Identifizierung und funktionelle Charakterisierung neuer A-Kinase-Ankerproteine (AKAPs) im Modellorganismus C. elegans

In dieser Arbeit sollten neue Interaktionspartner der regulatorischen Untereinheit (R-UE) der Proteinkinase A (PKA) und des Modellorganismus C. elegans identifiziert und funktionell charakterisiert werden. Im Gegensatz zu Säugern (vier Isoformen), exprimiert der Nematode nur eine PKA-R-Isoform. Mittels in silico Analysen und so genannten „Pulldown“ Experimenten, wurde insbesondere nach A Kinase Ankerproteinen (AKAP) in C. elegans gesucht. Aus in silico Recherchen resultiert das rgs5 Protein als mögliches Funktionshomolog des humanen AKAP10. Rgs5 enthält eine potenzielle, amphipathische Helix (AS 421-446, SwissProt ID A9Z1K0), die in Peptide-SPOT-Arrays (durchgeführt im Biotechnologie Zentrum in Oslo, AG Prof. K. Taskén) eine Bindung an RI und RII-UE zeigt. Eine ähnliche Lokalisation von rgs5 und hAKAP10 in der Zelle, sowie vergleichende BRET² Studien, weisen auf eine mögliche Funktionshomologie zwischen AKAP10 und rgs5 hin. Die hier durchgeführten Analysen deuten darauf hin, dass es sich bei rgs5 um ein neues, klassisches AKAP mit „RII bindender Domäne“ Motiv im Modellorganismus C. elegans handelt. Basierend auf so genannten „pulldown“ Versuchen können, neben „klassischen“ AKAPs (Interaktion über amphipathische Helices), auch Interaktionspartner ohne typische Helixmotive gefunden werden. Dazu gehört auch RACK1, ein multifunktionales Protein mit 7 WD40 Domänen, das ubiquitär exprimiert wird und bereits mehr als 70 Interaktionspartner in unterschiedlichsten Signalwegen komplexiert (Adams et al., 2011). Durch BRET² Interaktionsstudien und Oberflächenplasmonresonanz (SPR) Analysen konnten hRI und kin2 als spezifische Interaktionspartner von RACK1 verifiziert werden. Untersuchungen zur Identifikation der Interaktionsflächen der beiden Proteine RACK1 und hRI zeigten im BRET² System, dass RACK1 über die WD40 Domänen 1-2 und 6-7 interagiert. Die Analyse unterschiedlicher hRI-Deletionsmutanten deutet auf die DD-Domäne im N-Terminus und zusätzlich auf eine potenzielle BH3 Domäne im C-Terminus des Proteins als Interaktionsfläche mit RACK1 hin. Die Koexpression von hRI BH3 und RACK1 zeigt einen auffälligen ein Phänotyp in Cos7 Zellen. Dieser zeichnet sich unter anderem durch eine Degradation des Zellkerns, DNA Kondensation und eine starke Vakuolisierung aus, was beides als Anzeichen für einen programmierten Zelltod interpretiert werden könnte. Erste Untersuchungen zum Mechanismus des ausgelösten Zelltods deuten auf eine Caspase unabhängige Apoptose (Paraptose) hin und einen bislang unbekannten Funktionsmechanismus der PKA hin.

Genetic diversity and selection in three plasmodium vivax merozoite surface protein 7 (pvmsp-7) genes in a colombian population

A completely effective vaccine for malaria (one of the major infectious diseases worldwide) is not yet available; different membrane proteins involved in parasite-host interactions have been proposed as candidates for designing it. It has been found that proteins encoded by the merozoite surface protein (msp)-7 multigene family are antibody targets in natural infection; the nucleotide diversity of three Pvmsp-7 genes was thus analyzed in a Colombian parasite population. By contrast with P. falciparum msp-7 loci and ancestral P. vivax msp-7 genes, specie-specific duplicates of the latter specie display high genetic variability, generated by single nucleotide polymorphisms, repeat regions, and recombination. At least three major allele types are present in Pvmsp-7C, Pvmsp-7H and Pvmsp-7I and positive selection seems to be operating on the central region of these msp-7 genes. Although this region has high genetic polymorphism, the C-terminus (Pfam domain ID: PF12948) is conserved and could be an important candidate when designing a subunit-based antimalarial vaccine.

