Characterization of Actinobacillus pleuropneumoniae antiviral effect against porcine reproductive and respiratory syndrome virus in porcine alveolar macrophages.

Le syndrome reproducteur et respiratoire porcin (SRRP) est la maladie infectieuse la plus économiquement importante de l’industrie porcine. Une étude récente a démontré que le surnageant de culture d’Actinobacillus pleuropneumoniae (App) inhibe l’infection du virus SRRP (VSRRP) in vitro dans des cellules de singe. L’objectif de cette étude est de démontrer l’effet antiviral d’App contre le VSRRP dans les cellules cibles du virus in vivo: les macrophages alvéolaires porcins (MAPs) et d’étudier les mécanismes spécifiques impliqués lors de l’inhibition virale. Les MAPs ont été traités avec App, avant et après l’infection avec le VSRRP. À différents temps post-infection, la réplication et la transcription du génome viral ont été quantifiées. L’expression des interférons (IFN) type I et II, ainsi que le profil protéomique en présence ou absence d’App ont été évalués. L’expression de certaines protéines a été confirmée par immunobuvardage et immunofluorescence (IF). Les résultats ont démontré que l’effet antiviral d’App n’est pas via l’induction des IFN type I et II. App inhibe l’infection virale dans MAPs avant la réplication et la transcription du génome viral, ce qui indique qu’App inhibe précocement le cycle réplicatif viral. Le profil protéomique a révélé qu’App augmentait l’expression de la cofiline, une protéine qui provoque la dépolymérisation de l’actine. De plus, ce phénomène de dépolymérisation a été confirmé par IF. Le traitement des MAPs avec la cytochalasin D (un composé qui provoque la fragmentation des microfilments) a démontré que comme pour App, cette drogue inhibe la réplication virale. Les résultats obtenus suggèrent que l’effet antiviral d’App est via l'activation de la cofiline et dépolymérisation de l’actine, affectant probablement l’endocytose du VSRRP.

Les cellules endothéliales peuvent acquérir un phénotype mésenchymateux associé avec l’expression de la protéine nestine dans un modèle d’hypertrophie cardiaque et de fibrose réactive

L’hypertrophie cardiaque représente la réponse primaire du cœur dans le but d’améliorer la fonction cardiaque qui est compromise suite à un accident ischémique ou une surcharge hémodynamique. Cependant, l’hypertrophie cardiaque a pour conséquence pathologique la fibrose réactive, qui est caractérisée par la synthèse incontrôlée et le dépôt du collagène par les myofibroblastes. Ainsi, l’accumulation accrue du collagène dans le cœur hypertrophié mène à l’augmentation de la rigidité cardiaque et la détérioration progressive de la fonction contractile du cœur. Plusieurs études ont démontré que la protéine nestine, appartenant à la famille des filaments intermédiaires, est ré-exprimée dans les myofibroblastes durant la fibrose réparative et est impliquée dans la prolifération cellulaire. Basée sur ces observations, cette étude teste l’hypothèse selon laquelle nestine est induite dans les myofibroblastes suivant le développement de la fibrose réactive dans le cœur des rats ayant subi une constriction aortique supra-rénale. Deux semaines suivant une constriction aortique supra-rénale chez le rat, un patron d’hypertrophie concentrique cardiaque a été observé et associé avec une réponse de fibrose réactive caractérisée par le dépôt accru de collagène dans le tissu interstitiel et la région péri-vasculaire de nombreux vaisseaux sanguins cardiaques. De plus, les niveaux de la protéine nestine sont augmentés significativement dans les cœurs des rats hypertrophiés, et ce, de façon corrélative avec la pression artérielle moyenne et la pression systolique du ventricule gauche. Les techniques d’immunofluorescences ont révélé une apparition accrue des cellules immunoréactives à nestine, qui présentent un phénotype mésenchymateux caractérisé par la co-expression de collagène dans le tissu interstitiel et la région péri-vasculaire des cœurs hypertrophiés. Ces données suggèrent que les fibroblastes résidents peuvent exprimer la protéine nestine ou que l’expression de nestine est induite en réponse aux facteurs pro-fibrotiques impliqués dans la fibrose réactive. En effet, l’exposition des myofibroblastes normaux et des myofibroblastes isolés des cœurs hypertrophiés à l’AII, TGF-B1 et EGF augmente significativement l’expression de la protéine nestine, tandis que l’expression de l’α-SMA demeure inchangée. De plus, de manière prédominante dans le cœur hypertrophié, des cellules non-vasculaires CD31(+) ont été détectées dans le tissu interstitiel et la région péri-vasculaire. Ces cellules co-expriment nestine et collagène suggérant une transition des cellules endothéliales vers un phénotype mésenchymateux. Finalement, la protéine nestine, sous sa forme filamenteuse, a été détectée dans les cellules endothéliales de l’artère coronaire humaine et leur exposition au TGF-B1, induit l’expression de collagène. En revanche, l’expression de collagène a été détectée dans les cellules microvasculaires de rats CD31(+), alors que l’expression de nestine est absente. En réponse aux traitements de TGF-B1 et EGF, l’expression de nestine, sous sa forme non-filamenteuse, est détectée dans les cellules microvasculaires de rats. Collectivement, ces données supportent la prémisse selon laquelle la réponse de fibrose réactive dans les cœurs hypertrophiés, suite à une constriction aortique supra-rénale, est attribuée en partie à l’augmentation de l’apparition des cellules mésenchymateuses positives à l’expression de nestine qui proviennent des fibroblastes résidents du ventricule. De plus, les données in vivo et in vitro suggèrent que les cellules endothéliales déplacées représentent une source additionnelle des cellules mésenchymateuses nestine(+) dans le cœur hypertrophié et contribuent au développement de la fibrose réactive. Cibler la protéine nestine peut représenter une approche thérapeutique afin d’atténuer la réponse de fibrose réactive indépendamment de l’origine des cellules mésenchymateuses.

