Effects of 3 weeks GMP oral administration on glutamatergic parameters in mice neocortex

Overstimulation of the glutamatergic system (excitotoxicity) is involved in various acute and chronic brain diseases. Several studies support the hypothesis that guanosine-5'-monophosphate (GMP) can modulate glutamatergic neurotransmission. The aim of this study was to evaluate the effects of chronically administered GMP on brain cortical glutamatergic parameters in mice. Additionally, we investigated the neuroprotective potential of the GMP treatment submitting cortical brain slices to oxygen and glucose deprivation (OGD). Moreover, measurements of the cerebrospinal fluid (CSF) purine levels were performed after the treatment. Mice received an oral administration of saline or GMP during 3 weeks. GMP significantly decreases the cortical brain glutamate binding and uptake. Accordingly, GMP reduced the immunocontent of the glutamate receptors subunits, NR2A/B and GluR1 (NMDA and AMPA receptors, respectively) and glutamate transporters EAAC1 and GLT1. GMP treatment significantly reduced the immunocontent of PSD-95 while did not affect the content of Snap 25, GLAST and GFAP. Moreover, GMP treatment increased the resistance of neocortex to OGD insult. The chronic GMP administration increased the CSF levels of GMP and its metabolites. Altogether, these findings suggest a potential modulatory role of GMP on neocortex glutamatergic system by promoting functional and plastic changes associated to more resistance of mice neocortex against an in vitro excitotoxicity event.

Structure of the PilZ-FimXEAL-c-di-GMP complex responsible for the regulation of bacterial type IV pilus biogenesis

Signal transduction pathways mediated by cyclic-bis(3'→5')-dimeric GMP (c-di-GMP) control many important and complex behaviors in bacteria. C-di-GMP is synthesized through the action of GGDEF domains that possess diguanylate cyclase activity and is degraded by EAL or HD-GYP domains with phosphodiesterase activity. There is mounting evidence that some important c-di-GMP-mediated pathways require protein-protein interactions between members of the GGDEF, EAL, HD-GYP and PilZ protein domain families. For example, interactions have been observed between PilZ and the EAL domain from FimX of Xanthomonas citri (Xac). FimX and PilZ are involved in the regulation of type IV pilus biogenesis via interactions of the latter with the hexameric PilB ATPase associated with the bacterial inner membrane. Here, we present the crystal structure of the ternary complex made up of PilZ, the FimX EAL domain (FimXEAL) and c-di-GMP. PilZ interacts principally with the lobe region and the N-terminal linker helix of the FimXEAL. These interactions involve a hydrophobic surface made up of amino acids conserved in a non-canonical family of PilZ domains that lack intrinsic c-di-GMP binding ability and strand complementation that joins β-sheets from both proteins. Interestingly, the c-di-GMP binds to isolated FimXEAL and to the PilZ-FimXEAL complex in a novel conformation encountered in c-di-GMP-protein complexes in which one of the two glycosidic bonds is in a rare syn conformation while the other adopts the more common anti conformation. The structure points to a means by which c-di-GMP and PilZ binding could be coupled to FimX and PilB conformational states

Characterization of GMP-17, a granule membrane protein that moves to the plasma membrane of natural killer cells following target cell recognition.

Cytotoxic lymphocytes are characterized by their inclusion of cytoplasmic granules that fuse with the plasma membrane following target cell recognition. We previously identified a cytotoxic granule membrane protein designated p15-TIA-1 that is immunochemically related to an RNA-recognition motif (RRM)-type RNA-binding protein designated p40-TIA-1. Although it was suggested that p15-TIA-1 might be derived from p40-T1A-1 by proteolysis, N-terminal amino acid sequencing of p15-TIA-1 immunoaffinity purified from a natural killer (NK) cell line by using monoclonal antibody (mAb) 2G9 revealed that p15-T1A-1 is identical to the deduced amino acid sequence of NKG7 and GIG-1, cDNAs isolated from NK cells and granulocyte-colony-stimulating factor-treated mononuclear cells, respectively. Epitope mapping revealed that mAb 2G9 recognizes the C terminus of p15-T1A-1 and p40-T1A-1. The deduced amino acid sequence of p15-T1A-1/NKG7/GIG-1 predicts that the protein possesses four transmembrane domains, and immuno-electron microscopy localizes the endogenous protein to the membranes of cytotoxic granules in NK cells. Given its subcellular localization, we propose to rename-this protein GMP-17, for granule membrane protein of 17 kDa. Immunofluorescence microscopy of freshly isolated NK cells confirms this granular localization. Target cell-induced NK cell degranulation results in translocation of GMP-17 from granules to the plasma membrane, suggesting a possible role for GMP-17 in regulating the effector function of lymphocytes and neutrophils.