Estudi d'un receptor quinasa atípic (Mark) i de les proteïnes que interaccionen amb el seu domini intracel·lular. Transducció del senyal i desenvolupament en blat de moro (Zea mays)

Aquesta tesi doctoral s'engloba dins d'un projecte general d'estudi de gens implicats en l'embriogènesi del blat de moro. L'embriogènesi del blat de moro, i en general la de totes les plantes superiors, es dóna en tres etapes: una primera etapa on es diferencien tots els diversos teixits que formaran l'embrió, una segona etapa on l'embrió acumula productes de reserva i un tercer període, la dormància, que finalitza quan les condicions ambientals són les idònies per a la germinació. En el laboratori estàvem interessats, concretament, en l'estudi de gens implicats en la primera etapa morfogenètica, on els diferents teixits i estructures embrionàries queden definides. Per tal d'estudiar gens que s'expressaven en aquest període, una de les estratègies que es va realitzar fou un crivellat diferencial entre teixit embrionari i teixit de planta adulta. D'entre els diferents clons obtinguts, un corresponia a un clon parcial que presentava similitud amb receptors quinasa i que fou objecte d'estudi. A partir d'aquest clon es va obtenir el clon complet i es va anomenar MARK (per Maize Atypical Receptor Kinase). MARK presenta una estructura típica d'un receptor quinasa amb un domini extracel.lular, que conté 6 còpies imperfectes de LRR (Leucine- Rich Repeats), un únic domini transmembrana i un domini quinasa intracel.lular. El domini quinasa de MARK presenta, però, algunes variacions en els residus aminoacídics que es consideren claus per a la funció catalítica dels dominis quinasa. En concret cinc dels aminoàcids considerats essencials per a la fosforilació es troben substituits en el domini quinasa de MARK (DK-MARK). Els experiments de fosforilació in vitro que es van realitzar al laboratori, van mostrar com MARK era incapaç de fosforilar in vitro. Aquesta característica no és, però, exclusiva de MARK. Una búsqueda en les bases de dades ens van permetre identificar altres seqüències que també presentaven els mateixos o altres canvis en aquestes posicions aminoacídiques. En les bases de dades de plantes es van identificar un conjunt de seqüències genòmiques o ESTs amb aquestes característiques i només una d'elles, la proteïna TMKL1 d'Arabidopsis, ha sigut descrita com un receptor quinasa incapaç de fosforilar in vitro. Respecte a la búsqueda de receptors similars a MARK en les bases de dades d'animals, es van identificar també un conjunt de proteïnes que, en alguns casos, s'ha descrit que no tenen activitat quinasa in vivo. Per exemple, un dels casos més ben estudiats és el del receptor erbB3 que forma part de la família de receptors del EGF (Epidermal Growth Factor). Aquesta família de receptors està formada per 4 receptors: erbB1, erbB2, erbB3 i erbB4, dels quals només l'erbB3 no presenta activitat catalítica. S'ha descrit que erbB3 és capaç, tot i no fosforilar in vivo, de participar activament en la transducció del senyal formant heterodímers amb els altres membres de la família. Així, erbB3 és fosforilat pel seu partner i pot iniciar la cascada de transducció del senyal. La participació d'erbB3 en la transducció del senyal és essencial ja que embrions de ratolí knock-out pel gen erbB3 són inviables. Així doncs, el fet que receptors quinasa catalíticament inactius participin en les cascades de transducció del senyal, suggereix l'existència de nous mecanismes d'acció per a la transducció del senyal. Per tant, l'objectiu d'aquest treball fou l'estudi del mecanisme d'acció de MARK mitjançant la caracterització les proteïnes capaces d'interaccionar amb el seu domini quinasa. Per tal d'assolir aquest objectiu, es va realitzar un crivellat de doble-híbrid amb una llibreria de cDNA d'embrions de blat de moro de 7 DAP. D'aquest crivellat es va obtenir un conjunt de possibles clons positius que foren seqüenciats i entre els quals es van escollir per un estudi més detallat aquells que s'havien obtingut més vegades com a clons independents. Aquests clons codificaven per: una SAMDC (S-Adenosil Descarboxilasa), una eIF5 (Eukaryotic translation initiation), una hypothetical protein, una unknown protein, una gamma-adaptina i una MAP4K. Amb aquests 6 clons es van fer estudis in vitro i in vivo per tal de confirmar al seva interacció amb DK-MARK. Els estudis in vivo es van realitzar amb la soca de llevat AH109, una soca més astringent que la utilitzada en el crivellat, ja que presenta tres gens marcadors: Histidina, Adenina i Lacz. Els resultats obtinguts van mostrar que els clons codificants per SAMDC i eIF5 no van créixer en un medi selectiu per His i Ade i, per tant o es tracta de falsos positius del sistema o la seva interacció amb DK-MARK és dèbil. D'altra banda, la resta dels clons analitzats (proteïna hipotètica, una proteïna de funció desconeguda, la gamma-adaptina i una MAP4K) van créixer en medis en absència de Histidina i Adenina. Els assatjos de b-galactosidasa van