Effect of signal peptide on stability and folding of escherichia coli thioredoxin

The signal peptide plays a key role in targeting and membrane insertion of secretory and membrane proteins in both prokaryotes and eukaryotes. In E. coli, recombinant proteins can be targeted to the periplasmic space by fusing naturally occurring signal sequences to their N-terminus. The model protein thioredoxin was fused at its N-terminus with malE and pelB signal sequences. While WT and the pelB fusion are soluble when expressed, the malE fusion was targeted to inclusion bodies and was refolded in vitro to yield a monomeric product with identical secondary structure to WT thioredoxin. The purified recombinant proteins were studied with respect to their thermodynamic stability, aggregation propensity and activity, and compared with wild type thioredoxin, without a signal sequence. The presence of signal sequences leads to thermodynamic destabilization, reduces the activity and increases the aggregation propensity, with malE having much larger effects than pelB. These studies show that besides acting as address labels, signal sequences can modulate protein stability and aggregation in a sequence dependent manner.

Endoplasmic Reticulum Stress Triggers Gametocytogenesis in the Malaria Parasite

The malaria parasite experiences a significant amount of redox stress during its growth in human erythrocytes and heavily relies on secretory functions for pathogenesis. Most certainly, the parasite is equipped with machinery to tackle perturbations in the secretory pathway, like the unfolded protein response pathway in higher eukaryotes. Our bioinformatics analysis revealed the complete absence of genes involved in the canonical unfolded protein response pathway in Plasmodium falciparum. Accordingly, the parasite was unable to up-regulate endoplasmic reticulum (ER) chaperones or ER-associated degradation in response to DTT-mediated ER stress. Global profiling of gene expression upon DTT treatment revealed a network of AP2 transcription factors and their targets being activated. The overall outcome was up-regulation of genes involved in protein export and the sexual stage of the parasite life cycle culminating in gametocytogenesis. Our results suggest that the malaria parasite uses ER stress as a cue to switch to the transmissible sexual stages.

Systematic Analysis of Mycobacterial Acylation Reveals First Example of Acylation-mediated Regulation of Enzyme Activity of a Bacterial Phosphatase

Protein lysine acetylation is known to regulate multiple aspects of bacterial metabolism. However, its presence in mycobacterial signal transduction and virulence-associated proteins has not been studied. In this study, analysis of mycobacterial proteins from different cellular fractions indicated dynamic and widespread occurrence of lysine acetylation. Mycobacterium tuberculosis proteins regulating diverse physiological processes were then selected and expressed in the surrogate host Mycobacterium smegmatis. The purified proteins were analyzed for the presence of lysine acetylation, leading to the identification of 24 acetylated proteins. In addition, novel lysine succinylation and propionylation events were found to co-occur with acetylation on several proteins. Protein-tyrosine phosphatase B (PtpB), a secretory phosphatase that regulates phosphorylation of host proteins and plays a critical role in Mycobacterium infection, is modified by acetylation and succinylation at Lys-224. This residue is situated in a lid region that covers the enzyme's active site. Consequently, acetylation and succinylation negatively regulate the activity of PtpB.

Phospholipids and a protein-conducting channel regulate cotranslational protein targeting

Signal recognition particle (SRP) and signal recognition particle receptor (SR) are evolutionarily conserved GTPases that deliver secretory and membrane proteins to the protein-conducting channel Sec61 complex in the lipid bilayer of the endoplasmic reticulum in eukaryotes or the SecYEG complex in the inner membrane of bacteria. Unlike the canonical Ras-type GTPases, SRP and SR are activated via nucleotide-dependent heterodimerization. Upon formation of the SR•SRP targeting complex, SRP and SR undergo a series of discrete conformational changes that culminate in their reciprocal activation and hydrolysis of GTP. How the SR•SRP GTPase cycle is regulated and coupled to the delivery of the cargo protein to the protein-conducting channel at the target membrane is not well-understood. Here we examine the role of the lipid bilayer and SecYEG in regulation of the SRP-mediated protein targeting pathway and show that they serve as important biological cues that spatially control the targeting reaction.

