The influence of reduced oxygen availability on gene expression in laboratory (H37Rv) and clinical strains (S7 and S10) of Mycobacterium tuberculosis

Mycobacterium tuberculosis has the ability to persist within the host in a dormant stage. One important condition believed to contribute to dormancy is reduced access to oxygen known as hypoxia. However, the response of M. tuberculosis to such hypoxia condition is not fully characterized. Virtually all dormant models against tuberculosis tested in animals used laboratory strain H37Rv or Erdman strain. But major outbreaks of tuberculosis (TB) occur with the strains that have widely different genotypes and phenotypes compared to H37Rv. In this study, we used a custom oligonucleotide microarray to determine the overall transcriptional response of laboratory strain (H37Rv) and most prevalent clinical strains (S7 and S10) of M. tuberculosis from South India to hypoxia. Analysis of microarray results revealed that a total of 1161 genes were differentially regulated (>= 1.5 fold change) in H37Rv, among them 659 genes upregulated and 502 genes down regulated. Microarray data of clinical isolates showed that a total of 790 genes were differentially regulated in S7 among which 453 genes were upregulated and 337 down regulated. Interestingly, numerous genes were also differentially regulated in S10 (total 2805 genes) of which 1463 genes upregulated and 1342 genes down regulated during reduced oxygen condition (Wayne's model). One hundred and thirty-four genes were found common and upregulated among all three strains (H37Rv, S7, and S10) and can be targeted for drug/vaccine development against TB. (C) 2015 Published by Elsevier B.V.

An in vitro transposon system for highly regulated gene expression: construction of Escherichia coli strains with arabinose-dependent growth at low temperatures.

Placing a gene of interest under the control of an inducible promoter greatly aids the purification, localization and functional analysis of proteins but usually requires the sub-cloning of the gene of interest into an appropriate expression vector. Here, we describe an alternative approach employing in vitro transposition of Tn Omega P(BAD) to place the highly regulable, arabinose inducible P(BAD) promoter upstream of the gene to be expressed. The method is rapid, simple and facilitates the optimization of expression by producing constructs with variable distances between the P(BAD) promoter and the gene. To illustrate the use of this approach, we describe the construction of a strain of Escherichia coli in which growth at low temperatures on solid media is dependent on threshold levels of arabinose. Other uses of the transposable promoter are also discussed.

Accommodation of large plastic strains and defect accumulation in nanocrystalline Ni grains

A transmission electron microscopy (TEM) study has been carried out to uncover how dislocations and twins accommodate large plastic strains and accumulate in very small nanocrystalline Ni grains during low-temperature deformation. We illustrate dislocation patterns that suggest preferential deformation and nonuniform defect storage inside the nanocrystalline grain. Dislocations are present in individual and dipole configurations. Most dislocations are of the 60 degrees type and pile up on (111) slip planes. Various deformation responses, in the forms of dislocations and twinning, may simultaneously occur inside a nanocrystalline grain. Evidence for twin boundary migration has been obtained. The rearrangement and organization of dislocations, sometimes interacting with the twins, lead to the formation of subgrain boundaries, subdividing the nanograin into mosaic domain structures. The observation of strain (deformation)-induced refinement contrasts with the recently reported stress-assisted grain growth in nanocrystalline metals and has implications for understanding the stability and deformation behavior of these highly nonequilibrium materials.

Local stresses and strains in axially cracked cylindrical shells

A perturbation solution is obtained for the local stress-strain fields in an axially cracked cylindrical shell. The tenth-order differential equations are used that take into account the transverse shear deformation. The perturbation of a curvature parameter, λ, is employed, where . The stress intensity factors for finite size cylindrical shells subjected to bending and internal pressure are evaluated. Sufficient accuracy can be obtained without using fine mesh sizes in regions near the crack tip. Also analyzed are the influence of cylinder diameter and shearing stiffness on bulging.