ser tots positius a excepció de la proteïna hipotètica suggerint que potser aquesta interacció sigui més feble. D'altra banda també es van realitzar estudis in vitro amb la tècnica del pull-down. Els resultats obtinguts amb aquesta tècnica van recolzar els obtinguts en cèl.lules de llevat, ja que tots els clons analitzats a excepció dels codificants per SAMDC i eIF5 van donar un resultat d'interacció amb KD-MARK in vitro positiu. Davant aquests resultats ens vam centrar en l'estudi de la proteïna similar a MAP4K, doncs algunes proteïnes de la seva família s'han relacionat amb receptors de membrana. Els clons que es va obtenir del crivellat codificaven per una proteïna similar amb el domini C-terminal a les proteïnes BnMAP4Ka1 i a2 de Brassica napus. Aquestes proteïnes presenten una forta similitud de seqüència amb proteïnes de la família GCK/SPS1 que formen part d'un grup particular de MAPK relacionades amb la proteïna Ste20 (sterile 20 protein) de llevat. Ste20p activa la MAP3K de llevat Ste11 directament per fosforilació, transduint d'aquesta manera el senyal del receptor de feromones de creuament de les cèl.lules de llevat i es pot, doncs, considerar com una proteïna del tipus MAP4K (mitogen-activated protein kinase kinase kinase kinase). En els darrers anys, s'han identificat un gran nombre de proteïnes similars a Ste20: fins a una trentena en mamífers, en Drosophila, en Caenorhabditis elegans i en altres organismes. Segons la seva estructura aminoacídica, la família Ste20 s'ha classificat en dues subfamílies: les proteïnes STE20/PAK (p21-activated kinases) i la subfamília GCK/SPS1 (germinal center kinases). Les dues subfamílies estan formades per proteïnes que contenen un domini quinasa i un domini regulador, però, mentre que les proteïnes PAK presenten el domini quinasa en la part C-terminal, les GCKs el presenten en la regió N terminal. Les proteïnes GCK presenten una elevada diversitat estructural en el domini regulador permetent la seva classificació en 6 subfamílies. Mitjançant la tècnica del RACE es va obtenir el clon de cDNA complet que es va anomenar MIK (MARK Interacting Kinase). Amb la tècnica del Southern blot es va poder determinar que el gen MIK és un gen de còpia única en el genoma de blat de moro. Per tal d'analitzar la possible interacció entre DK-MARK i MIK, es va estudiar tant el patró d'expressió d'ambdós gens com el seu patró d'acumulació d'ambdues proteïnes durant l'embriogènesi del blat de moro. El patró d'expressió, analitzat per Northen blot va mostrar uns patrons coincidents al llarg de l'embriogènesi des del seu inici fins als 20 DAP amb una acumulació màxima de mRNA en embrions de 15 DAP. D'altra banda per tal d'estudiar el patró d'acumulació de la proteïna MIK així com per comparar-lo amb el de MARK, es van realitzar estudis de Westerns blot. Els resultats també van mostrar una coincidència en el temps de l'acumulació de les proteïnes MARK i MIK durant l'embriogènesi de blat de moro amb una major acumulació en embrions de 15 i 20 DAP. Es van dur a terme també estudis d'immunolocalitzacions sobre embrions de blat de moro de 15 DAP per tal d'estudiar en quins teixits s'acumulaven ambdues proteïnes. Les immunolocalitzacions van mostrar una major acumulació tant de MARK com de MIK en les zones meristemàtiques i en el teixit vascular sobretot del coleòptil on s'aprecia una forta co-localització de MARK i MIK. Totes aquestes dades són compatibles, doncs, amb una possible interacció de les proteïnes MARK i MIK, tot i que no la demostren. Per tal de demostrar la interacció es van realitzar experiments d'immunoprecipitació in vivo a partir d'extractes d'embrions. Malauradament, els resultats no són clars i en aquests moments en el laboratori s'estan posant a punt aquests experiments. També es van realitzar estudis comparatius de seqüència amb diferents proteïnes de la família GCK, mostrant una major similitud amb les proteïnes de la subfamília GCK-III. La subfamília GCK-III ha estat molt poc estudiada i en formen part un conjunt de proteïnes amb funcions molt diverses des de l'apoptosi, la citoquinesi o l'anòxia cel.lular. Per tant, la similitud de seqüència possiblement fa referència a una conservació en el mecanisme d'acció més que no pas a una conservació funcional. La possible interacció de MARK amb el domini C-terminal de MIK (el domini regulador) podria activar aquesta última iniciant una cascada de transducció del senyal en un model en el que una proteïna del tipus GCK-III faria de lligam directa entre un receptor de membrana i una cascada de senyalització intracel.lular. Aquest tipus de lligam entre un recepctor de membrana i mòduls intracel.lulars de senyalització s'ha descrit per a altres proteïnes GCK, si bé no directament sinó a través de proteïnes adaptadores. D'altra banda, la interacció directa de MARK, un receptor quinasa atípic que no té activitat catalítica, amb MIK suggereix un mecanisme on receptors atípics podrien interaccionar en la transducció del senyal activant la via de les MAPK.