In the first chapter, we show that anionic phospholipids of the inner membrane activate the bacterial SR, FtsY, and favor the late conformational states of the targeting complex conducive to efficient unloading of the cargo. The results of our studies suggest that the lipid bilayer acts as a spatial cue that weakens the interaction of the cargo protein with SRP and primes the complex for unloading its cargo onto SecYEG.

In the second chapter, we focus on the effect of SecYEG on the conformational states and activity of the targeting complex. While phospholipids prime the complex for unloading its cargo, they are insufficient to trigger hydrolysis of GTP and the release of the cargo from the complex. SecYEG modulates the conformation of the targeting complex and triggers the GTP hydrolysis from the complex, thus driving the targeting reaction to completion. The results of this study suggest that SecYEG is not a passive recipient of the cargo protein; rather, it actively releases the cargo from the targeting complex. Together, anionic phospholipids and SecYEG serve distinct yet complementary roles. They spatially control the targeting reaction in a sequential manner, ensuring efficient delivery and unloading of the cargo protein.

In the third chapter, we reconstitute the transfer reaction in vitro and visualize it in real time. We show that the ribosome-nascent chain complex is transferred to SecYEG via a stepwise mechanism with gradual dissolution and formation of the contacts with SRP and SecYEG, respectively, explaining how the cargo is kept tethered to the membrane during the transfer and how its loss to the cytosol is avoided.

In the fourth chapter, we examine interaction of SecYEG with secretory and membrane proteins and attempt to address the role of a novel insertase YidC in this interaction. We show that detergent-solubilized SecYEG is capable of discriminating between the nascent chains of various lengths and engages a signal sequence in a well-defined conformation in the absence of accessory factors. Further, YidC alters the conformation of the signal peptide bound to SecYEG. The results described in this chapter show that YidC affects the SecYEG-nascent chain interaction at early stages of translocation/insertion and suggest a YidC-facilitated mechanism for lateral exit of transmembrane domains from SecYEG into the lipid bilayer.

Estudo da expressão e participação de osteopontina durante a interação taquizoíto de Toxoplasma gondii célula hospedeira.

Toxoplasma gondii é um parasito do filo Apicomplexa que infecta uma grande variedade de hospedeiros, incluindo os humanos. O parasito invade a célula hospedeira por penetração ativa, com a participação das proteínas de suas organelas secretoras durante esse processo. Até o momento, somente um número limitado de proteínas secretoras tem sido descoberto, além disso, as moléculas efetoras envolvidas na invasão e sobrevivência do parasito não estão completamente compreendidas. A osteopontina (OPN) é uma glicofosfoproteína adesiva secretada, multifuncional, que contém o domínio arginina-glicina-ácido aspártico (RGD) de ligação à integrina, que está envolvida em uma variedade de eventos fisiológicos e patológicos, incluindo sinalização e sobrevivência celular. Pela primeira vez, nós demonstramos pelas técnicas de imunofluorescência e imunocitoquímica ultraestrutural que há uma intensa marcação para uma proteína OPN-like nos grânulos densos de taquizoítos de T. gondii extracelulares. O western blotting e o RT-PRC confirmaram a expressão de OPN-like nos taquizoítos. Nossos resultados também mostram que após a invasão dos macrófagos, a proteína OPN-like está localizada na membrana do vacúolo parasitóforo. Esses dados sugerem que os grânulos densos secretam uma proteína OPN-like, e nós podemos especular que essa proteína participa durante o processo de interação do parasito com as células hospedeiras. .

