The cellular basis of a congenital heart defect Drosophila

RESUMO: Mutações em genes envolvidos na formação do coração e anomalias em qualquer etapa deste processo causam frequentemente malformações cardíacas, que representam o tipo mais comum de defeitos em neonatais, afetando cerca de 1% dos nascimentos por ano. Assim, estima-se que 20 milhões de pessoas sejam portadoras de um defeito cardíaco congénito. O coração da Drosophila melanogaster (mosca-da-fruta), denominado vaso dorsal, é um órgão relativamente simples que actua como uma bomba muscular, contraindo automaticamente para permitir a circulação da hemolinfa através do corpo. A formação do vaso dorsal na mosca é muito semelhante ao desenvolvimento do coração em vertebrados, representando por isso, um poderoso modelo para estudar a rede de genes e os padrões regulatórios relacionados com o desenvolvimento deste órgão. Anteriormente, nós identificámos um gene em Drosophila, darhgef10, fortemente expresso no coração em desenvolvimento e cuja deleção induz anormalidades cardíacas subtis mas prevalentes. Os mutantes para darhgef10 são viáveis e férteis no ambiente controlado de laboratório. Este trabalho teve como objectivos caracterizar fenotipicamente os mutantes nulos para darhgef10, determinar a localização subcelular da proteína dArhgef10 e investigar a base celular subjacente ao defeito no alinhamento dos cardioblastos observado nos mutantes. Os nossos resultados revelaram que a deleção de darhgef10 provoca uma severa redução da viabilidade, sem no entanto comprometer o tempo de desenvolvimento e a longevidade. Por outro lado, o aumento da expressão de darhgef10 em músculos, glândulas salivares e no disco imaginal do olho afeta drasticamente a integridade destes tecidos. A expressão ectópica de darhgef10 in vitro e in vivo revelou que a proteína está localiza no citoplasma com enriquecimento junto à membrana celular, com associação à actina F. Live imaging de embriões mutantes para darhgef10 revelou que os defeitos observados no coração podem estar associados a um defeito na adesão dos músculos alary e/ou das células pericardiais ao vaso dorsal. O homólogo humano de darhgef10, ARHGEF10, também é expresso no coração e está associação a uma maior susceptibilidade para a ocorrência de acidentes vasculares cerebrais aterotrombóticos, sugerindo que o que aprendemos sobre darhgef10 em Drosophila pode ter implicações do ponto de vista clínico para a saúde humana. ----------------------------- ABSTRACT: Mutations in genes controlling heart development and abnormalities in any of its steps frequently cause cardiac malformations, the most common type of birth defects in humans, affecting nearly 1% of births per year. Hence around 20 million adults are expected to live with a congenital heart defect. The Drosophila melanogaster heart, called dorsal vessel, is a relatively simple organ that acts as a muscular pump contracting automatically to allow the circulation of hemolymph. Drosophila heart formation shares many similarities with heart development in vertebrates providing a powerful system to study gene networks and regulatory pathways involved in heart development. We have previously identified a Drosophila gene, darhgef10, which is strongly expressed in the developing heart and when deleted, leads to flies with highly prevalent yet subtle heart abnormalities, compatible with unchallenged life in the laboratory. Our aims were to phenotypically characterize homozygous null darhgef10 mutants, characterize the subcellular localization of dArhgef10 and to study the cellular basis of the misaligned cardioblasts defect. We found that about half of darhgef10 mutants die during development. However, the survivors surprisingly have a nearly normal developmental time, adult locomotor behavior and total lifespan. Detection of transgene-derived dArhgef10 protein in vitro and in vivo using custom antibodies revealed a cytosolic protein slightly enriched in the cellular membranes and associated with F-actin. Tissue-specific darhgef10 expression disrupts the normal morphology of developing muscles, salivary glands and the eye. Live imaging of darhgef10 mutant embryos revealed that heart defect could be caused by a reduced capacity of attachment of pericardial cells and/or alary muscle to dorsal vessel. The human homolog of darhgef10 is also expressed in the heart and is a susceptibility gene for atherothrombotic stroke, suggesting that what we learn about the function of this gene and its phenotypes in Drosophila could have implications to human health.