Steinernema feltiae: ammonia triggers the emergence of their infective juveniles

Entomopathogenic nematodes complete their life cycles inside dead insects. The emergence of new infective juveniles from the cadaver has been attributed (but never demonstrated) to food depletion or to the accumulation of metabolites from the breakdown of the host's tissues. Here we give evidence that emergence is triggered by ammonia, a product of nematode defecation. We found that the emergence of Steinernema feltiae infective juveniles from Galleria mellonella cadavers was stimulated by a particular level of ammonia. Emergence was delayed when ammonia in the cadaver was decreased and was prompted when increased. These findings will further improve the understanding of the nematode life cycle. Here we speculate that production of infective juveniles can be mediated by ammonia and work in a manner analogous to that of the clatter recovery inhibiting factor (DRIF) in Caenorhabditis elegans. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Phylogenetic relationships of the Fox (Forkhead) gene family in the Bilateria

The Forkhead or Fox gene family encodes putative transcription factors. There are at least four Fox genes in yeast, 16 in Drosophila melanogaster (Dm) and 42 in humans. Recently, vertebrate Fox genes have been classified into 17 groups named FoxA to FoxQ [Genes Dev. 14 (2000) 142]. Here, we extend this analysis to invertebrates, using available sequences from D. melanogaster, Anopheles gambiae (Ag), Caenorhabditis elegans (Ce), the sea squirt Ciona intestinalis (Ci) and amphioxus Branchiostoma floridae (Bf), from which we also cloned several Fox genes. Phylogenetic analyses lend support to the previous overall subclassification of vertebrate genes, but suggest that four subclasses (FoxJ, L, N and Q) could be further subdivided to reflect their relationships to invertebrate genes. We were unable to identify orthologs of Fox subclasses E, H, I, J, M and Q1 in D. melanogaster, A. gambiae or C. elegans, suggesting either considerable loss in ecdysozoans or the evolution of these subclasses in the deuterostome lineage. Our analyses suggest that the common ancestor of protostomes and deuterostomes had a minimum complement of 14 Fox genes. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Evidence that nematodes may vector the soft rot-causing enterobacterial phytopathogens

