Comparative genomics of two Leptospira interrogans serovars reveals novel insights into physiology and pathogenesis

Leptospira species colonize a significant proportion of rodent populations worldwide and produce life-threatening infections in accidental hosts, including humans. Complete genome sequencing of Leptospira interrogans serovar Copenhageni and comparative analysis with the available Leptospira interrogans serovar Lai genome reveal that despite overall genetic similarity there are significant structural differences, including a large chromosomal inversion and extensive variation in the number and distribution of insertion sequence elements. Genome sequence analysis elucidates many of the novel aspects of leptospiral physiology relating to energy metabolism, oxygen tolerance, two-component signal transduction systems, and mechanisms of pathogenesis. A broad array of transcriptional regulation proteins and two new families of afimbrial adhesins which contribute to host tissue colonization in the early steps of infection were identified. Differences in genes involved in the biosynthesis of lipopolysaccharide 0 side chains between the Copenhageni and Lai serovars were identified, offering an important starting point for the elucidation of the organism's complex polysaccharide surface antigens. Differences in adhesins and in lipopolysaccharide might be associated with the adaptation of serovars Copenhageni and Lai to different animal hosts. Hundreds of genes encoding surface-exposed lipoproteins and transmembrane outer membrane proteins were identified as candidates for development of vaccines for the prevention of leptospirosis.

The ongoing history of a Chilean metal products and machinery firm

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Peptídeos inibidores de topoisomerases bacterianas: síntese e estudos de transporte através da membrana celular empregando moléculas peptídicas carreadoras

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

United States Trade Developments 2012-2013

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Análise da expressão gênica global de mutantes de Xanthomonas citri subsp. citri

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

ChIP-seq reveals a role for CrzA in the Aspergillus fumigatus high-osmolarity glycerol response (HOG) signalling pathway

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Chemotactic signal transduction and phosphate metabolism as adaptive strategies during citrus canker induction by Xanthomonas citri

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Three time-based scale formulations for the two-stage lot sizing and scheduling in process industries

In this paper, we propose three novel mathematical models for the two-stage lot-sizing and scheduling problems present in many process industries. The problem shares a continuous or quasi-continuous production feature upstream and a discrete manufacturing feature downstream, which must be synchronized. Different time-based scale representations are discussed. The first formulation encompasses a discrete-time representation. The second one is a hybrid continuous-discrete model. The last formulation is based on a continuous-time model representation. Computational tests with state-of-the-art MIP solver show that the discrete-time representation provides better feasible solutions in short running time. On the other hand, the hybrid model achieves better solutions for longer computational times and was able to prove optimality more often. The continuous-type model is the most flexible of the three for incorporating additional operational requirements, at a cost of having the worst computational performance. Journal of the Operational Research Society (2012) 63, 1613-1630. doi:10.1057/jors.2011.159 published online 7 March 2012

Development of enzymic time-temperature integrators with rapid detection for evaluation of continuous HTST pasteurization processes

The assessment of the thermal process impact in terms of food safety and quality is of great importance for process evaluation and design. This can be accomplished from the analysis of the residence time and temperature distributions coupled with the kinetics of thermal change, or from the use of a proper time-temperature integrator (TTI) as indicator of safety and quality. The objective of this work was to develop and test enzymic TTIs with rapid detection for the evaluation of continuous HTST pasteurization processes (70-85 degrees C, 10-60 s) of low-viscosity liquid foods, such as milk and juices. Enzymes peroxidase, lactoperoxidase and alkaline phosphatase in phosphate buffer were tested and activity was determined with commercial reflectometric strips. Discontinuous thermal treatments at various time-temperature combinations were performed in order to adjust a first order kinetic model of a two-component system. The measured time-temperature history was considered instead of assuming isothermal conditions. Experiments with slow heating and cooling were used to validate the adjusted model. Only the alkaline phosphatase TTI showed potential to be used for the evaluation of pasteurization processes. The choice was based on the obtained z-values of the thermostable and thermolabile fractions, on the cost and on the validation tests. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Genome sequence of Xanthomonas fuscans subsp. fuscans strain 4834-R reveals that flagellar motility is not a general feature of xanthomonads