Vom Biofilm zur planktonischen Lebensform

Im ersten Teil dieser Dissertation stand die Analyse der Motilitätsentwicklung bei Vertretern der Gattung Methylobacterium im Vordergrund. Diese zu den pink pigmentierten fakultativ methylotrophen Mikroorganismen (PPFMs) gehörenden Prokaryoten sind in der Umwelt weit verbreitet. Besonders häufig besiedeln die Mikroben pflanzliche Oberflächen und können als so genannte Phytosymbionten in einer wechselseitigen Beziehung zu pflanzlichen Organismen stehen. In aquatischer Umgebung können Methylobakterien Flagellen aufweisen. Hierbei handelt es sich um spezielle Fortbewegungsorganellen, die den Mikroben eine aktive Beweglichkeit ermöglichen. Die Ausbildung polarer Einzelflagellen bei Methylobacterium-Zellen in planktonischer Lebensweise konnte unter Anwendung verschiedener mikroskopischer Techniken dokumentiert werden. Quantitative Beweglichkeitsstudien zeigten einen charakteristischen Entwicklungsverlauf, korreliert mit den Wachstumsphasen der Bakterienkulturen und machten deutlich, dass die Motilitätsrate durch Umweltfaktoren, wie z. B. die Nährstoffversorgung, beeinflusst werden kann. Es konnte gezeigt werden, dass die Pflanzen-assoziierten PPFMs in der Lage sind, zwischen einer sessilen und planktonischen Lebensweise zu wechseln und dass sowohl die zelluläre Beweglichkeit als auch die Biofilm-Bildung der Prokaryoten ein reversibles, reaktivierbares Verhalten darstellt. Weiterhin konnte belegt werden, dass die Motilität der epiphytischen Mikroben bezüglich der Besiedelung von Pflanzen, z. B. bei der Ausbreitung auf Keimblatt-Oberflächen von Sonnenblumen (Helianthus annuus), keine zentrale Rolle spielt und eine endophytische Lebensweise unwahrscheinlich ist. Ziel der Arbeit war weiterhin die Charakterisierung und Identifizierung eines aus der Phyllosphäre der Echten Feige (Ficus carica, Standort Griechenland) isolierten Bakterien-Stammes (Mtb. sp. Fc1). Die fakultativ methylotrophe Stoffwechseleigenschaft, sowie die auffällige rötliche Pigmentierung belegen, dass es sich um einen Vertreter der PPFMs handelt. Die Analyse morphologischer, physiologischer und biochemischer Eigenschaften bestätigte in Übereinstimmung mit molekularphylogenetischen Untersuchungen zur Klassifizierung und taxonomischen Einordnung, dass es sich um Pflanzen-assoziierte Mikroben der Gattung Methylobacterium handelt. Analysen der 16S rDNA sowie partieller Sequenzen der für Methylobakterien etablierten Marker-Gene mxaF und gyrB verdeutlichten die phylogenetische Stellung und die evolutionären Beziehungen des Ficus-Isolates. Obwohl enge Verwandtschaftsverhältnisse zu anderen Methylobacterium-Arten ermittelt werden konnten, war eine Identifizierung als valide beschriebene Spezies nicht möglich. Die Resultate legen den Schluss nahe, dass es sich um eine neue, unbeschriebene Spezies der epiphytisch lebenden Methylobakterien handelt.