Invasão de fragmentos florestais por espécies oportunistas de Drosophila (Diptera, Drosophilidae)

RESUMOUtilizando-se de iscas de banana, foram amostradas quantitativamente nas reservas do projeto "Dinâmica Biológica de Fragmentos Florestais", comunidades de Droshophila, nas áreas de mata conínua das reservas não isoladas, no interior de fragmentos de floresta das reservas isoladas e na área recentemente desmatada, vizinha às reservas isoladas. Os resultados indicam diferenças marcantes entre a composição faunística das áreas de mata contínua e da área aberta. Os locais de mata fragmentada apresentam uma escala de predominância de espécies semelhante a da mata contínua porém, quatro taxas frequentes em área aberta e ausentes na mata contínua são identificadas no interior dos fragmentos.

Investigation of Novel Circuits Involved in Virgin Female Receptivity of Drosophila melanogaster

Courtship is a behavior that allows the display of fitness of one sex to the other and gates possible subsequent mating. This behavior is crucial for reproduction and has strong innate components in all animals. Courtship in Drosophila melanogaster consists of a series of highly stereotyped actions that the male performs towards the female. He sings with vibrations of the wings, touches and licks her abdomen, while she evaluates the information presented to her.(...)

Nutritional plasticity and evolutionary divergence in the Drosophila ovary

The environment can modify developmental trajectories and generate a range of distinct phenotypes without altering an organism’s genome, a widespread phenomenon called developmental plasticity. The past decades have seen a resurgent interest in understanding how developmental plasticity contributes to evolutionary processes, as it can produce phenotypic variation among individuals and facilitate diversification among populations that inhabit distinct ecological niches. To better understand the importance of plastic responses for evolutionary change, we need to explore how the environment alters development to produce phenotypic variation and then compare this to how genetic variation influences these same developmental processes.(...)

The Role of the Fbox Protein CG6758 in Xbp1s Induced Retinal Degeneration in Drosophila

The Unfolded Protein Response (UPR) is a signaling pathway that is activated by an accumulation of unfolded or misfolded proteins in the endoplasmic reticulum (ER) that causes ER stress. The activation of the UPR aims to restore ER homeostasis by attenuation of ER client protein translation, increased transcription of ER chaperones and ER associated degradation (ERAD) factors. If ER stress is too long or too strong, cells may die. The main signaling branch of the UPR is mediated by the ER transmembrane protein IRE1 and the transcription factor Xbp1. The active, spliced form of Xbp1 (Xbp1spliced) acts as a transcription factor with protective function against toxic protein aggregation. However, overexpression of Xbp1spliced in the developing Drosophila eye causes degeneration of the eye (“glossy” eye phenotype).(...)

An immunity based configuration for multilayer single featured biometric authentication algorithms

Immune systems have been used in the last years to inspire approaches for several computational problems. This paper focus on behavioural biometric authentication algorithms’ accuracy enhancement by using them more than once and with different thresholds in order to first simulate the protection provided by the skin and then look for known outside entities, like lymphocytes do. The paper describes the principles that support the application of this approach to Keystroke Dynamics, an authentication biometric technology that decides on the legitimacy of a user based on his typing pattern captured on he enters the username and/or the password and, as a proof of concept, the accuracy levels of one keystroke dynamics algorithm when applied to five legitimate users of a system both in the traditional and in the immune inspired approaches are calculated and the obtained results are compared.

Regulación de la función de macrófagos por Cryptococcus neoformans y Cryptococcus gattii y su participación en la generación de la inmunidad adaptativa antifúngica. Regulation of macrophage function by Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii and their role in the antifungal adaptative immunity.