Comparative Response of Two Hydrilla Strains to Fluridone

Experiments were conducted in a controlled-environmental growth chamber to evaluate the response of two strains of the invasive submersed plant Hydrilla verticillata (L.f.) Royle to fluridone (1-methyl-3-phenyl-5-[3-trifluoromethyl)phenyl]- 4(1H)-pyridinone). (PDF has 6 pages.)

Policies on release of improved fish strains in China

Since 1991, the certification, release and maintenance of new species for aquaculture have become part of the national policy in China. During the past 15 years, this policy has been conducted and improved and has begun to show its significant role in Chinese fisheries. This paper describes the updated system of certification, release and maintenance of new species for aquaculture in China.

Maintaining the "public good" nature of improved fish strains: dissemination of knowledge and materials

Many sources of information that discuss currents problems of food security point to the importance of farmed fish as an ideal food source that can be grown by poor farmers, (Asian Development Bank 2004). Furthermore, the development of improved strains of fish suitable for low-input aquaculture such as Tilapia, has demonstrated the feasibility of an approach that combines “cutting edge science” with accessible technology, as a means for improving the nutrition and livelihoods of both the urban poor and poor farmers in developing countries (Mair et al. 2002). However, the use of improved strains of fish as a means of reducing hunger and improving livelihoods has proved to be difficult to sustain, especially as a public good, when external (development) funding sources devoted to this area are minimal1. In addition, the more complicated problem of delivery of an aquaculture system, not just improved fish strains and the technology, can present difficulties and may go explicitly unrecognized (from Sissel Rogne, as cited by Silje Rem 2002). Thus, the involvement of private partners has featured prominently in the strategy for transferring to the public technology related to improved Tilapia strains. Partnering with the private sector in delivery schemes to the poor should take into account both the public goods aspect and the requirement that the traits selected for breeding “improved” strains meet the actual needs of the resource poor farmer. Other dissemination approaches involving the public sector may require a large investment in capacity building. However, the use of public sector institutions as delivery agents encourages the maintaining of the “public good” nature of the products.

Papel das hemaglutininas 67-72p de Corynebacterium diphtheriae na ligação a proteínas plasmáticas, superfícies celulares, invasão e indução de apoptose