Mechanisms of substrate selection by the signal recognition particle

The signal recognition particle (SRP) targets membrane and secretory proteins to their correct cellular destination with remarkably high fidelity. Previous studies have shown that multiple checkpoints exist within this targeting pathway that allows ‘correct cargo’ to be quickly and efficiently targeted and for ‘incorrect cargo’ to be promptly rejected. In this work, we delved further into understanding the mechanisms of how substrates are selected or discarded by the SRP. First, we discovered the role of the SRP fingerloop and how it activates the SRP and SRP receptor (SR) GTPases to target and unload cargo in response to signal sequence binding. Second, we learned how an ‘avoidance signal’ found in the bacterial autotransporter, EspP, allows this protein to escape the SRP pathway by causing the SRP and SR to form a ‘distorted’ complex that is inefficient in delivering the cargo to the membrane. Lastly, we determined how Trigger Factor, a co-translational chaperone, helps SRP discriminate against ‘incorrect cargo’ at three distinct stages: SRP binding to RNC; targeting of RNC to the membrane via SRP-FtsY assembly; and stronger antagonism of SRP targeting of ribosomes bearing nascent polypeptides that exceed a critical length. Overall, results delineate the rich underlying mechanisms by which SRP recognizes its substrates, which in turn activates the targeting pathway and provides a conceptual foundation to understand how timely and accurate selection of substrates is achieved by this protein targeting machinery.

Efeito de ExoU na ativação de NF-κB e na secreção de IL-8 por células humanas infectadas por Pseudomonas aeruginosa

ExoU, uma citotoxina produzida pelo patógeno oportunista Pseudomonas aeruginosa e translocada para o citossol de células hospedeiras via sistema de secreção do tipo III, é associada à gravidade de infecções agudas. Estudos anteriores realizados em nosso laboratório relataram a potente atividade pró-inflamatória de ExoU, responsável por um intenso recrutamento de neutrófilos para o sítio de infecção. No presente trabalho, o efeito de ExoU na modulação da ativação do fator transcricional NF-κB e na regulação da expressão e da secreção da quimiocina para neutrófilos IL-8 foi avaliado em culturas de células epiteliais respiratórias e endoteliais humanas infectadas com a cepa PA103 de P. aeruginosa (produtora de ExoU) ou com a mutante deletada no gene exoU, PA103κexoU. Análises por RT-PCR semi-quantitativo mostraram que a infecção pela cepa produtora de ExoU levou ao aumento dos níveis de mRNA de IL-8, enquanto ensaios de alteração da mobilidade eletroforética (EMSA), supershift e com gene repórter mostraram que ExoU induziu a translocação nuclear do heterodímero transativador p65/p50 de NF-κB e a ativação da transcrição de genes dependente deste fator transcricional. Adicionalmente, o tratamento das culturas celulares com um inibidor de NF-κB antes da infecção bacteriana reduziu significativamente os níveis de mRNA de IL-8 e da secreção desta quimiocina. Em conjunto, estes resultados mostram que ExoU ativa NF-κB e, consequentemente, estimula a expressão e a secreção de IL-8 por células epiteliais respiratórias e células endoteliais infectadas com P. aeruginosa

Morfo-anatomia foliar comparada de Coccocypselum lanceolatum (RUIZ & PAVON) PERSOON (RUBIACEAE) ocorrente em duas regiões distintas de Mata Atlântica

A Mata Atlântica figura entre os biomas com o maior índice de biodiversidade, mais ameaçados e menos conhecidos cientificamente do planeta. Nesse bioma, a família Rubiaceae se destaca como a quarta mais importante em número de espécies e indivíduos. Com o objetivo de aumentar o conhecimento relativo ao bioma e à família em questão, este trabalho propõe o estudo de Coccocypselum lanceolatum (Ruiz & Pavon) Persoon, uma espécie de hábito herbáceo frequente em diferentes fitofisionomias de Mata Atlântica no estado do Rio de Janeiro. O trabalho visa comparar a estrutura morfo-anatômica da espécie crescendo em Floresta Ombrófila Densa submontana, em região insular e Floresta Ombrófila Densa montana, em região continental. A pesquisa foi desenvolvida em dois remanescentes de Mata Atlântica no estado do Rio de Janeiro: Parque Estadual da Ilha Grande, no município de Angra dos Reis e Parque Ambiental Luiz Simões Lopes, município de Nova Friburgo. Foi feita a avaliação dos seguintes parâmetros ambientais: pluviosidade, temperatura, radiação solar e características do solo. Para a análise morfológica foliar, foram coletadas 25 folhas completamente expandidas, provenientes do 3 ou 4 nós, observando-se a mesma estação climática, entre os meses de maio e junho de 2010 (outono) nos dois sítios de estudo. Para o estudo anatômico foram selecionadas 10 folhas completamente expandidas, provenientes do 3 ou 4 nós, as quais foram fragmentadas nos níveis do pecíolo e terço-médio. Os parâmetros utilizados para a comparação dos materiais provenientes dos diferentes sítios consistiram na espessura total da lâmina foliar, na espessura do mesofilo (m), na espessura dos parênquimas (m), paliçádico e lacunoso, na espessura das epidermes (m) nas faces adaxiais e abaxiais, e nas densidades (mm2) de estômatos e de tricomas. Os resultados obtidos mostram que a espécie apresenta variação intraespecífica, relacionada aos diferentes parâmetros ambientais avaliados em função da origem. Desta forma, foram encontradas diferenças na composição química e física e consequentemente no pH dos solos; a presença de antocianinas em órgãos diferentes das flores e dos frutos no material de Nova Friburgo; diferenças morfológicas e anatômicas relativas às diferenças nos índices pluviométricos, composição do solo e radiação solar