Vegetative and reproductive morphology of Kallymenia patens (Kallymeniaceae, Rhodophyta) in the Mediterranean Sea

Reproductive morphology of the Mediterranean red alga Kallymenia patens is described for the first time, confirming its position in the genus. K. patens is characterized by a non-procarpic female reproductive apparatus, carpogonial branch systems consisting of supporting cells bearing both three-celled carpogonial branches and subsidiary cells that lack a hypogynous cell and carpogonium; fusion cells develop numerous connecting filaments, and tetrasporangia are scattered over the thallus and are probably cruciately divided. Old fertile spathulate specimens of K. patens are morphologically similar to K. spathulata, but they can be distinguished by the length of spathulated proliferations (up to 0.6 cm and 6 cm, respectively), the length of inner cortical cells (up to 70 and 30 μm, respectively), and the gonimoblast location (in proliferations from the perennial part of the blade and over all the thallus surface, respectively)

A dynamic knowledge-based decision support system to handle solids separation problems in activated sludge systems: development and validation

El sistema de fangs activats és el tractament biològic més àmpliament utilitzat arreu del món per la depuració d'aigües residuals. El seu funcionament depèn de la correcta operació tant del reactor biològic com del decantador secundari. Quan la fase de sedimentació no es realitza correctament, la biomassa no decantada s'escapa amb l'efluent causant un impacte sobre el medi receptor. Els problemes de separació de sòlids, són actualment una de les principals causes d'ineficiència en l'operació dels sistemes de fangs activats arreu del món. Inclouen: bulking filamentós, bulking viscós, escumes biològiques, creixement dispers, flòcul pin-point i desnitrificació incontrolada. L'origen dels problemes de separació generalment es troba en un desequilibri entre les principals comunitats de microorganismes implicades en la sedimentació de la biomassa: els bacteris formadors de flòcul i els bacteris filamentosos. Degut a aquest origen microbiològic, la seva identificació i control no és una tasca fàcil pels caps de planta. Els Sistemes de Suport a la Presa de Decisions basats en el coneixement (KBDSS) són un grup d'eines informàtiques caracteritzades per la seva capacitat de representar coneixement heurístic i tractar grans quantitats de dades. L'objectiu de la present tesi és el desenvolupament i validació d'un KBDSS específicament dissenyat per donar suport als caps de planta en el control dels problemes de separació de sòlids d'orígen microbiològic en els sistemes de fangs activats. Per aconseguir aquest objectiu principal, el KBDSS ha de presentar les següents característiques: (1) la implementació del sistema ha de ser viable i realista per garantir el seu correcte funcionament; (2) el raonament del sistema ha de ser dinàmic i evolutiu per adaptar-se a les necessitats del domini al qual es vol aplicar i (3) el raonament del sistema ha de ser intel·ligent. En primer lloc, a fi de garantir la viabilitat del sistema, s'ha realitzat un estudi a petita escala (Catalunya) que ha permès determinar tant les variables més utilitzades per a la diagnosi i monitorització dels problemes i els mètodes de control més viables, com la detecció de les principals limitacions que el sistema hauria de resoldre. Els resultats d'anteriors aplicacions han demostrat que la principal limitació en el desenvolupament de KBDSSs és l'estructura de la base de coneixement (KB), on es representa tot el coneixement adquirit sobre el domini, juntament amb els processos de raonament a seguir. En el nostre cas, tenint en compte la dinàmica del domini, aquestes limitacions es podrien veure incrementades si aquest disseny no fos òptim. En aquest sentit, s'ha proposat el Domino Model com a eina per dissenyar conceptualment el sistema. Finalment, segons el darrer objectiu referent al seguiment d'un raonament intel·ligent, l'ús d'un Sistema Expert (basat en coneixement expert) i l'ús d'un Sistema de Raonament Basat en Casos (basat en l'experiència) han estat integrats com els principals sistemes intel·ligents encarregats de dur a terme el raonament del KBDSS. Als capítols 5 i 6 respectivament, es presenten el desenvolupament del Sistema Expert dinàmic (ES) i del Sistema de Raonament Basat en Casos temporal, anomenat Sistema de Raonament Basat en Episodis (EBRS). A continuació, al capítol 7, es presenten detalls de la implementació del sistema global (KBDSS) en l'entorn G2. Seguidament, al capítol 8, es mostren els resultats obtinguts durant els 11 mesos de validació del sistema, on aspectes com la precisió, capacitat i utilitat del sistema han estat validats tant experimentalment (prèviament a la implementació) com a partir de la seva implementació real a l'EDAR de Girona. Finalment, al capítol 9 s'enumeren les principals conclusions derivades de la present tesi.