Abstract Background Xanthomonads are plant-associated bacteria responsible for diseases on economically important crops. Xanthomonas fuscans subsp. fuscans (Xff) is one of the causal agents of common bacterial blight of bean. In this study, the complete genome sequence of strain Xff 4834-R was determined and compared to other Xanthomonas genome sequences. Results Comparative genomics analyses revealed core characteristics shared between Xff 4834-R and other xanthomonads including chemotaxis elements, two-component systems, TonB-dependent transporters, secretion systems (from T1SS to T6SS) and multiple effectors. For instance a repertoire of 29 Type 3 Effectors (T3Es) with two Transcription Activator-Like Effectors was predicted. Mobile elements were associated with major modifications in the genome structure and gene content in comparison to other Xanthomonas genomes. Notably, a deletion of 33 kbp affects flagellum biosynthesis in Xff 4834-R. The presence of a complete flagellar cluster was assessed in a collection of more than 300 strains representing different species and pathovars of Xanthomonas. Five percent of the tested strains presented a deletion in the flagellar cluster and were non-motile. Moreover, half of the Xff strains isolated from the same epidemic than 4834-R was non-motile and this ratio was conserved in the strains colonizing the next bean seed generations. Conclusions This work describes the first genome of a Xanthomonas strain pathogenic on bean and reports the existence of non-motile xanthomonads belonging to different species and pathovars. Isolation of such Xff variants from a natural epidemic may suggest that flagellar motility is not a key function for in planta fitness.

Rekonstitution des Fumaratsensors DcuS in Liposomen und Transport von Fumarat und Succinat in Escherichia coli

Das Zweikomponentenregulationssystem DcuSR kontrolliert die Expression der wichtigsten fumaratinduzierten Gene in Escherichia coli. Die Gene dcuB und dctA, die fürDicarboxylatcarrier kodieren, sowie das Fumaratreduktase-Operon (frd), sind Zielgene für DcuSR. DcuS ist eine membranständige Sensorkinase mit einer großen periplasmatischen Domäne. NMR-spektroskopische Untersuchungen dieser Domäne zeigen Alpha-Helices und Beta-Faltblätter. Für die Fumaratbindung wichtige Aminosäuren wurden durch Mutagenese identifiziert. Gereinigtes DcuS wurde in Liposomen rekonstituiert. In Anwesenheit von ATP wird DcuS autophosphoryliert. Der Phosphatrest kann dann auf DcuR übertragen werden und beweist somit die Aktivität dieses in vitro Testsystems.Der Transport von C4-Dicarboxylaten erfolgt unter anaeroben Bedingungen durch die sekundären Carrier DcuA, DcuB und DcuC. Es konnte ein weiteres Protein (DcuD) identifiziert werden, das hohe Sequenzähnlichkeit zu DcuC aufweist. Eine dcuD-Mutante zeigte keinen Phänotyp und überproduziertes DcuD konnte den Ausfall der anderen Dcu-Carrier nicht kompensieren. DcuD ist damit ein kryptisches Mitglied der Dcu-Carrierfamilie. Unter aeroben Bedingungen katalysiert DctA den Transport von C4-Dicarboxylaten. Dennoch können dctA-Mutanten noch mit Succinat wachsen. Die Diffusionsrate von Succinat durch Membranen wurde bestimmt. Sie ist um Größenordnungen niedriger als der Transport in der Mutante. Bei dem DctA unabhängigen Transportsystem handelt es sich um einen H+/Succinat2-Symporter, der bei saurem pH aktiv ist und viele Eigenschaften eines Monocarboxylatcarriers aufweist.

Transkriptionskontrolle des nuoA-N Operons (NADH-Dehydrogenase I) von Escherichia coli

Das Elektronentransportsystem von E. coli enthält zwei verschiedene NADH-Dehydrogenasen. Die NADH-DehydrogenaseI (nuoA-N) koppelt im Gegensatz zur NADH-DehydrogenaseII die Oxidation von NADH an eine Protonentranslokation und trägt zur Energiekonservierung bei. Die NADH-DehydrogenaseI wird über die Promotoren P1 und P2 exprimiert und besitzt mehrere Bindestellen für verschiedene Regulatoren.Die separate Klonierung der Promotoren, lacZ-Fusionen, Inaktivierung von Transkriptionsfaktoren, sowie die Nutzung mutierter Regulatorbindestellen in vivo zeigen, dass P1 im wesentlichen die Expressionshöhe bestimmt und ist unter aeroben und anaeroben Bedingungen aktiv. P2 trägt in wesentlich geringerem Maße als P1 zur Expression des Enzyms bei. Er ist stark abhängig von ArcA und IHF. Beide Promotoren wirken nicht additiv.Unter anaeroben Bedingungen wird die Transkription von nuo durch das Zweikomponenten-System ArcB/A reprimiert. ArcA bindet unabhängig und mit unterschiedlicher Affinität an die beiden Bindestellen arc1 und arc2. Von den 8 ArcA-Konsensussequenzen führen nur Mutationen der Konsensussequenzen arc1ab in vitro zu verminderter Bindungsaffinität von ArcA an die Bindestelle arc1. Dieselben führen in vivo unter anaeroben Bedingungen zur Derepression des Promotors P1 bzw. P1+P2. Unter aeroben Bedingungen zeigen nur Mutationen in arc2 eine Derepression, die nicht durch ArcA vermittelt wird. Der veröffentliche ArcA-Konsensus scheint deshalb hier in dieser einfachen Form nicht gültig zu sein.