Corynebacterium diphtheriae pode ser isolado tanto de quadros de difteria clássica, quanto de infecções sistêmicas, como endocardite. O fibrinogênio (Fbn) e a fibronectina (Fn) são glicoproteínas presentes na matriz extracelular de tecidos conjuntivos. A influência destas proteínas na patogênese das infecções locais e invasivas causadas por C. diphtheriae é objeto de estudo devido ao fato do bacilo diftérico poder ser encontrado em lesões nas quais o Fbn e a Fn são predominantes, incluindo a pseudomembrana diftérica e vegetações cardíacas presentes na endocardite infecciosa. São crescentes as evidências de que o C. diphtheriae pode, além de aderir, ser internalizado por células em cultura. No presente estudo, investigou-se a participação de C. diphtheriae e das proteínas de superfície 67-72p na aderência à Fn e ao Fbn de plasma humano e a eritrócitos. A aderência às células HEp-2 e internalização também foram analisadas. A participação de 67-72p nos mecanismos de morte celular foi avaliada através das colorações por Azul de Tripan e 46-diamidino-2-fenil indol (DAPI), pelo ensaio de redução utilizando dimetil-tiazol-difenil tetrazólio (MTT) e por citometria de fluxo. As 67-72p foram extraídas da superfície da amostra toxigênica C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 através de processos mecânicos e precipitação com sulfato de amônio saturado. Análises por SDS-PAGE e immunoblotting detectaram a presença das bandas protéicas de 67 e 72kDa nas amostras toxinogênicas e atoxinogênicas analisadas, as quais pertenciam aos biotipos fermentador e não fermentador de sacarose. C. diphtheriae foi capazes não só de formar agregados na presença de plasma de coelho, mas também de converter Fbn em fibrina independentemente da presença do gene tox. No entanto, a amostra atoxinogênica ATCC 27010 (tox-) foi menos aderente ao Fbn do que a homóloga ATCC 27012 (tox+). A interação bacteriana com eritrócitos foi inibida somente pela Fn. Ligações entre Fn e/ou Fbn com 67-72p foram demonstradas por dot blotting, ELISA e/ou ensaios utilizando fluorescência. As 67-72p foram capazes de inibir as interações bacterianas com o Fbn, indicando que 67-72p podem participar do processo de aderência do patógeno aos tecidos do hospedeiro. Através da microscopia óptica, demonstrou-se a ligação de 67-72p adsorvidas em microesferas de látex com células HEp-2. Anticorpos de coelho do tipo IgG anti 67-72p interferiram somente com a expressão do padrão de aderência do tipo difuso, normalmente apresentado pela amostra CDC-E8392. A Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e a inibição da internalização bacteriana pela IgG anti 67-72p ou por 67-72p indicaram o papel de 67-72p como invasina. Alterações do citoesqueleto de células HEp-2 com acumulação de actina polimerizada, induzida por microesferas sensibilizadas com 67-72p, foi observada pelo fluorescent actin staining (FAS) test. Foi visualizado um aumento no número de bactérias viáveis no compartimento intracelular após tratamento de células HEp-2 ou dos microrganismos com Fn. A presença de partículas de látex adsorvidas com 67-72p no interior de vacúolos frouxos em células HEp-2 sugeriu que estas proteínas podem causar efeito citotóxico. A avaliação através das colorações com Azul de Tripan, DAPI e os ensaios de redução utilizando MTT demonstraram um decréscimo na viabilidade de células tratadas com 67-72p. As mudanças morfológicas observadas 3 horas após o início do tratamento com 67-72p incluíram vacuolização, fragmentação nuclear e formação de corpúsculos apoptóticos. A citometria de fluxo revelou um decréscimo de 15,13% no volume/tamanho de células tratadas com 67-72p. Além disso, o ensaio utilizando Iodeto de Propídio (IP) e Anexina V (AV)-FITIC demonstrou que havia 66,1% de células vivas (IP-/AV-), 16,6% de células em apoptose inicial (IP-/AV+) e 13,8% de células em apoptose tardia ou necrose secundária. Em conclusão, as 67-72p estão diretamente envolvidas na interação com Fn e Fbn. As proteínas não fimbriais 67-72p são hemaglutininas implicadas na aderência a células respiratórias e na internalização. Além disso, estas proteínas podem atuar como fatores de virulência em potencial para induzir apoptose de células epiteliais nos estágios iniciais da difteria e nas infecções invasivas causadas pelo C. diphtheriae

Progress toward a global genealogy of common carp (Cyprinus carpio L.) strains using mitochondrial nucleotide sequences data

As part of a study of genetic variation in the Vietnamese strains of the common carp (Cyprinus carpio L.) using direct DNA sequencing of mitochondrial control and ATPase6/8 gene regions, samples from a number of other countries were analyzed for comparison. Results show that the levels of sequence divergence in common carp is low on a global scale, with the Asian carp having the highest diversity while Koi and European carp are invariant. A genealogical analysis supports a close relationship among Vietnamese, Koi, Chinese Color and, to a lesser extent, European carp. Koi carp appear to have originated from a strain of Chinese red carp. There is considerable scope to extend this research through the analysis of additional samples of carp from around the world, especially from China, in order to generate a comprehensive global genealogy of common carp strains.

Considerations about effective dissemination of improved fish strains

Aquaculture production systems in developing countries are largely based on the use of unimproved species and strains. As knowledge and experience are accumulated in relation to the management, feeding and animal health issues of such production systems, the availability of genetically more productive stock becomes imperative in order to more effectively use resources. For instance, there is little point in providing ideal water conditions and optimum feed quality to fish that do not have the potential to grow faster and to be harvested on time, providing a product of the desired quality. Refinements in the production system and improvement of the stock used must progress hand in hand. In this paper we deal separately with genetic and non-genetic issues pertaining to the multiplication and dissemination of improved strains. The separation is somewhat arbitrary, and as will be evident from our discussion, there is frequent interaction between the two.