Mecanismes cel·lulars en la curació de ferides a Hirudo medicinalis

S'estudia la histologia normal de la paret corporal d'Hirudo medicinalis i els canvis morfogenètics que es donen durant el procés de cicatrització de ferides per incisió, cauterització i nitrat de plata. El procés de curació de ferides a Hirudo medicinalis consta d'una fase de formació d'un tap cel·lular, el pseudoblastema, d'un procés de reepitelització i de la formació d'un teixit cicatricial, com en els altres hirudinis estudiats (Myers, 1935; LeGore i Sparks, 1971; Cornec, 1984). Hem observat també el fenomen de la contracció de la ferida que permet l'acostament dels marges de la ferida. Formació i evolució del pseudoblastema El pseudoblastema, a diferència d'altres espècies estudiades, està format per un sol tipus cel·lular: les cèl·lules vasocentrals, provinents del teixit vasofibrós, una especialització del teixit connectiu. Aquestes cèl·lules estan capacitades per realitzar les diferents funcions que en espècies rincobdèl·lides realitzen diferents tipus cel·lulars. En concret: taponament de la ferida a través de la formació del pseudoblastema, fagocitosi dels teixits necrosats i regeneració, almenys d'una part, de la matriu connectiva cicatricial. També són responsables de la contracció de la ferida. Les cèl·lules vasocentrals en el seu estadi de repòs es troben en el teixit vasofibrós formant agrupacions coherents, però sense mostrar unions intercel·lulars especialitzades visibles en ME. La coherència del grup queda assegurada per les interdigitacions entre les cèl·lules vasocentrals i probablement per unions tipus adherens o especialitzades. Les unions amb la matriu són de tipus adherens. Aquestes cèl·lules vasocentrals presenten feixos de filaments d'actina força conspicus. En produir-se una ferida les cèl·lules vasocentrals s'activen, desconnecten les unions intercel·lulars i amb la matriu i migren cap a la zona afectada, on s'acumulen. El pseudoblastema actua com un tap cel·lular que funciona de forma eficient per tancar la ferida en un plaç de temps relativament curt. El pseudoblastema forma un teixit coherent amb unions intercel·lulars tipus adherens, caracteritzades per material electrodens en la cara intracitoplasmàtica, feixos de filaments d'actina que hi convergeixen i espais intercel·lulars petits, de 17-20 mm, atravessats per petites fibril·les. Un cop finalitzat el procés de reepitelització, es produeix una contracció de la ferida. Es produeix per la retracció del pseudoblastema cap a l'interior de l'animal. El pseudoblastema disminueix la seva amplària i arrossega els teixits contigus provocant un tancament. La força motriu que provoca la retracció i l'arrossegament dels teixits vindria donada per la presència dels filaments d'actina a les cèl·lules del pseudoblastema, els quals durant aquesta fase es tornen mes conspicus. La presència d'unions intercel·lulars especialitzades característiques de la fase de contracció, està relacionada amb la transmissió de la força de tensió. Aquestes unions connecten els feixos de filaments d'actina de les cèl·lules amb la matriu o d'una cèl·lula a altre a través d'espais intercel·lulars força amples en els que s'observa material electrodens. Reepitelització L'epitelització s'inicia quan el pseudoblastema està consolidat i segueix el mateix patró que la reepitelització de ferides en epitelis monoestratificats de vertebrats (Stem i DePalma, 1983, és a dir, per migració de tota la capa per sobre del substrat, segons l'anomenat model de lliscament. Les glàndules unicel·lulars mucoses del tegument degeneren abans de produir-se la migració epitelial i posteriorment, un cop consolidat l'epiteli a sobre de la ferida, es diferencien a partir de les cèl·lules epitelials. Durant l'epitelització es produeixen canvis importants en el citosquelet i les unions basals de les cèl·lules epitelials. En canvi, el complex d'unió lateral es manté durant tot el procés. En iniciar-se la migració els tonofilaments es desconnecten dels hemidesmosomes cuticulars i dèrmics i es reagrupen al voltant del nucli, a la vegada que els hemidesmosomes dèrmics es desconnecten de la làmina basal. Un cop acabada la migració, les cèl·lules epitelials estableixen unions basals amb les cèl·lules del pseudoblastema. Aquestes unions no són hemidesmosomes sinó que presenten el mateix aspecte que les unions intercel·lulars del pseudoblastema. Els hemidesmosomes no es tornen a formar fins que les cèl·lules epitelials han restablert la membrana basal. La regeneració de la membrana basal no s'inicia fins que no s'ha començat a regenerar matriu connectiva a la zona cicatricial. Regeneració de la cicatriu Al mateix temps que es dona el fenomen de contracció, s'observa regeneració de la matriu connectiva entre les cèl·lules del pseudoblastema. Aquestes cèl·lules són responsables almenys del recobriment fibrós que presenten en aquest estadi, durant el qual mostren sàculs del reticle endoplasmàtic rugós molt dilatats, característics de cèl·lules que secreten constituents de la matriu. A més, s'observa infiltració de matriu connectiva i processos citoplasmàtics dels fibròcits en els marges del pseudoblastema. En la matriu del teixit connectiu normal s'observen fibres que estan constituïdes per un còrtex de fibril·les col·làgenes organitzades al voltant dels processos citoplasmàtics dels fibròcits. Les fibres del teixit connectiu peridigestiu, d'uns 1,2-1,9 mm de diàmetre, presenten el còrtex prim, amb les fibril·les organitzades paral·lelament a l'eix de la fibra. En canvi, les fibres de la dermis i teixit connectiu intramuscular, d'uns 2,5-7,1 mm de diàmetre, tenen el còrtex gruixut, amb fibril·les que s'organitzen paral·lelament en la zona proximal a la medul·la i de forma desorganitzada en la part més distal. Als 8 mesos la cicatriu encara és detectable. La matriu cicatricial presenta fibres connectives del tipus prim i força material fibril·lar desorganitzat disposat laxament. S'observa colonització per part de fibròcits, cromatòfors, petites fibres musculars i nervis.