Palinologia e taxonomia dos gêneros Elephantopus L., Orthopappus Gleason e Pseudelephantopus Rohr. (Subtribo Elephantopinae, Vernonieae- Asteraceae) ocorrentes no Brasil

A subtribo Elephantopinae tem sido alvo de poucos estudos taxonômicos e palinológicos, necessitando de uma reavaliação em seus limites. Assim, o presente estudo teve como proposta atualizar e ampliar o conhecimento de 13 espécies de Elephantopinae ocorrentes no Brasil através de um acurado estudo palinológico, da anatomia foliar e taxonômico, promovendo a delimitação das espécies dos gêneros Elephantopus (10 espécies) Orthopappus (uma espécie) e Pseudelephantopus (duas espécies)além de oferecer subsídios para posteriores análises filogenéticas. O material botânico utilizado foi obtido através de exsicatas depositadas nos herbários brasileiros e de material coletado em campo. Os grãos de pólen foram tratados pelo método acetolítico, sendo posteriormente mensurados, descritos, e analisados sob microscopia de luz e eletrônica de varredura. As eletromicrografias foram obtidas de grãos de pólen não acetolisados, as análises taxonômicas baseiam-se na metodologia clássica. A anatomia foliar deu-se através da metodologia usual. Os resultados mostram grãos de pólen médios, 3-porados, de exina equinolofada com malhas poligonais organizadas ou não em Elephantopus e Pseudelephantopus, podendo apresentar interrupção na malha poral em Elephantopus. Em Orthopapus os grãos de pólen são 3-colporados, de sexina subequinolofada. A anatomia foliar possibilitou a separação de E. hirtiflorus e E. riparius através da forma ou contorno da nervura principal (planoconvexo), nas demais espécies o contorno é biconvexo. As espécies apresentaram tricomas capitados bisseriados com 8 células, tricomas filamentosos 3-4 celulares, bem como filamentosos de célula distal globosa ou ovóide em E. biflorus, E. micropappus, E. tomentous e Orthopappus angustifolius. Registrou-se variação na ornamentação da cutícula podendo ser lisa ou estriada entre as espécies, bem como a presença de substâncias pécticas na epiderme e drusas nos parênquimas. Em relação aos microcaracteres florais, foram considerados de importância diagnóstica os lóbulos da corola, que variaram entre glandular, glabro e penicilado, este ultimo apenas em E. hirtiflorus, os ápices das anteras que variaram entre obtuso, retuso em E. hirtiflorus e apiculado, lancelolado em E. mollis e E. racemosus, a base da antera variou entre sagitada, caudada lisa em E. riparius e E. tomentosus e caudada em E. riparius. Os macrocaracteres que apresentaram maior valor taxonômico foram a cipsela e o papus, a organização das coflorescências, o número de flores por capítulo e limbo foliar. Neste trabalho aceitou-se a segregação dos três gêneros, com base nos caracteres analisados