Mapeamento global de interações proteicas nas vias de sinalização mediadas por c-di-GMP de Pseudomonas aeruginosa

A persistência bacteriana correlacionada à formação de biofilmes bacterianos é, há algum tempo, fonte de grande preocupação médica em virtude de sua ampla associação com a dificuldade de tratamento de infecções crônicas. Por outro lado, as perspectivas de utilização de biofilmes bacterianos em novas aplicações biotecnológicas e até mesmo para fins terapêuticos são promissoras. Há, portanto, grande interesse em compreender os mecanismos que levam as células bacterianas a deixar o estado planctônico, de vida livre, e associarem-se nesses conglomerados celulares altamente complexos. Ao longo das últimas décadas, o segundo mensageiro c-di-GMP – em conjunto com as moléculas que catalisam sua síntese (diguanilato ciclases) e sua degradação (fosfodiesterases) e seus receptores – estabeleceu-se como um elemento central de regulação de uma série de respostas celulares que determinam a formação ou a dispersão de biofilmes. Curiosamente, as proteínas que participam do metabolismo deste segundo mensageiro estão, frequentemente, codificadas múltiplas vezes em um mesmo genoma bacteriano. Em vista dessa observação, estudos mais recentes apontam que, para reger paralelamente uma variedade tão ampla de fenótipos, este sistema opera em modo de alta especificidade de sinalização e que, portanto, o sinal metabolizado por determinados conjuntos de diguanilato ciclases e fosfodiesterases tem alvos celulares específicos. Evidências robustas, porém isoladas até o momento, apontaram que um dos meios pelo qual ocorre a segregação entre sinal produzido e alvo específico é a interação direta entre as proteínas componentes das vias de sinalização. Mais, demonstrou-se que, em algumas vias, a transmissão de sinal ocorre exclusivamente via interação proteica, dispensando a intermediação do sinalizador em si. Para avaliar a validade e relevância global deste mecanismo, propôs-se, neste estudo, a investigação da rede total de interações entre as proteínas tipicamente associadas às vias de sinalização por c-di-GMP em Pseudomonas aeruginosa, utilizando ensaios de duplo-hibrido bacteriano. Para tanto, foram construídas duas bibliotecas de DNA direcionadas e foram feitos testes de interação de forma estratégica para possibilitar o esgotamento e averiguação de todas as possíveis interações entre as proteínas alvo identificadas. O resultado obtido, um mapa inicial, porém abrangente, da rede de interações proteicas em P. aeruginosa, indica uma grande probabilidade de que os mecanismos previamente descritos sejam realmente recorrentes e relevantes para o intermédio da sinalização nesse organismo. Algumas das interações mais robustas encontradas são bastante interessantes e serão, em estudos futuros, mais extensivamente estudadas.

Selective recognition of cyclic GMP using a fluorescence-based molecularly imprinted polymer

Guanosine 3′,5′-cyclic monophosphate (cGMP) plays a role as a second messenger in many different biological systems. Given the ubiquitous nature of cGMP, a simple method of detecting cGMP is of interest. To that end a fluorescent polymer with recognition sites for cGMP has been prepared. Its selectivity and sensitivity were investigated and a dose-dependant decrease in fluorescence of the polymer in the presence of cGMP was observed. In contrast, virtually no effect was detected upon application of the structurally similar molecules, guanosine 5′-monophosphate (GMP) and adenosine 3′,5′-cyclic monophosphate (cAMP), thus demonstrating the high selectivity of this polymer. The association constant for the binding of cGMP to the imprinted polymer was determined in order of 3 × 10 5 M -1. A fluorescent, molecularly imprinted polymer that selectively recognises cGMP may have a useful application as a fluorescent chemosensor for cGMP detection in biological samples.