The structure of crystallisable copolymers of L-lactide, epsilon-caprolactone and glycolide

We apply a new X-ray scattering approach to the study of melt-spun filaments of tri-block and random terpolymers prepared from lactide, caprolactone and glycolide. Both terpolymers contain random sequences, in both cases the overall fraction of lactide units is similar to 0.7 and C-13 and H-1 NMR shows the lactide sequence length to be similar to 9-10. A novel representation of the X-ray fibre pattern as series of spherical harmonic functions considerably facilitates the comparison of the scattering from the minority crystalline phase with hot drawn fibres prepared from the poly(L-lactide) homopolymer. Although the fibres exhibit rather disordered structures we show that the crystal structure is equivalent to that displayed by poly(L-lactide) for both the block and random terpolymers. There are variations in the development of a two-phase structure which reflect the differences in the chain architectures. There is evidence that the random terpolymer includes non-lactide units in to the crystal interfaces to achieve a well defined two-phase structure. (c) 2005 Published by Elsevier Ltd.

Myocyte remodeling in response to hypertrophic stimuli requires nucleocytoplasmic shuttling of muscle LIM protein

CSRP3 or muscle LIM protein (MLP) is a nucleocytoplasmic shuttling protein and a mechanosensor in cardiac myocytes. MLP regulation and function was studied in cultured neonatal rat myocytes treated with pharmacological or mechanical stimuli. Either verapamil or BDM decreased nuclear MLP while phenylephrine and cyclic strain increased it. These results suggest that myocyte contractility regulates MLP subcellular localization. When RNA polymerase II was inhibited with alpha-amanitin, nuclear MLP was reduced by 30%. However, when both RNA polymerase I and II were inhibited with actinomycin D, there was a 90% decrease in nuclear MLP suggesting that its nuclear translocation is regulated by both nuclear and nucleolar transcriptional activity. Using cell permeable synthetic peptides containing the putative nuclear localization signal (NLS) of MLP, nuclear import of the protein in cultured rat neonatal myocytes was inhibited. The NLS of MLP also localizes to the nucleolus. Inhibition of nuclear translocation prevented the increased protein accumulation in response to phenylephrine. Furthermore, cyclic strain of myocytes after prior NLS treatment to remove nuclear MLP resulted in disarrayed sarcomeres. Increased protein synthesis and brain natriuretic peptide expression were also prevented suggesting that MLP is required for remodeling of the myo filaments and gene expression. These findings suggest that nucleocytoplasmic shuttling MLP plays an important role in the regulation of the myocyte remodeling and hypertrophy and is required for adaptation to hypertrophic stimuli. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