Análise imunohistoquímica dos proteoglicanossindecan, decorin e biglican na próstata normal e hiperplásica

Os mecanismos celulares envolvidos na hiperplasia prostática benigna (HPB) não são bem compreendidos e pouco se sabe sobre como os proteoglicanos estão relacionados com esta condição. Neste estudo foi avaliada a expressão de proteoglicanos de superfície celular e do estroma na HPB. As amostras de próstata com HPB foram colhidas de pacientes submetidos à prostatectomia aberta e ressecção transuretral da próstata (RTUP), enquanto as amostras do grupo controle consistiram na zona de transição de próstatas normais de adultos jovens. Foram usados anticorpos primários anti-sindecan-1, anti-biglican e anti-decorin. A imunomarcação foi avaliada determinando-se a área relativa marcada pelo anticorpo, ou usando-se um escore atribuído à intensidade da coloração. Os resultados mostraram que, no grupo controle, a expressão do sindecan-1 foi mínima ou nula. Na HPB, no entanto, a imunomarcação deste proteoglicano foi intensa e localizada principalmente nas células basais do ácino prostático e com menor intensidade na superfície basolateral das células secretoras. Como não houve diferença entre as amostras obtidas através da prostatectomia aberta e da RTUP, esses grupos foram combinados em um único grupo HPB. A área marcada pelo anticorpo anti-sindecan-1 no epitélio das amostras de HPB foi nove vezes maior do que na próstata normal (p<0,001), e não houve correlações significativas entre a marcação do sindecan-1naHPB e o volume da próstata, o PSA ou a idade do paciente. Quanto ao biglican e ao decorin, a marcação foi exclusivamente no estroma, tanto no grupo controle quanto no grupo HPB, e não houve diferença significativa na extensão e intensidade da coloração entre estes dois grupos. Em conclusão, a imunomarcação do sindecan-1 na HPB é intensa e está localizada no epitélio glandular exclusivamente, mas a intensidade não se correlaciona com o tamanho da próstata ou PSA. A expressão do decorin e do biglican, no entanto, não foi alterada na HPB.

Fenofibrato (agonista PPAR-alfa) induz a formação de células beges no tecido adiposo branco subcutâneo em camundongos obesos induzidos por dieta

O atual quadro de obesidade instalado no mundo estimula o estudo em busca de seu tratamento. O fenofibrato, um agonista PPAR-α, é usado atualmente para tratar a dislipidemia. No entanto, efeitos pleiotrópicos sobre a perda de massa corporal (MC) e redução nos depósitos de gordura necessitam de maiores estudos. O objetivo do trabalho foi examinar os efeitos do agonista PPAR-α fenofibrato sobre o gasto energético, MC, metabolismo de carboidratos, perfil secretor de adipocinas, plasticidade e termogênese do tecido adiposo branco subcutâneo (TABs) em camundongos com obesidade induzida por dieta. Este experimento foi aprovado pelo Comitê de Ética para Experimentação Animal local sob o protocolo CEUA/032/2013. Camundongos machos C57BL/6 de 3 meses foram divididos em dois grupos: dieta padrão (SC, 10% lipídios) e dieta hiperlipídica (HF, 50% de lipídios), as quais foram administradas durante 10 semanas para induzir o sobrepeso. Em seguida, foi iniciado o tratamento com fenofibrato (100 mg/kg MC, adicionado à dieta), formando quatro grupos: SC, SC-F, HF, HF-F. O tratamento teve duração de cinco semanas, com o total de 15 semanas de experimento. A análise estatística utilizou teste t de student no pré-tratamento e one way ANOVA seguida pelo pós-teste de Holm-Sidak durante o tratamento. O two way ANOVA foi utilizado para testar possíveis interações entre dieta e tratamento. O nível de significância P<0,05 foi considerado estatisticamente significativo. O grupo HF apresentou sobrepeso, resistência à insulina, além de remodelamento do tecido adiposo branco subcutâneo (TABs). O fenofibrato atenuou significativamente estes parâmetros (P<0,05). Os grupos tratados apresentaram formação de células beges no TABs, confirmado através de maior expressão gênica do PPAR-α, PPAR-β, PGC1-α, BMP8, UCP-1, PRDM16 e FNDC5/Irisina nos grupos tratados do que em suas contrapartes (P<0,05). O tratamento com fenofibrato também foi capaz de aumentar os niveis plasmáticos de FNDC5/Irisina em ambos os grupos tratados (P<0,005). Os grupos SC-F e HF-F apresentaram aumento do gasto energético, a produção de CO2 e consumo de O2 após o tratamento com fenofibrato (P<0,05). A ativação do PPAR-α parece ser fundamental para provocar browning através da indução da irisina e da transcrição de UCP-1. O fenofibrato restaurou a MC, a sensibilidade à insulina e a morfometria do TABs. Relevantemente, o fenofibrato aumentou a expressão de genes tipicamente expressos no tecido adiposo marrom no TABs, evidenciando a plasticidade do TABs em células beges com capacidade termogênica, caracterizando o browning.