Marcadores fenotípicos e genotípicos de resistência aos antimicrobianos em enterobactérias e Staphylococcus spp. e detecção de genes para a produção de enterotoxina estafilocócica em cepas isoladas de equipamentos da cozinha de um hospital universitário no município do Rio de Janeiro

A resistência aos antimicrobianos pela produção de β-lactamases em enterobactérias é um problema adicional neste cenário. Staphylococcus spp é considerado um patógeno humano freqüentemente associado a infecções adquiridas no ambiente hospitalar. O objetivo desse trabalho foi estudar a resistência aos antimicrobianos em cepas de Enterobactérias e Staphylococcus spp. isoladas de equipamentos utilizados no preparo de dietas destinadas à pacientes internados em um hospital universitário no município do Rio de Janeiro, além de verificar a presença de genes codificadores de enterotoxinas nas cepas de Staphylococcus spp. As enterobactérias e os Staphylococcus spp. foram isolados e identificados por metodologia convencional. Para o teste de susceptibilidade aos antimicrobianos foram utilizados discos contendo antimicrobianos clinicamente relevantes. Foi determinada a concentração inibitória mínima (CIM) pela técnica de microdiluição em caldo para os antimicrobianos clinicamente relevantes. A pesquisa de genes que codificam β-lactamases em enterobactérias foi realizada pela técnica de reação em cadeia da polimerase (PCR) e sequenciamento para os genes blaTEM, blaSHV, blaCTX-M, blaOXA-1 e blaCMY-2. Para Staphylococcus spp. foram pesquisados, através da PCR e sequenciamento, os genes de resistência a meticilina, gentamicina e eritromicina e os genes codificadores de enterotoxinas (sea-see, seg-sej, sen-ser e seu). Foram isoladas 97 cepas de enterobactérias, 40 de liquidificador e 57 de batedeira e 40 cepas de Staphylococcus spp., 20 de cada equipamento. Dentre as enterobactérias, o gênero Enterobacter foi isolado com maior frequencia (n=37, 38%). Foram ainda isoladas seis cepas de Salmonella spp. Das enterobactérias, 80% (n=79) foram resistentes a pelo menos um antimicrobiano e 38% (n=37) a três ou mais. A expressão fenotípica presuntiva de b-lactamases do tipo AmpC foi detectada em 32 cepas. O gene blaCMY-2 não foi encontrado. Doze cepas apresentaram halos de inibição com screaning positivo para a pesquisa de ESBL. Foi detectada a presença do gene blaSHV em K. pneumoniae subsp. pneumoniae. O sequenciamento desse gene permitiu identificá-lo como sendo blaSHV-36. Dentre os Staphylococcus spp., oito foram identificados como coagulase-positivas (SCP) e 32 como coagulase-negativas (SCN). As oito cepas de SCP foram identificadas como S. aureus subsp. aureus. Dentre os SCN, as espécies identificadas com maior frequência foram: S. caprae (n=7, 17,5%), S. simulans (n=5, 12,5%) e S. epidermidis (n=4, 10%). Destas, 83% (n=33) foram resistentes a pelo menos um antimicrobiano e 30% (n=12) foram resistentes a mais do que três. Duas cepas (5%) de S. epidermidis apresentaram perfil de resistência a até seis antimicrobianos e genes de resistência a meticilina, a eritromicina e a gentamicina. Todas as sete cepas que foram resistentes no TSA e na CIM a gentamicina, apresentaram o gene aac(2)/aph(6). O gene ermB foi observado ainda em uma S hominis subsp hominis que apresentou resistência na CIM e no TSA. Foi detectada a presença de pelo menos um gene codificador de enteroxotxina em 83% (n=33) das cepas. O gene seg foi detectado em 11 cepas, o gene sei em 17 cepas e o gene sen em 31 cepas. Os resultados encontrados implicam as dietas preparadas com esses equipamentos como veículo de disseminação de enteropatógenos e Staphylococcus spp. com marcadores de resistência e genes codificadores de enterotoxinas relevantes no ambiente hospitalar.