Bacterial soft rot is a globally significant plant disease that causes major losses in the production of many popular crops, such as potato. Little is known about the dispersal and ecology of soft-rot enterobacteria, and few animals have been identified as vectors for these pathogens. This study investigates whether soil-living and bacterial-feeding nematodes could act as vectors for the dispersal of soft-rot enterobacteria to plants. Soft-rot enterobacteria associated with nematodes were quantified and visualized through bacterial enumeration, GFP-tagging, and confocal and electron scanning microscopy. Soft-rot enterobacteria were able to withstand nematode grazing, colonize the gut of Caenorhabditis elegans and subsequently disperse to plant material while remaining virulent. Two nematode species were also isolated from a rotten potato sample obtained from a potato storage facility in Finland. Furthermore, one of these isolates (Pristionchus sp. FIN-1) was shown to be able to disperse soft-rot enterobacteria to plant material. The interaction of nematodes and soft-rot enterobacteria seems to be more mutualistic rather than pathogenic, but more research is needed to explain how soft-rot enterobacteria remain viable inside nematodes.

Vitellin-binding proteins in the nematode Oscheius tipulae (Nematoda, Rhabditida)

We describe the first application of a non-radioactive ligand-blotting technique to the characterization of proteins interacting with nematode vitellins. Chromatographically purified vitellins from the free-living nematode Oscheius tipulae were labeled with fluorescein in vitro. Ligand-blotting assays with horseradish peroxidase-conjugated anti-fluorescein antibodies showed that labeled vitellins reacted specifically with a polypeptide of approximately 100 kDa, which we named P100. This polypeptide is a specific worm`s vitellin-binding protein that is present only in adult worms. Blots containing purified O. tipulae vitellin preparations showed no detectable signal in the 100 kDa region, ruling out any possibility of yolk polypeptides self-assembling under the conditions used in our assay. Experiments done in the presence of alpha-methyl mannoside ruled out the possibility of vitellins binding to P100 through mannose residues. Triton X-114 fractionation of whole worm extracts showed that P100 is either a membrane protein or has highly hydrophobic regions. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Quantitative analysis of indexed publications on seventeen model organisms in nine countries, from 1974 to 2006

Developed countries have an even distribution of published papers on the seventeen model organisms. Developing countries have biased preferences for a few model organisms which are associated with endemic human diseases. A variant of the Hirsch-index, that we call the mean (mo)h-index (""model organism h-index""), shows an exponential relationship with the amount of papers published in each country on the selected model organisms. Developing countries cluster together with low mean (mo)h-indexes, even those with high number of publications. The growth curves of publications on the recent model Caenorhabditis elegans in developed countries shows different formats. We also analyzed the growth curves of indexed publications originating from developing countries. Brazil and South Korea were selected for this comparison. The most prevalent model organisms in those countries show different growth curves when compared to a global analysis, reflecting the size and composition of their research communities.

Resilience of protein-protein interaction networks as determined by their large-scale topological features

The relationship between the structure and function of biological networks constitutes a fundamental issue in systems biology. Particularly, the structure of protein-protein interaction networks is related to important biological functions. In this work, we investigated how such a resilience is determined by the large scale features of the respective networks. Four species are taken into account, namely yeast Saccharomyces cerevisiae, worm Caenorhabditis elegans, fly Drosophila melanogaster and Homo sapiens. We adopted two entropy-related measurements (degree entropy and dynamic entropy) in order to quantify the overall degree of robustness of these networks. We verified that while they exhibit similar structural variations under random node removal, they differ significantly when subjected to intentional attacks (hub removal). As a matter of fact, more complex species tended to exhibit more robust networks. More specifically, we quantified how six important measurements of the networks topology (namely clustering coefficient, average degree of neighbors, average shortest path length, diameter, assortativity coefficient, and slope of the power law degree distribution) correlated with the two entropy measurements. Our results revealed that the fraction of hubs and the average neighbor degree contribute significantly for the resilience of networks. In addition, the topological analysis of the removed hubs indicated that the presence of alternative paths between the proteins connected to hubs tend to reinforce resilience. The performed analysis helps to understand how resilience is underlain in networks and can be applied to the development of protein network models.