La criptococosis es causada por la inhalación de levaduras encapsuladas de Cryptococcus neoformans o Cryptococcus gattii. Representa una de las tres infecciones graves por oportunistas en pacientes con SIDA y existe aproximadamente un 6 por ciento de incidencia de criptococosis clínica en pacientes con transplante de órganos sólidos. Estas dos especies difieren la fisiopatogenia durante la infección. El factor de virulencia principal de Cryptococcus sp. es la presencia del polisacárido capsular, glucuronoxilomanano (GXM), de alto peso molecular, que es continuamente secretado por las levaduras. Los macrófagos son células centrales en la respuesta innata al hongo, los cuales deben ser activados por linfocitos T helper 1 para un eficiente control de la infección. Sin embargo, estas células también son suceptibles al parasitismo intracelular, permitiendo la infección persistente y la diseminación a sitios extrapulmonares. Este proyecto propone investigar la capacidad de levaduras de C. neoformans, C. gattii y de los polisacáridos capsulares para modular la respuesta proinflamatoria de los macrófagos. Queremos estudiar si el tratamiento de macrófagos con levaduras o polisacárido puede inducir perfiles supresores de la respuesta protectiva T helper 1, tales como linfocitos T helper 2 o T reguladores, favoreciendo la sobrevida intracelular del hongo. Además, pensamos que C. neoformans o C. gattii podrían inducir un activación diferencial de macrófagos lo que condicionaría la respuesta adaptativa, lo que podría explicar las diferencias en la fisiopatogenia de estas dos especies. Procedimientos experimentales -Microorganismos y obtención de GXM: se trabajará con C. neoformans variedad grubii, cepa ATCC 62067 y C. gattii serotipo B, cepa NIH112B. Se obtendrán polisacáridos capsulares (GXM) de C. neoformans y C. gattii por precipitación con etanol y y acomplejamiento selectivo con CTAB. - Obtención de macrófagos murinos y cultivos celulares: se obtendrán macrófagos por lavados peritoneales y/o alveolares de ratones BALB/c. Los macrófagos se cultivarán por 24 h en ausencia o presencia de levaduras muertas o vivas (sin opsonizar u opsonizadas) de C. neoformans o C. gattii o en presencia de GXM purificado. -Objetivo 1. Estudio de la modulación de las propiedades proinflamatorias de Mac: en sobrenadantes de los cultivos se medirán las citoquinas por ELISA de captura y en lisados celulares, la expresión de las enzimas (iNOS, arginasa, IDO) por western blot. Se analizará por citometría de flujo la expresión de MCHII y moléculas CD80, CD86, CD40, CTLA-4. -Objetivo 2. Estudios in vitro de la capacidad de macrófagos tratados con levaduras o GXM para inducir linfocitos Th1, Th2 o Treg: los macrófagos preincubados con GXM o levaduras, se incubarán con linfocitos autólogos estimulados con anti-CD3. Se medirá la proliferación celular y el perfil de citoquinas por citomtría de flujo. Células T CD4+ CD25- serán purificadas de suspenciones esplénicas de ratones normales. Luego las células serán incubadas con macrófagos (sin tratar o tratados con levaduras o GXM) y estimulados con anti-CD3. Se analizará la proliferación celular con CFSE y expresión de CD4, CD25 y Foxp3 . - Objetivo 3. Estudios in vivo de la capacidad de levaduras o GXM para inducir linfocitos Th1, Th2 o Treg . Rol de los macrófagos in vivo: Los ratones serán inyectados con 100000 levaduras o con 200 µg de GXM puro vía endovenosa y luego de 7, 14, 30 y 40 días se evaluarán las poblaciones celulares de bazo, por citometría de flujo usando marcaciones simultáneas para CD4, CD8, CD25, Foxp3 y citoquinas intracelulares. Para investigar la participación in vivo de los macrófagos, se depletaran estas células inyectando los animales con PBS-liposomas o clodronato (DMDP)-liposomas por vía endovenosa o inhalatoria (200- 300 µl por ratón). Luego de 24 h, los animales se infectarán con levaduras o inocularán con GXM y se evaluarán los perfiles de células T esplénicos o de nódulos linfaticos.