A SUBSET OF 3´ TO 5´ EXORIBONUCLEASES ARE THE PRIMARY ENZYMES RESPONSIBLE FOR THE DEGRADATION OF PGPG IN CYCLIC DI-GMP SIGNALING

Bis-(3´-5´)-cyclic dimeric guanosine monophosphate, or cyclic di-GMP (c-di-GMP) is a ubiquitous bacterial second messenger that regulates processes such biofilm formation, motility, and virulence. C-di-GMP is synthesized by diguanylate cyclases (DGCs), while phosphodiesterases (PDE-As) end signaling by linearizing c-di-GMP to 5ʹ-phosphoguanylyl-(3ʹ,5ʹ)-guanosine (pGpG), which is then hydrolyzed to two GMPs by previously unidentified enzymes termed PDE-Bs. To identify the PDE-B responsible for pGpG turnover, a screen for pGpG binding proteins in a Vibrio cholerae open reading frame library was conducted to identify potential pGpG binding proteins. This screen led to identification of oligoribonuclease (Orn). Purified Orn binds to pGpG and can cleave pGpG to GMP in vitro. A deletion mutant of orn in Pseudomonas aeruginosa was highly defective in pGpG turnover and accumulated pGpG. Deletion of orn also resulted in accumulation c-di-GMP, likely through pGpG-mediated inhibition of the PDE-As, causing an increase in c-di-GMP-governed auto-aggregation and biofilm. Thus, we found that Orn serves as the primary PDE-B enzyme in P. aeruginosa that removes pGpG, which is necessary to complete the final step in the c-di-GMP degradation pathway. However, not all bacteria that utilize c-di-GMP signaling also have an ortholog of orn, suggesting that other PDE-Bs must be present. Therefore, we asked whether RNases that cleave small oligoribonucleotides in other species could also act as PDE-Bs. NrnA, NrnB, and NrnC can rapidly degrade pGpG to GMP. Furthermore, they can reduce the elevated aggregation and biofilm formation in P. aeruginosa ∆orn. Together, these results indicate that rather than having a single dedicated PDE-B, different bacteria utilize distinct RNases to cleave pGpG and complete c-di-GMP signaling. The ∆orn strain also has a growth defect, indicating changes in other regulatory processes that could be due to pGpG accumulation, c-di-GMP accumulation, or another effect due to loss of Orn. We sought to investigate the genetic pathways responsible for these growth defect phenotypes by use of a transposon suppressor screen, and also investigated transcriptional changes using RNA-Seq. This work identifies that c-di-GMP degradation intersects with RNA degradation at the point of the Orn and the functionally related RNases.

Método GMP-RAM para avaliação dos riscos ambientais: estudo de caso das nanotecnologias.

A Nanotecnologia está baseada na crescente capacidade da tecnologia moderna de manipular átomos e partículas na nanoescala com o objetivo de criar novos materiais e desenvolver novos produtos e processos. Ela promete grandes avanços nas mais diversas áreas de atuação, desde a Medicina à Engenharia de Materiais. Apesar das nanotecnologias apresentarem propriedades físicas diferentes dos seus correspondente convencionais, ainda não existem metodologias que permitam a avaliação dos riscos associados ao seu emprego e liberação no meio ambiente. Neste cenário, o presente trabalho propõe o emprego e adequação de uma Metodologia comumente empregada para a Avaliação de Risco de Transgênicos para o caso das Nanotecnologias.

Avaliação dos riscos alimentares e ambientais: estudo de caso da soja geneticamente modificada utilizando o método GMP-RAM.