Molecular characterization of Arabidopsis thaliana PUF proteins - binding specificity and target candidates

PUF proteins regulate both stability and translation through sequence-specific binding to the 3` UTR of target mRNA transcripts. Binding is mediated by a conserved PUF domain, which contains eight repeats of approximately 36 amino acids each. Found in all eukaryotes, they have been related to several developmental processes. Analysis of the 25 Arabidopsis Pumilio (APUM) proteins presenting PUF repeats reveals that 12 (APUM-1 to APUM-12) have a PUF domain with 50-75% similarity to the Drosophila PUF domain. Through three-hybrid assays, we show that APUM-1 to APUM-6 can bind specifically to the Nanos response element sequence recognized by Drosophila Pumilio. Using an Arabidopsis RNA library in a three-hybrid screening, we were able to identify an APUM-binding consensus sequence. Computational analysis allowed us to identify the APUM-binding element within the 3` UTR in many Arabidopsis transcripts, even in important mRNAs related to shoot stem cell maintenance. We demonstrate that APUM-1 to APUM-6 are able to bind specifically to APUM-binding elements in the 3` UTR of WUSCHEL, CLAVATA-1, PINHEAD/ZWILLE and FASCIATA-2 transcripts. The results obtained in the present study indicate that the APUM proteins may act as regulators in Arabidopsis through an evolutionarily conserved mechanism, which may open up a new approach for investigating mRNA regulation in plants.

PREDICTION OF METAL CATION TOXICITY TO THE BIOLUMINESCENT FUNGUS GERRONEMA VIRIDILUCENS

A correlation between the physicochemical properties of mono- [Li(I), K(I), Na(I)] and divalent [Cd(II), Cu(II), Mn(II), Ni(II), Co(II), Zn(II), Mg(II), Ca(II)] metal cations and their toxicity (evaluated by the free ion median effective concentration. EC50(F)) to the naturally bioluminescent fungus Gerronema viridilucens has been studied using the quantitative ion character activity relationship (QICAR) approach. Among the 11 ionic parameters used in the current study, a univariate model based on the covalent index (X(m)(2)r) proved to be the most adequate for prediction of fungal metal toxicity evaluated by the logarithm of free ion median effective concentration (log EC50(F)): log EC50(F) = 4.243 (+/-0.243) -1.268 (+/-0.125).X(m)(2)r (adj-R(2) = 0.9113, Alkaike information criterion [AIC] = 60.42). Additional two- and three-variable models were also tested and proved less suitable to fit the experimental data. These results indicate that covalent bonding is a good indicator of metal inherent toxicity to bioluminescent fungi. Furthermore, the toxicity of additional metal ions [Ag(I), Cs(I), Sr(II), Ba(II), Fe(II), Hg(II), and Pb(II)] to G. viridilucens was predicted, and Pb was found to be the most toxic metal to this bioluminescent fungus (EC50(F)): Pb(II) > Ag(I) > Hg(I) > Cd(II) > Cu(II) > Co(II) Ni(II) > Mn(II) > Fe(II) approximate to Zn(II) > Mg(II) approximate to Ba(II) approximate to Cs(I) > Li(I) > K(I) approximate to Na(I) approximate to Sr(II)> Ca(II). Environ. Toxicol. Chem. 2010;29:2177-2181. (C) 2010 SETAC

Fluorimetric study of the pro-oxidant activity of EUK8 in the presence of hydrogen peroxide