Fisiología de la Transferencia Pasiva de Inmunidad en Equinos. Physiology of the Transfer of Passive Immunity in Equine.

El reconocimiento temprano de anormalidades en la transferencia pasiva de inmunidad en equinos es importante para un manejo satisfactorio de los potrillos. La placenta de la yegua, epiteliocorial, no permite el pasaje de inmunoglobulinas.(Igs). La ingesta de calostro es vital ya que provee las Igs necesarias para alcanzar una concentración sérica de IgG mayor a 800 mg por ciento. Se considerara falla parcial con niveles de IgG entre 400 y 800 mgpor ciento; y total con niveles menores a 400 mg por ciento. La absorción de las Igs es máxima hasta 8 hs después del nacimiento y disminuye hasta hacerse nula a las 24 hs posparto. Los objetivos son: a) estudiar la cinética de la transferencia pasiva de Igs determinando la concentración de IgG sérica en potrillos en el primer trimestre de vida. b) relacionar la concentración de IgG del suero y calostro de la yegua con la concentración sérica de IgG en el potrillo. c) Relacionar en calostro la concentración de inmunoglobulina G con la densidad específica y la determinación semicuantitativa de inmunoglobulina G. d) Relacionar en el suero del potrillo a las 18 - 24 hs posparto la concentración de inmunoglobulina G con la densidad específica y la determinación semicuantitativa de inmunoglobulina G. Material y método: Diseño de estudio: de cohorte, observacional, descriptivo. Animales: 70 yeguas y 70 potrillos de raza Puro Polo. Calostros: 70 muestras Toma de muestras: Yeguas: se tomará una muestra de sangre en el periparto y una muestra de calostro posparto, antes del calostrado del potrillo. Potrillos: se tomarán muestras de sangre seriadas: al nacimiento (precalostrado), 6 hs posparto, 12 hs, 18 hs y 24 hs posparto y a los 21, 60 y 90 días posparto. Determinación de IgG (Suero y calostro): a) Técnica de inmunodifusión radial simple, los resultados se expresará en mg por ciento, en muestras seriadas en intervalos de tiempo preestablecidos. b)Refractometría (con refractómetro Modelo RHC-200/ATC- Arcano). c) Test de gluteralehído, Inmuno -G test. Análisis estadístico: Comparaciones de medias con prueba t apareada o de diferencia de medias, Se considera p significativa < 0,05. Se realizará un análisis de componentes principales. Se correlacionará la concentración de Ig G de suero y calostro de la yegua con la concentración en suero de potrillo. Con los resultados de este trabajo se determinarán los valores de inmunoglobulina en las yeguas y potrillos y su comportamiento en el tiempo, y se validará la sensibilidad y especificidad de las técnicas diagnósticas utilizadas. Los resultados permitirán obtener conocimientos para un manejo racional, desde la perspectiva inmunológica, de los potrillos, al establecer mediante técnicas cuantitativas y semicuantitativas los niveles de Igs séricos alcanzados, favoreciendo un diagnóstico precoz de inmunodeficiencia por fracaso de la transferencia de anticuerpos que pondría en riesgo la vida del potrillo.

Untersuchungen zur Quartärstruktur neuronaler nikotinischer Acetylcholinrezeptoren von Drosophila melanogaster

Fruitfly, Drosophila melanogaster, neuronal nicotinic acetylcholine receptor, receptor subunit, quarternary structure

Intramolekulare Determinanten des Membran-assoziierten Guanylatkinase-Homologen DLG (Discs Large) für die subzelluläre Lokalisation in larvalen Körperwandmuskeln von Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster, synapse, neuromuscular junction, MAGuK

Modellierung der unter- und oberseitigen Wärmeübertragung an plattenförmiges Gut in Rollenöfen

Roller kiln, radiant tube, roller, heat trensfer, analytical solution, FEM

MV tut zum leben gut – Vereinbarkeit von Erwerbs- und Privatleben als Standortfaktor

[s.c.]