Pyochelin-mediated signalling in Pseudomonas aeruginosa

SUMMARY: Iron is an essential element for nearly all organisms but it is poorly available in most environments and not sufficient to support microbial growth. Bacteria have evolved a range of strategies to acquire this important metal, the most common of these being siderophore-mediated iron uptake. Siderophores are high-affinity iron chelators which are released to the extracellular environment where they complex iron and deliver it to the bacterial cell, via specific uptake systems. The Gram-negative bacterium Pseudomonas aeruginosa produces two siderophores, pyoverdine and pyochelin, which both contribute to the virulence of this opportunistic human pathogen. The genes responsible for pyochelin-mediated iron uptake are grouped in the P. aeruginosa chromosome. The pyochelin biosynthetic genes are organized in two divergent operons, pchDCBA and pchEFGHI, which flank the regulatory gene pchR. The fptA gene, encoding the ferric pyochelin outer membrane receptor, occurs immediately downstream of the pchEFGHI genes. The biosynthesis of the siderophore and its receptor is subjected to dual regulation enabling P. aeruginosa to respond not only to the intracellular iron level but also to the presence of the siderophore in the extracellular environment. Negative regulation is mediated by the widespread Fur protein which employs ferrous iron as a corepressor and binds to a consensus sequence in the promoter region of iron-regulated genes. Positive regulation occurs during iron starvation and requires the AraC-type transcriptional regulator PchR. This regulator, together with pyochelin, induces the expression of pyochelin biosynthesis and uptake genes via a mechanism which was partly unraveled during this thesis. A 32-bp conserved sequence element (PchR-box) was identified in promoter regions of pyochelin-controlled genes. The PchR-box in the pchR-pchDCBA intergenic region was found to be essential for the induction of the pchDCBA operon and for the repression of the divergently transcribed pchR gene. PchR was purified as a fusion with maltose-binding protein (MBP). Mobility shift assays demonstrated specific binding of MBP-PchR to the PchR-box in the presence, but not in the absence of pyochelin. PchR-box mutations which interfered with pyochelin-dependent regulation in vivo, also affected pyochelin-dependent PchR-box recognition in vitro. These results show that pyochelin is the intracellular effector required for PchR-mediated regulation. The fact that extracellular pyochelin triggers this regulation implies that the siderophore can enter the cytoplasm. This conclusion was corroborated by analysing the importance of known and putative pyochelin uptake genes for pyochelin-dependent gene regulation. The pyochelin receptor gene fptA is followed by three genes, fptB, fptC, and fptX, which were shown here to be co-transcribed with fPtA. While fPtX encodes an inner membrane pen-I-lease, the functions of FptB and FptC are currently unknown. FptA and FptX, which are both required for pyochelin-mediated iron uptake, were found to be also needed for pyochelin-dependent gene regulation. FptB and FptC however, were not required and their role, if any, in the uptake of the PchR effector pyochelin remains elusive. RESUME Le fer est un élément essentiel pour la quasi-totalité des organismes, mais dans la plupart des environnements, il est difficilement accessible et insuffisant à la croissance microbienne. Les bactéries ont développé de multiples stratégies pour acquérir ce précieux métal, la plus commune étant l'acquisition au moyen de sidérophores. Les sidérophores sont des petites molécules dotées d'une forte affinité pour le fer qui, une fois relâchées dans l'environnement extracellulaire, vont complexer le fer et le délivrer à la cellule bactérienne par l'intermédiaire de systèmes d'acquisition spécifiques. La bactérie Gram-négative Pseudomonas aeruginosa produit deux sidérophores, la pyoverdine et la pyochéline, qui contribuent également à la virulence de ce pathogène opportuniste. Les gènes impliqués dans l'acquisition du fer à l'aide de la pyochéline sont regroupés sur t. le chromosome de P. aeruginosa. Les gènes de biosynthèse de la pyochéline sont organisés en deux opérons divergents, pchDCBA et pchEFGHI, qui flanquent le gène régulateur pchR. Le gène fptA, codant pour le récepteur de la pyochéline dans la membrane externe, est situé immédiatement en aval des gènes pchEFGHL La biosynthèse du sidérophore et de son récepteur est soumise à une double régulation permettant à P. aeruginosa de réagir non seulement à la quantité de fer intracellulaire, mais également à la présence du sidérophore dans le milieu extracellulaire. La répression se fait par l'intermédiaire de la protéine Fur, qui nécessite le fer ferreux comme co-répresseur et se lie à une séquence consensus dans la région promotrice des gènes régulés par le fer. L'induction se produit lorsque le fer est limitant, et requiert PchR, un régulateur transcriptionnel de la famille AraC. En présence de pyochéline, ce régulateur induit l'expression des gènes de biosynthèse et du récepteur de la pyochéline par l'intermédiaire d'un mécanisme partiellement résolu dans ce travail. Une séquence conservée (PchR-box) a été identifiée dans la région promotrice des gènes régulés par la pyochéline. La PchR-box située dans la région intergénique pchR-pchDCBA s'est révélée être importante pour l'induction de l'opéron pchDCBA et la répression du gène divergent pchR. PchR a été purifiée en tant que protéine de fusion avec une protéine liant le maltose (MBP). Des expériences de gel retard ont démontré la liaison spécifique de la protéine MBP-PchR sur la PchR-box en présence, mais non en absence de pyochéline. Les mutations de la PchR-box qui ont affecté la régulation pyochéline-dépendante in vivo, ont également eu un effet sur la liaison de la protéine in vitro. Ces résultats démontrent que la pyochéline est l'effecteur intracellulaire nécessaire à la régulation par PchR. Le fait que la pyochéline extracellulaire soit capable d'activer cette régulation implique que le sidérophore entre dans le cytoplasme. Cette conclusion a été corroborée par l'évaluation du rôle des gènes connus ou putatifs de l'incorporation du fer via la pyochéline sur la régulation pyochéline-dépendente. Le gène fPtA, codant pour le récepteur de la pyochéline, est suivi de trois gènes, fptB,fptC, et fptX, co-transcrits avec,ffitA. Si sffitX code pour une perméase de la membrane interne, la fonction de FptB et FptC reste obscure. FptA et FptX, nécessaires à l'acquisition du fer par l'intermédiaire de la pyochéline, se sont également révélés être requis pour la régulation pyochéline-dépendante des gènes pchDCBA, pchEFGHI et fptABCX. FptB et FptC n'ont quant à eux vraisemblablement pas de rôle majeur à jouer, si ce n'est aucun, dans l'incorporation de la pyochéline.