The catalase mimetic complex Mn(III)-salen chloride (EUK8) was found to be pro-oxidant under low hydrogen peroxide concentrations. The increase in the fluorescence rate of the probe 1,2,3-dihydrorhodamine (DHR) in solution, as well as the carbonyl content of human serum albumin were found to be maximum at H(2)O(2):EUK8 molar ratios ranging from 0 to 2, supporting previous findings regarding the mechanism of EUK8 catalase activity and the formation of highly oxidative Mn(V)-O(2-) species. This pro-oxidant effect is precluded by the presence of glutathione. Cytotoxicity to HeLa cells, as probed by increased rate of oxidation of intracellular DHR, was not observed. Our findings suggest that the combination of H(2)O(2) and EUK8 at specific molar ratios, in the absence of reductants/antioxidants, induces the oxidation of organic molecules. It is shown that the fluorimetric determination of pro-oxidant activity of metal complexes is more sensitive than the colorimetric quantification of protein carbonyl content. The implications of our findings with respect to the somewhat confusing results arising from in vivo studies of EUK8 and other Mn(III) anti-oxidant metal complexes are discussed.

Development of a bioassay to quantify the ricin toxin content of castor bean (Ricinus communis L.) seeds

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

A LINE2 repetitive DNA sequence from the cichlid fish, Oreochromis niloticus: sequence analysis and chromosomal distribution

We report the cloning and characterization of a long interspersed nucleotide element (LINE) fi-om a cichlid fish, Oreochromis niloticus, and show the distribution of this element, called CiLINE2 for cichlid LINE2, in the chromosomes of this species. The identification of an open reading frame in CiLINE2 with amino acid sequence similarity to reverse transcriptases encoded by LINE-like elements in Caenorhabditis elegans, Platemys spixii, Schistosoma mansoni, Gallus gallus (CRI), Drosophila melanogaster (I factor), and Homo sapiens (LINE2), as well as the structure of the element, suggest it is a member of this family of non-long terminal repeat-containing retrotransposons. Search of a DNA sequence database identified sequences similar to CiLINE2 in four other fish species (Haplotaxodon microlepis, Oreochromis mossambicus, Pseudotropheus zebra, and Fugu rubripes). Southern blot hybridization experiments revealed the presence of sequences similar to CiLINE2 in all Tilapiini species analyzed from the genera Oreochromis, Tilapia, and Sarotherodon, and gave an estimated copy number of about 5500 for the haploid genome of O. niloticus. Fluorescent in situ hybridization showed that CiLINE2 sequences were organized in small clusters dispersed over all chromosomes of O. niloticus, with a higher concentration near chromosome ends. Furthermore the long arm of chromosome 1 was strikingly enriched with this sequence. The distribution of LINE2-related elements might underlie the difference in chromosome banding patterns observed between cold-blooded vertebrates and mammals.

Antifungal Efficacy during Candida krusei Infection in Non-Conventional Models Correlates with the Yeast In Vitro Susceptibility Profile

The incidence of opportunistic fungal infections has increased in recent decades due to the growing proportion of immunocompromised patients in our society. Candida krusei has been described as a causative agent of disseminated fungal infections in susceptible patients. Although its prevalence remains low among yeast infections (2-5%), its intrinsic resistance to fluconazole makes this yeast important from epidemiologic aspects. Non mammalian organisms are feasible models to study fungal virulence and drug efficacy. In this work we have used the lepidopteran Galleria mellonella and the nematode Caenorhabditis elegans as models to assess antifungal efficacy during infection by C. krusei. This yeast killed G. mellonella at 25, 30 and 37°C and reduced haemocytic density. Infected larvae melanized in a dose-dependent manner. Fluconazole did not protect against C. krusei infection, in contrast to amphotericin B, voriconazole or caspofungin. However, the doses of these antifungals required to obtain larvae protection were always higher during C. krusei infection than during C. albicans infection. Similar results were found in the model host C. elegans. Our work demonstrates that non mammalian models are useful tools to investigate in vivo antifungal efficacy and virulence of C. krusei. © 2013 Scorzoni et al.