Palinologia e taxonomia de espécies de Praxelis Cass. (subtribo Praxelinae, Eupatorieae-Asteraceae) ocorrentes no Brasil

Asteraceae é a segunda maior família de angiospermas com ca. 25.000 espécies distribuídas por todo mundo. Praxelis é o segundo maior gênero em número de espécies da subtribo Praxelinae, se caracteriza principalmente por apresentar capítulos cilíndricos/campanulados, receptáculo cônico e glabro, cipselas com carpopódio assimétrico e pápus com cerdas numerosas e barbeladas. No Brasil, as espécies predominam no Cerrado. O objetivo do presente trabalho foi analisar a palinologia e a taxonomia das espécies de Praxelis Cass. ocorrentes no Brasil. O material botânico utilizado foi obtido através de exsicatas depositadas nos herbários brasileiros. Os grãos de pólen foram acetolisados, medidos, descritos e ilustrados sob ML. Para observar detalhes da superfície e abertura, grãos de pólen não acetolisados foram analisados em MEV e, posteriormente, eletromicrografados. As peças florais foram colocadas sobre os mesmos suportes metálicos cobertos com fita dupla-face de carbono, previamente numerados. Para análise em MET, os grãos de pólen foram corados em cacodilato tamponado 0,125% OsO4, concentrados em pastilhas de ágar, e foram embebecidos em resina Epon-Araldite. As folhas, a capitulescência, o indumento do pedúnculo e o número de brácteas involucrais foram atributos relevantes para caracterizar as espécies, sobretudo o tamanho do invólucro e sua consistência. Foram caracterizados os grãos de pólen quanto à forma, ao tamanho, ao tipo de abertura, à polaridade e à constituição da exina. Foram descritos como: pequenos a médios, isopolares, oblato-esferoidais a subprolatos, 3(4)-colporados, com margem ornamentada, endoabertura com ou sem constricção, com presença de cávea, a sexina é espinhosa e sempre maior do que a nexina. Portanto, as análises palinológica e taxonômica foram utilizadas para segregar as espécies de Praxelis, porém apenas os atributos morfológicos externos foram mais informativos para diferenciar as espécies desse gênero.

Efeito do Sistema de Secreção do Tipo VI de Pseudomonas aeruginosa em modelo murino de pneumonia aguda