On-farm animal welfare assessment in dairy cattle: improved lameness detection

Estudi realitzat a partir d’una estada a la University of British Columbia, Canada, entre 2010 i 2012. Primerament es va desenvolupar una escala per mesurar coixeses (amb valors de l’1 al 5). Aquesta escala es va utilitzar per estudiar l’associació entre factors de risc a nivell de granja (disseny de le instal.lacions i maneig) i la prevalencia de coixeses a Nord America. Les dades es van recollir en un total de 40 granges al Nord Est dels E.E.U.U (NE) i 39 a California (CA) . Totes les vaques del group mes productiu es van categoritzar segons la severitat de les coixeses: sanes, coixes i severament coixes. La prevalencia de coixeses en general fou del 55 % a NE i del 31% a CA. La prevalencia de coixeses severes fou del 8% a NE i del 4% a Ca. A NE, les coixeses en general increntaren amb la presencia de serradura als llits i disminuiren en granjes grans, amb major quantitat de llit i acces a pastura. Les coixeses mes severes incrementaren amb la falta d’higiene als llit i amb la presencia de serradura als llits, i disminuiren amb la quantitat de llit proveit, l’us de sorra als llits i amb la mida de la granja. A CA, les coixeses en general incrementaren amb la falta d’higiene al llit, i disminuiren amb la mida de la granja, la presencia de terres de goma, l’increment d’espai als cubicles , l’espai a l’abeuredor i la desinfeccio de les peulles. Les coixeses severes incrementaren amb la falta d’higiene al llit i disminuixen amb la frequencia de neteja del corral. En conclusio, canvis en el maneig i el disseny de les instal.lacions poden ajudar a disminuir la prevalencia de coixeses, tot i que les estrategies a seguir variaran segons la regio.

