida para la metaciclogénesis, y que esta señal es independiente del Ca2+ extracelular (Lammel y col. 1996, Marchesini y col., 2002). De este modo se propone que "los epimastigotes de T. cruzi utilizan como elementos conservados a lo largo de la evolución a los elementos del ciclo del inositol fosfato, uno de los sistemas de transducción de señales más antiguo, para responder a estímulos que inducen la diferenciación del parásito". Por lo tanto, para el desarrollo de este proyecto se propone determinar la presencia de un RcIP3 en epimastigotes y conocer su compromiso en la liberación de Ca2+ desde reservorios intracelulares. Además, establecer si un intercambiador Na+/H+ en membrana de acidocalcisomas estaría relacionado con la señal de calcio intracelular y su posible regulación por proteina quinasa C y A (PKC y PKA, respectivamente). Por otro lado, para dilucidar la implicancia de estos mecanismos en el proceso de metaciclogénesis, se propone estudiar la activación del intercambiador Na+/H+ y la señal de calcio en condiciones de hiperosmolaridad, tal como ocurre en el recto del triatomino. Ademas, ya que el proceso de diferenciación involucra una reorganización de los microtubulos del citoesqueleto se pretende estudiar el compromiso del metabolismo de fosfolípidos y tubulina en procesos que contribuyen a la inducción de la metaciclogenesis. El alcance de los objetivos mencionados ayudará a dilucidar la presencia de componentes tales como RcIP3 y el intercambiador Na+/H+ involucrados en la señalización del ion bivalente. Por otro lado, se espera demostrar que los isotipos de tubulina encontrados en T. cruzi cambien en cantidad relativa y nivel de expresión cuando los epimastigotes sean estimulados con posibles inductores de la diferenciación. Además, se espera observar simultáneamente un aumento en la actividad de dos enzimas relacionadas con la reorganización de microtúbulos: PI-3K y PLD. En tal caso, y para comprobar su implicancia en el proceso, se espera que la inhibición de tales enzimas sea capaz de revertir el efecto producido por los estímulos. Como la PLC se expresa principalmente en las forma epimastigotes mas que en los tripomastigotes (forma infectiva), la señal de Ca2+ inducida por IP3 se relacionaría con la capacidad del parásito para responder a ciertos cambios de pH y osmolaridad que enfrenta el microorganismo en el tracto digestivo del insecto vector.

The physiology of plants; a treatise upon the metabolism and sources of energy in plants, by Dr. W. Pfeffer ... 2d fully rev. ed., translated and edited by Alfred J. Ewart.

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The physiology of plants; a treatise upon the metabolism and sources of energy in plants, by Dr. W. Pfeffer ... 2d fully rev. ed., translated and edited by Alfred J. Ewart.

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The physiology of plants; a treatise upon the metabolism and sources of energy in plants, by Dr. W. Pfeffer ... 2d fully rev. ed., translated and edited by Alfred J. Ewart.

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mRNA metabolism: nonsense mediated mRNA decay as a tool for gene therapy and the role of human DIS3L2 in transcript degradation

Tese de mestrado em Biologia Humana e Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2015

Characterization of the avian designer cells AGE1.CR and AGE1.CR.plX considering growth, metabolism and production of influenza virus and Modified Vaccinia Virus Ankara (MVA)

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2014

Dynamics in growth and metabolism of adherent MDCK cells unraveled by an integrated modeling approach

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik, Univ., Dissertation, 2015

Seasonal variations in the intermediate metabolism of the crayfish Parastacus brasiliensis (Crustacea, Decapoda, Parastacidae) in the natural environment and experimental culture

The goal of this study was to evaluate the effects of seasonal variations on energy metabolism in different tissues of the freshwater crayfish Parastacus brasiliensis (von Martens, 1869). Crayfish were collected monthly from January 2001 to January 2003 in São Francisco de Paula, Rio Grande do Sul, Brazil, in a stream and in a culture tank. Haemolymph samples were collected from each crayfish in the field with a syringe, by puncturing the membrane at the base of the chelipeds. Hepatopancreas, gills, and abdominal muscle were removed for determination of free glucose, glycogen, total lipids, and triglycerides. The haemolymph samples were used for determination of glucose, total proteins, total lipids, and triglycerides. Statistical analysis revealed significant differences in biochemical composition in crayfish collected in the stream compared to the experimental tank during the year, principally in glucose and triglycerides in haemolymph, glycogen and total lipids in all tissues study, and triglycerides only in abdominal muscle. The regular food intake partially modified these seasonal variations of the metabolic pattern. Environmental conditions (e.g., food availability and water temperature) and reproductive period appeared to be the main factors influencing the seasonal patterns of variation in energy metabolism.