O Sistema de Secreção do Tipo VI (SST6), o mais recente maquinário de secreção descrito em bactérias Gram-negativas, é amplamente distribuído entre as diversas espécies deste grupo de microrganismos. Esse aparato de secreção é capaz de injetar efetores proteicos em células alvo, eucarióticas e procarióticas. Estudos sobre o papel do SST6 na virulência microbiana revelaram que este sistema secretório participa ativamente do estabelecimento de infecções, contribuindo para a sobrevivência das bactérias no interior de fagócitos. O genoma da cepa PAO1 de Pseudomonas aeruginosa apresenta três loci que codificam aparatos de SST6, denominados de H1-SST6, H2-SST6 e H3-SST6, Porém, pouco se sabe sobre a participação do SST6 na patogênese de infecções por P. aeruginosa. Assim, o presente estudo investigou o papel de H1-SST6, H2-SST6 e H3-SST6 durante a infecção pulmonar aguda de camundongos. Para isso, camundongos C57/BL6 foram infectados com diferentes doses de bactérias da cepa selvagem PAO1 ou das cepas mutantes PAO1∆H1, PAO1∆H2, PAO1∆H3 ou PAO1∆H1∆H2∆H3. Após 24 horas, os lavados broncoalveolares (LBAs) de animais controle e infectados foram recuperados para a contagem de leucócitos totais e polimorfonucleares e para a quantificação, por ELISA, da quimiocina para neutrófilos, KC, e das citocinas pró-inflamatórias IL-1β e TNF-α. Em outros experimentos, os pulmões, fígados, baços e rins dos animais foram macerados para a pesquisa da carga bacteriana e da disseminação sistêmica das bactérias. A citotoxicidade do SST6 foi determinada, in vitro, em neutrófilos humanos, pela marcação com iodeto de propídeo (PI) e anexina-V seguida da análise em citometria de fluxo. Os resultados mostraram que a inativação dos três SST6 reduziu significativamente a concentração de neutrófilos nos LBAs quando os animais foram infectados com 10⁷ Unidades Formadoras de Colônias de P. aeruginosa. Nesta dose, foi observado que as medianas do número de bactérias detectadas nos animais infectados com as mutantes no SST6 foram menores do que as detectadas nos animais infectados com a cepa parental PAO1. As mutações no SST6 não afetaram a disseminação sistêmica da bactéria. A pesquisa da secreção de citocinas pró-inflamatórias mostrou que, embora tenha sido observada uma redução nas medianas das concentrações de TNF-α nos LBAs de camundongos infectados com a cepa PAO1∆H1∆H2∆H3, em relação aos LBAs de camundongos infectados com a cepa parental, essa diferença não foi significativa. Como a pesquisa de IL-1β e KC não contribuiu para a elucidação dos mecanismos envolvidos na redução da concentração de neutrófilos nos LBAs dos camundongos infectados pela cepa tripla mutante, foi pesquisado o possível efeito do SST6 na morte de neutrófilos humanos. Os resultados mostraram que não houve diferenças significativas quando as diferentes amostras de células infectadas foram comparedas entre si. Em conclusão, os resultados do presente estudo mostraram que o SST6 pode interferir na resposta de neutrófilos durante a pneumonia aguda, mas estudos adicionais são necessários para determinar o papel deste mecanismo de secreção na patogênese de P. aeruginosa.

Oogenesis and spawn formation in the invasive lionfish, Pterois miles and Pterois volitans

The Indo-Pacific lionfish, Pterois miles and P. volitans, have recently invaded the U.S. east coast and the Caribbean and pose a significant threat to native reef fish communities. Few studies have documented reproduction in pteroines from the Indo-Pacific. This study provides a description of oogenesis and spawn formation in P. miles and P. volitans collected from offshore waters of North Carolina, U.S.A and the Bahamas. Using histological and laboratory observations, we found no differences in reproductive biology between P. miles and P. volitans. These lionfish spawn buoyant eggs that are encased in a hollow mass of mucus produced by specialized secretory cells of the ovarian wall complex. Oocytes develop on highly vascularized peduncles with all oocyte stages present in the ovary of spawning females and the most mature oocytes placed terminally, near the ovarian lumen. Given these ovarian characteristics, these lionfish are asynchronous, indeterminate batch spawners and are thus capable of sustained reproduction throughout the year when conditions are suitable. This mode of reproduction could have contributed to the recent and rapid establishment of these lionfish in the northwestern Atlantic and Caribbean.