Monte-Carlo-Simulationen zum Phasenverhalten binärer Polymerbürsten

Diese Arbeit beschäftigt sich mit Strukturbildung im schlechten Lösungsmittel bei ein- und zweikomponentigen Polymerbürsten, bei denen Polymerketten durch Pfropfung am Substrat verankert sind. Solche Systeme zeigen laterale Strukturbildungen, aus denen sich interessante Anwendungen ergeben. Die Bewegung der Polymere erfolgt durch Monte Carlo-Simulationen im Kontinuum, die auf CBMC-Algorithmen sowie lokalen Monomerverschiebungen basieren. Eine neu entwickelte Variante des CBMC-Algorithmus erlaubt die Bewegung innerer Kettenteile, da der bisherige Algorithmus die Monomere in Nähe des Pfropfmonomers nicht gut relaxiert. Zur Untersuchung des Phasenverhaltens werden mehrere Analysemethoden entwickelt und angepasst: Dazu gehören die Minkowski-Maße zur Strukturuntersuchung binären Bürsten und die Pfropfkorrelationen zur Untersuchung des Einflusses von Pfropfmustern. Bei einkomponentigen Bürsten tritt die Strukturbildung nur beim schwach gepfropften System auf, dichte Pfropfungen führen zu geschlossenen Bürsten ohne laterale Struktur. Für den graduellen Übergang zwischen geschlossener und aufgerissener Bürste wird ein Temperaturbereich bestimmt, in dem der Übergang stattfindet. Der Einfluss des Pfropfmusters (Störung der Ausbildung einer langreichweitigen Ordnung) auf die Bürstenkonfiguration wird mit den Pfropfkorrelationen ausgewertet. Bei unregelmäßiger Pfropfung sind die gebildeten Strukturen größer als bei regelmäßiger Pfropfung und auch stabiler gegen höhere Temperaturen. Bei binären Systemen bilden sich Strukturen auch bei dichter Pfropfung aus. Zu den Parametern Temperatur, Pfropfdichte und Pfropfmuster kommt die Zusammensetzung der beiden Komponenten hinzu. So sind weitere Strukturen möglich, bei gleicher Häufigkeit der beiden Komponenten bilden sich streifenförmige, lamellare Muster, bei ungleicher Häufigkeit formt die Minoritätskomponente Cluster, die in der Majoritätskomponente eingebettet sind. Selbst bei gleichmäßig gepfropften Systemen bildet sich keine langreichweitige Ordnung aus. Auch bei binären Bürsten hat das Pfropfmuster großen Einfluss auf die Strukturbildung. Unregelmäßige Pfropfmuster führen schon bei höheren Temperaturen zur Trennung der Komponenten, die gebildeten Strukturen sind aber ungleichmäßiger und etwas größer als bei gleichmäßig gepfropften Systemen. Im Gegensatz zur self consistent field-Theorie berücksichtigen die Simulationen Fluktuationen in der Pfropfung und zeigen daher bessere Übereinstimmungen mit dem Experiment.

Struktur- und Funktionsuntersuchungen des C 4-Dicarboxylat-Sensors DcuS von Escherichia coli