A avaliação da segurança é essencial para a pesquisa e desenvolvimento das plantas geneticamente modificadas (PGMs), incluindo a análise dos riscos potenciais do plantio ou das práticas relacionadas ao seu cultivo para o meio ambiente e seus efeitos para a saúde humana e animal de maneira comparativa com a variedade convencional. O emprego do método GMP ? RAM (Risk Assessment Method for Genetically Modified Plants), a primeira metodologia para avaliação caso a caso dos riscos de PGMs, possibilita a adoção de medidas para evitar ou controlar tal risco. A possibilidade de inserir indicadores específicos para a avaliação da PGM em questão e a necessidade de elaborar a lista de recomendações a partir dos resultados levantados permite uma análise caso a caso do evento. Neste trabalho, foi realizado o estudo de caso da segurança alimentar e ambiental da Soja Roundup Read, que evidenciou a inexistência de risco potencial desde que medidas de manejo e monitoramento sejam seguidas.

A proposed impact assessment method for genetically modified plants (AS-GMP Method).

An essential step in the development of products based on biotechnology is an assessment of their potential economic impacts and safety, including an evaluation of the potential impact of transgenic crops and practices related to their cultivation on the environment and human or animal health. The purpose of this paper is to provide an assessment method to evaluate the impact of biotechnologies that uses quantifiable parameters and allows a comparative analysis between conventional technology and technologies using GMOs. This paper introduces amethod to performan impact analysis associatedwith the commercial release and use of genetically modified plants, the Assessment SystemGMPMethod. The assessment is performed through indicators that are arranged according to their dimension criterion likewise: environmental, economic, social, capability and institutional approach. To perform an accurate evaluation of the GMP specific indicators related to genetic modification are grouped in common fields: genetic insert features, GMplant features, gene flow, food/feed field, introduction of the GMP, unexpected occurrences and specific indicators. The novelty is the possibility to include specific parameters to the biotechnology under assessment. In this case by case analysis the factors ofmoderation and the indexes are parameterized to perform an available assessment.

Método Gmp-Ram para avaliação caso a caso dos riscos alimentares e ambientais da soja geneticamente modificada.

A avaliação da segurança é essencial para a pesquisa e desenvolvimento das Plantas Geneticamente Modificadas (PGMs). A análise dos riscos potenciais das plantas transgênicas ou das práticas relacionadas ao seu cultivo para o meio ambiente e para a saúde humana e animal, comparativamente com a variedade convencional, possibilita a adoção de medidas para evitar ou controlar tal risco. O método GMP - RAM é a primeira metodologia formulada para avaliação caso a caso dos riscos de PGMs. A possibilidade de inserir indicadores específicos para a avaliação da PGM em questão e a necessidade de elaborar a lista de recomendações a partir dos resultados levantados permite uma análise caso a caso do evento, neste trabalho foi realizado o estudo de caso da segurança alimentar e ambiental da Soja Roundup Read.

Estudo de caso da avaliação dos riscos alimentares e ambientais da soja geneticamente modificada - método GMP-RAM para avaliação caso a caso dos riscos de plantas geneticamente modificadas.

A avaliação da segurança é essencial para a pesquisa e desenvolvimento das plantas geneticamente modificadas (PGMs), incluindo a análise dos riscos potenciais das plantas ou das práticas relacionadas ao seu cultivo para o meio ambiente e efeitos para a saúde humana e animal de maneira comparativa com a variedade convencional. O método GMP ? RAM (Risk Assessment Method for Genetically Modified Plants), é a primeira metodologia para avaliação caso a caso dos riscos de PGMs, a partir desta análise, possibilita a adoção de medidas para evitar ou controlar tal risco. A possibilidade de inserir indicadores específicos para a avaliação da PGM em questão e a necessidade de elaborar a lista de recomendações a partir dos resultados levantados permite uma análise caso a caso do evento, neste trabalho foi realizado o estudo de caso da segurança alimentar e ambiental da Soja Roundup Read.

Avaliação dos riscos alimentares e ambientais empregando o método GMP-RAM: Estudo de caso do milho geneticamente modificado.

2008

Emprego do método GMP-RAM para avaliação dos riscos ambientais causados pelo uso de biopesticidas.

2008

Avaliação dos riscos associados ao uso de agrotóxicos empregando o método GMP-RAM.

2008

Estudo de caso da avaliação dos riscos alimentares e ambientais da soja geneticamente modificada - método GMP-RAM para avaliação caso a caso dos riscos de plantas geneticamente modificadas.

2008