Estratégia Nacional para Energias Domesticas em Cabo Verde

Garantir a sustentabilidade do aprovisionamento de energia para a cocção de alimentos constitui um importante desafio, para Países em Desenvolvimento, particularmente os da Africa Sub-Shaeriana, onde uma faixa significativa das famílias depende de recursos naturais escassos e formas de converter energia para a cocção de alimentos, extremamente poluentes, com impactos negativos para a saúde, qualidade de vida e equilíbrio ecológico e ambiental. A exposição aos subprodutos da combustão da biomassa, particularmente as micropartículas e o monóxido de carbono, figura entre as principais causas de infecções respiratórias crónicas e agudas, que afecta principalmente as mulheres e crianças nas zonas rurais. O relatório da Organização Mundial da Saúde de 2002, classifica o problema da poluição doméstica causada pela queima de combustíveis sólidos como o quarto maior factor de risco para a saúde nos países em desenvolvimento, sendo a maioria das vítimas mulheres, que normalmente são as responsáveis pela preparação das refeições, e recém nascidos e crianças de até cinco anos de idade, que passam parte do tempo perto das cozinhas A utilização destes combustíveis também diminui as oportunidades de desenvolvimento de actividades geradoras de rendimento devido ao facto de as mulheres despenderem uma parte considerável do tempo disponível na procura de lenha e na preparação dos alimentos em fogões pouco eficientes. Por outro lado a crescente procura de lenha para satisfação das necessidades energéticas das famílias, vem exercendo uma grande pressão sobre a frágil cobertura vegetal dos Países destas regiões, com consequências gravosas para o ambiente como a desertificação, degradação dos solos, redução da capacidade de retenção de aguas pluviais etc. Nos últimos tempos, Instituições como a ONU (Millenium Development Goals) e o Banco Mundial (PRSPs) têm realçado a inter relação existente entre o aumento do acesso das populações a fontes de energias modernas e a redução da pobreza, defendendo por isso a implementação de medidas para impulsionar a transição dos agregados pobres do uso de combustíveis tradicionais (biomassa) para energias modernas. Ao nível da região Saheliana foi instituído no âmbito do CILSS o Programa PREDAS - Programa Regional de Promoção das Energias Domesticas e Alternativas no Sahel -, que estabeleceu como objectivos específicos: (i) ajudar os estados membros do CILSS a conceber, adoptar e implementar um plano estratégico para as energias domesticas; (ii) constituir uma rede de profissionais e especialistas Sahelianos na área de energias domestica e iniciar um sistema de informação tecnológica sobre energias; e (iii) ajudar os Estados membros do CILSS a conceber e promover o seguimento ecológico dos recursos lenhosos disponíveis. Em termos de utilização de energias domésticas, a situação de Cabo Verde é muito diferente do contexto dos restantes Países da sub-região, apresentando actualmente níveis de consumo percapita de GPL muito superiores. No entanto, nas zonas rurais e periferias dos centros urbanos a lenha e os resíduos são ainda os principais recursos energéticos utilizados na preparação dos alimentos. Estas preocupações estão identificadas em documentos de carácter estratégicos já elaborados nomeadamente: O IV Plano Nacional de Desenvolvimento, O Plano Energético Nacional (PEN), O Plano de Acção Florestal Nacional (PAFN), O Plano Estratégico de Desenvolvimento da Agricultura, o Documento de Estratégia de Crescimento e Redução da Pobreza (DERCP) e o Plano de Acção Nacional para o Ambiente (PANA II). É neste contexto que se enquadra a elaboração do presente documento “ Estratégia Nacional para Energias Domesticas em Cabo Verde”, visto como um instrumento integrador das políticas concernentes ao sector de energias domésticas definidos nos planos nacionais.

Minimum requirements for application of ink dating methods based on solvent analysis in casework

Several ink dating methods based on solvents analysis using gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) were proposed in the last decades. These methods follow the drying of solvents from ballpoint pen inks on paper and seem very promising. However, several questions arose over the last few years among questioned documents examiners regarding the transparency and reproducibility of the proposed techniques. These questions should be carefully studied for accurate and ethical application of this methodology in casework. Inspired by a real investigation involving ink dating, the present paper discusses this particular issue throughout four main topics: aging processes, dating methods, validation procedures and data interpretation. This work presents a wide picture of the ink dating field, warns about potential shortcomings and also proposes some solutions to avoid reporting errors in court.

Global radiolarian zonation for the Pliensbachian, Toarcian and Aalenian

Jurassic radiolarians from 220 samples in Queen Charlotte Islands, B.C., Williston Lake, B.C., east-central Oregon, Baja California Sur, southern Spain, Austria, Slovenia, Turkey, Oman, Japan and Argentina were studied in order to construct global zonation for the Pliensbachian, Toarcian and Aalenian stages. Well-preserved faunas from continuous stratigraphic sections in Queen Charlotte Islands provide the most detailed record for this time interval, and all collections are tied to North American ammonite zones or assemblages. Collections from nearly all other areas lack independent dating except for early Toarcian carbon-isotope dating in Slovenia and late Aalenian ammonites in Spain. A database of 197 widely distributed updated taxonomic species was used to construct a Unitary Association (UA) zonation for the interval. A global sequence of 41 UAs was obtained for the top of the Sinemurian to the base of the Bajocian. The first and the last UAs represent the Late Sinemurian and the Early Bajocian respectively. The remaining 39 UAs were merged into nine zones (four Early Pliensbachian, one Late Pliensbachian, one Early Toarcian, one Middle-Late Toarcian, and two Aalenian) according to prominent radiolarian faunal breaks and ammonite data. The new zones are the Canutus tip pen - Katroma clara Zone (latest Sinemurian/earliest Pliensbachian); Zartus mostleri - Pseudoristola megaglobosa, Hsuum mulleri - Trillus elkhornensis and Gigi fustis - Lantus sixi zones (Early Pliensbachian); Eucyrtidiellum nagaiae - Praeparvicingula tlellensis Zone (Late Pliensbachian); Napora relica - Eucyrtidiellum disparile Zone (Early Toarcian); Elodium pessagnoi - Hexasaturnalis hexagonus Zone (Middle and Late Toarcian); Higumastra transversa - Napora nipponica Zone (early Aalenian); and Mirifusus proavus - Transhsuum hisuikyoense Zone (late Aalenian). These zones can be correlated worldwide and link previously established UA zonations for the Hettangian-Sinemurian and the Middle to Upper Jurassic. The new zonation allows high-resolution dating in the studied interval and provides a solid basis for analyzing faunal turnovers and the paleobiogeography of Jurassic radiolarians. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.