Das Zweikomponentensystem DcuSR reguliert die Expression der Gene der anaeroben Fumaratatmung in E. coli in Abhängigkeit von externen C4-Dicarbonsäuren. Die membranständige Histidinkinase DcuS detektiert den Reiz und leitet ihn über die Membran an den Responseregulaor DcuR weiter, der die Aktivität der Zielgene reguliert. Das Substratspektrum von DcuS wurde näher untersucht und strukturelle Eigenschaften der Substrate sowie ihre Affinität zu DcuS bestimmt. Es wird vermutet, dass Histidinkinasen im aktiven Zustand als Dimere oder höhere Oligomere vorliegen. Der Oligomerisierungszustand von DcuS in der Membran wurde mittels EPR-Spektroskopie untersucht. Es wurden funktionelle Cysteinmutanten von DcuS hergestellt, die nur an bestimmten Positionen der periplasmatischen Domäne Cysteinreste, aber sonst keine weiteren Cysteinreste, enthielten. Die Proteine wurden isoliert, über die Cysteinreste mit Nitroxiden markiert und in Liposomen rekonstituiert. Erste EPR-Messungen zeigten, dass rekonstituiertes DcuS in einem geordneten Zustand in der Membran vorliegt, der diskrete Abstände zwischen den Monomeren aufweist. Die Struktur von rekonstituiertem DcuS in der Membran soll durch Festkörper-NMR aufgeklärt werden. Ein geeignetes C-terminal verkürztes Konstrukt, DcuS-PD/PAS wurde zu diesem Zweck hergestellt. Das Protein ließ sich in hoher Reinheit isolieren und konnte wieder in Liposomen rekonstituiert werden. Vorbereitende NMR-Messungen zeigten, dass eine Strukturaufklärung an diesem Protein möglich ist. Weitere Strukturuntersuchungen werden zur Zeit durchgeführt.

Tetracycline-inducible RNAi Knockdown of SCL (Stem Cell Leukaemia) in Mice

RNAi (RNA interference) is a powerful technology for sequence-specific targeting of mRNAs. This thesis was aimed at establishing conditions for conditional RNAi-mediated silencing first in vitro and subsequently also in transgenic mice. As a target the basic helix-loop-helix transcription factor encoding gene SCL (stem cell leukaemia also known as Tal-1 or TCL5) was used. SCL is a key regulator for haematopoietic development and ectopic expression of SCL is correlated with acute T-lymphoblastic leukaemias. Loss of SCL function studies demonstrated that ab initio deletion of SCL resulted in embryonic lethality around day E9 in gestation. To be able to conditionally inactivate SCL, RNAi technology was combined with the tetracycline-dependent regulatory system. This strategy allowed to exogenously control the induction of RNAi in a reversible fashion and consequently the generation of a completely switchable RNAi knockdown. First a suitable vector allowing for co-expression of tetracycline-controlled shRNAs (small hairpin RNAs) and constitutively active EGFP (enhanced green fluorescent protein) was generated. This novel vector, pRNAi-EGFP, was then evaluated for EGFP expression and tetracycline-mediated expression of shRNAs. Four sequences targeting different regions within the SCL mRNA were tested for their efficiency to specifically knockdown SCL. These experiments were performed in M1 murine leukaemia cells and subsequently in the HEK 293 cell line, expressing an engineered HA-tagged SCL protein. The second assay provided a solid experimental method for determining the efficiency of different SCL-siRNA knockdown constructs in tissue culture. Western blotting analyses revealed a down regulation of SCL protein for all four tested SCL-specific target sequences albeit with different knockdown efficiencies (between 25% and 100%). Furthermore, stringent tetracycline-dependent switchability of shRNA expression was confirmed by co-transfecting the SCL-specific pRNAi-EGFP vector (SCL-siRNA) together with the HA-tagged SCL expression plasmid into the HEK 293TR /T-REx cell line constitutively expressing the tetracycline repressor (TetR). These series of experiments demonstrated tight regulation of siRNA expression without background activity. To be able to control the SCL knockdown in vivo and especially to circumvent any possible embryonic lethality a transgenic mouse line with general expression of a tetracycline repressor was needed. Two alternative methods were used to generate TetR mice. The first approach was to co-inject the tetracycline-regulated RNAi vector together with a commercially available and here specifically modified T-REx expression vector (SCL-siRNA T-REx FRT LoxP mouse line). The second method involved the generation of a TetR expressor mouse line, which was then used for donating TetR-positive oocytes for pronuclear injection of the RNAi vector (SCL-siRNA T-REx mouse line). As expected, and in agreement with data from conditional Cre-controlled adult SCL knockout mice, post-transcriptional silencing of SCL by RNAi caused a shift in the maturation of red blood cell populations. This was shown in the bone marrow and peripheral blood by FACS analysis with the red blood cell-specific TER119 and CD71 markers which can be used to define erythrocyte differentiation (Lodish plot technique). In conclusion this study established conditions for effective SCL RNAi-mediated silencing in vitro and in vivo providing an important tool for further investigations into the role of SCL and, more generally, of its in vivo function in haematopoiesis and leukaemia. Most importantly, the here acquired knowledge will now allow the establishment of other completely conditional and reversible knockdown phenotypes in mice.