Seasonal variation of the effect of high-carbohydrate and high-protein diets on the intermediate metabolism of Parastacus brasiliensis (Crustacea, Decapoda, Parastacidae) maintained in the laboratory

The goal of this study was to evaluate the effect of a high-carbohydrate diet (HC) and a high-protein diet (HP) on the metabolism of the crayfish Parastacus brasiliensis (Von Martens, 1869), collected in different seasons and maintained in the laboratory for 15 days. Crayfish were collected monthly from January 2002 to January 2004 at São Francisco de Paula, Southern Brazil, in Guarapirá stream. In the laboratory, the animals were kept submerged in aquariums under controlled conditions. They were fed ad libitum, for 15 days with either a HC or HP diet. At the end of this period, haemolymph samples were collected, as were hepatopancreas, gills, and abdominal muscle that were removed for determination of glycogen, free glucose, lipids, and triglycerides. The haemolymph samples were used for determination of glucose, proteins, lipids, and triglycerides. Statistical analysis (ANOVA) revealed significant seasonal differences in biochemical composition in crayfish maintained on HC or HP diets. Independent of the diets offered to the animals and the controlled conditions for 15 days, the indications of seasonality were unchanged. The observed changes seemed to be related to the reproductive period. Moreover, the HC diet increased all energy reserves in adult parastacids, which may aid in reproduction.

Marxism, social metabolism, and ecologically unequal exchange

Authors working on "industrial metabolism" or "social metabolism" look at the economy in terms of flows of energy and materials. Together with the ecological economists, they see the economy as a subsystem of a larger physical system. Marx and Engels followed with a few years’ delay many of the remarkable scientific and technical novelties of their time.

Societal metabolism of societies: the bifurcation between Spain and Ecuador

This paper presents an application of the Multiple-Scale Integrated Assessment of Societal Metabolism to the recent economic history of Ecuador and Spain. Understanding the relationship between the Gross Domestic Product (GDP) and the throughput of matter and energy over time in modern societies is crucial for understanding the sustainability predicament as it is linked to economic growth. When considering the dynamics of economic development, Spain was able to take a different path than Ecuador thanks to the different characteristics of its energy budget and other key variables. This and other changes are described using economic and biophysical variables (both extensive and intensive referring to different hierarchical levels). The representation of these parallel changes (on different levels and describable only using different variables) can be kept in coherence by adopting the frame provided by MSIASM.

Influence of mucin on the metabolism of pnemococcus

1. The appearance of meta-hemoglobin in pneumococcus cultures in blood media must be consequential to the formation of hydogen peroxide, according to the observation of several authors as well as of our own. 2. We emphasize the rôle of mucin in the production of hydrogen peroxide by pneumococcus, a circumstance which has been neglected by the authors who dealt with the matter. 3. In the metabolism of pneumococcus, the existence or formation of mucin is necessary for the maintenance of certain biological properties of the germ. 4. In cultures media containing blood and mucin, the production of meta-hemoglobin by pneumococcus is much larger than in those which contain no mucin. 5. We venture the hypothesis that mucin plays a very important rôle in the implantation of pneumonia, as in the periods preceeding this disease theres is an increase of bronchial secretion, and this secretion is almost entirely constintuted by mucin. 6. Mucin increases the pathogenic power of pneumococcus in mice according to the studies of several authors, which comes to favour our hypothesis.

Multi-Scale Integrated Analysis of Societal and Ecosystem Metabolism (MUSIASEM): an outline of rationale and theory

This paper presents an outline of rationale and theory of the MuSIASEM scheme (Multi-Scale Integrated Analysis of Societal and Ecosystem Metabolism). First, three points of the rationale behind our MuSIASEM scheme are discussed: (i) endosomatic and exosomatic metabolism in relation to Georgescu-Roegen’s flow-fund scheme; (2) the bioeconomic analogy of hypercycle and dissipative parts in ecosystems; (3) the dramatic reallocation of human time and land use patterns in various sectors of modern economy. Next, a flow-fund representation of the MUSIASEM scheme on three levels (the whole national level, the paid work sectors level, and the agricultural sector level) is illustrated to look at the structure of the human economy in relation to two primary factors: (i) human time - a fund; and (ii) exosomatic energy - a flow. The three levels representation uses extensive and intensive variables simultaneously. Key conceptual tools of the MuSIASEM scheme - mosaic effects and impredicative loop analysis - are explained using the three level flow-fund representation. Finally, we claim that the MuSIASEM scheme can be seen as a multi-purpose grammar useful to deal with sustainability issues.

An application of MSIASM to Chinese exosomatic energy metabolism

The methodology of Multi-Scale Integrated The methodology of Multi-Scale Integrated Analysis of Societal Metabolism (MSIASM) is applied to analyze the Chinese economy. This paper presents four tasks: (i) identifying a set of benchmarks that makes it possible to compare various characteristics of the Chinese economy with those of other country groups and the world (level) average; (ii) explaining the differences over the selected set of benchmarks, by looking at the characteristics of the various sub-sectors of the Chinese economy; (iii) understanding existing trends and future feasible future development paths for China by studying the existence of reciprocal constraints between the whole economy and its sub-sectors; and (iv) examining plausible future scenarios of development.