白杄花粉管胞吞/胞吐动态及其与细胞壁构建的关系

在有花植物受精过程中，具有顶端极性生长特性的花粉管是雄性生殖单位的载体，同时也是研究细胞生长分子调控机理的理想体系。与被子植物相比，裸子植物花粉具有萌发时间长、花粉管生长缓慢等特点。对于裸子植物花粉萌发和花粉管生长的机理，目前人们尚不十分清楚。本文将以裸子植物白杄（Picea meyeri）花粉为材料，应用不同浓度的分泌系统干扰剂Brefeldin A处理，并通过细胞学和生理生化方法，其中包括普通光学显微镜、荧光显微镜、激光扫描共聚焦显微镜、显微红外光谱（FTIR）和透射电镜（TEM）等技术，对其花粉萌发和花粉管生长过程中胞吞胞吐的调控，以及与细胞壁建成的关系等进行较为系统的研究，旨在为进一步揭示裸子植物花粉管发育的调控机理提供参考。 首先比较观察了各种细胞器在白杄与被子植物花粉管中的分布差异。经FM4-64探针标记结果表明，在正常生长的白杄花粉管顶端存在分泌小泡积累的透明区，但与被子植物比较起来，此透明区在花粉管中所占比例较小，且不呈倒“V”字型。在透射电镜下观察发现，其花粉管顶端透明区内分泌小泡的分布密度远低于被子植物。另外，在白杄花粉管中，线粒体的分布一般靠近细胞壁的地方，高尔基体分布较为分散，而内质网的分布则不具方向性。 其次，研究了BFA对白杄花粉萌发和花粉管生长的影响，特别是对其花粉管生长过程中的胞吐/胞吞作用。通常在正常生长的白杄花粉管中，用FM4-64标记后发现，在其顶端形成与透明区对应的荧光亮区;超微结构显示，在花粉管顶端进行旺盛的胞吐作用，许多分泌小泡正与质膜融合，以及分布有大量显示高分泌活性的壁旁体（PB）等。而经过BFA处理后，花粉的萌发和花粉管的生长均受到严重抑制，花粉管出现了弯曲（波状生长）或顶端膨大等异常形态，同时还干扰了FM4-64在花粉管顶端的标记模式。另外，花粉管顶端分泌小泡数量减少，透明区内充满线粒体、高尔基体和空泡等一些大的细胞器，壁旁体也随之消失，其中高尔基体呈现解体或弯曲的异常形态，在其周围的分泌小泡数量大大减少，内质网出现膨胀和核糖体脱落等;同时胞吐活性标志性酶——酸性磷酸酶的活性也随之降低。通过对FM4-64的染料吸收实验表明，BFA对胞吞有明显的促进作用。由上可见，BFA对白杄花粉管生长过程中的胞吐和胞吞作用起了相反的影响， BFA正是通过扰乱花粉管生长过程中的分泌途径来抑制其花粉管的生长。 最后，检测了白杄花粉管分泌途径紊乱后，管壁物质合成的变化情况。通过FTIR光谱分析表明，BFA处理后花粉管壁化学组分发生了变化，例如蛋白质和多糖含量明显减少，而且与蛋白比较起来，多糖的含量下降更为明显，尤其是在顶端。蛋白和多糖含量的下降导致花粉管壁的组成结构不够致密。由SDS-PAGE的结果显示， BFA抑制后，花粉管壁中糖蛋白的含量下降了60%，同时很多壁蛋白条带在BFA处理后不表达或含量减少。通过对花粉管壁多糖成分的研究表明，BFA处理还导致纤维素含量下降，而胼胝质在花粉管顶端积累。用识别AGPs的LM6和识别酸性果胶的JIM5对花粉管进行标记，发现BFA处理后AGPs的环状分布消失，酸性果胶质在顶端的含量也明显减少，但在胞质内却形成一些小的分隔亮点（compartments）。 综上所述，导致裸子植物白杄花粉管生长缓慢的原因，可能与其顶端透明区较小、分泌小泡数量少等有关。另外，从白杄花粉管的细胞质状态和细胞器分布上看，虽然与被子植物相比差异较大，但在其正常生长中仍能进行旺盛地胞吐和胞吞过程。经BFA处理后引起花粉管内分泌系统的紊乱，致使管壁物质不能正常合成，从而导致花粉管的停滞生长。