A chimeric N-terminal Escherichia coli C-terminal Rhodobacter sphaeroides FliG rotor protein supports bidirectional E coli flagellar rotation and chemotaxis

Flagellate bacteria such as Escherichia coli and Salmonella enterica serovar Typhimurium typically express 5 to 12 flagellar filaments over their cell surface that rotate in clockwise (CW) and counterclockwise directions. These bacteria modulate their swimming direction towards favorable environments by biasing the direction of flagellar rotation in response to various stimuli. In contrast, Rhodobacter sphaeroides expresses a single subpolar flagellum that rotates only CW and responds tactically by a series of biased stops and starts. Rotor protein FliG transiently links the MotAB stators to the rotor, to power rotation and also has an essential function in flagellar export. In this study, we sought to determine whether the FliG protein confers directionality on flagellar motors by testing the functional properties of R. sphaeroides FliG and a chimeric FliG protein, EcRsFliG (N-terminal and central domains of E. coli FliG fused to an R. sphaeroides FliG C terminus), in an E. coli FliG null background. The EcRsFliG chimera supported flagellar synthesis and bidirectional rotation; bacteria swam and tumbled in a manner qualitatively similar to that of the wild type and showed chemotaxis to amino acids. Thus, the FliG C terminus alone does not confer the unidirectional stop-start character of the R. sphaeroides flagellar motor, and its conformation continues to support tactic, switch-protein interactions in a bidirectional motor, despite its evolutionary history in a bacterium with a unidirectional motor.

Conformational and self-assembly studies of helix forming hexapeptides containing two alpha-amino isobutyric acids

Single crystal X-ray diffraction studies reveal that three hexapeptides with general formula Boc-Ile-Aib-Xx-Ile-Aib-Yy-OMe, where Xx and Yy are Leu in peptide I, Len and Phe in peptide II, and Phe and Leu in peptide III, respectively, adopt equivalent conformations that can be described as mixed 3(10)/alpha-helice with two 4 -> 1 and two 5 -> 1 intramolecular N-H center dot center dot center dot O=C H-bonds. The peptides do not generate any helixterminating Schellman motif despite having Aib at the penultimate position from C-terminus. In the crystalline state, the helices are packed in head-to-tail fashion through intermolecular hydrogen bonds to create supramolecular helical structures. The CD Studies of the three hexapeptides in acetonitrile indicate that they are folded in well-developed 3(10)-helical structures. NMR studies of peptide I in CDCl3 also suggest the formation of a homogeneous 3 m-helical structure. The field emission scanning electron microscopic (FE-SEM) images of peptide 11 in the solid state reveal a non-twisted ribbon-like morphology, which is formed through lateral association of non-twisted filaments. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The advection of high-resolution tracers by low-resolution winds

The usefulness of any simulation of atmospheric tracers using low-resolution winds relies on both the dominance of large spatial scales in the strain and time dependence that results in a cascade in tracer scales. Here, a quantitative study on the accuracy of such tracer studies is made using the contour advection technique. It is shown that, although contour stretching rates are very insensitive to the spatial truncation of the wind field, the displacement errors in filament position are sensitive. A knowledge of displacement characteristics is essential if Lagrangian simulations are to be used for the inference of airmass origin. A quantitative lower estimate is obtained for the tracer scale factor (TSF): the ratio of the smallest resolved scale in the advecting wind field to the smallest “trustworthy” scale in the tracer field. For a baroclinic wave life cycle the TSF = 6.1 ± 0.3 while for the Northern Hemisphere wintertime lower stratosphere the TSF = 5.5 ± 0.5, when using the most stringent definition of the trustworthy scale. The similarity in the TSF for the two flows is striking and an explanation is discussed in terms of the activity of potential vorticity (PV) filaments. Uncertainty in contour initialization is investigated for the stratospheric case. The effect of smoothing initial contours is to introduce a spinup time, after which wind field truncation errors take over from initialization errors (2–3 days). It is also shown that false detail from the proliferation of finescale filaments limits the useful lifetime of such contour advection simulations to 3σ−1 days, where σ is the filament thinning rate, unless filaments narrower than the trustworthy scale are removed by contour surgery. In addition, PV analysis error and diabatic effects are so strong that only PV filaments wider than 50 km are at all believable, even for very high-resolution winds. The minimum wind field resolution required to accurately simulate filaments down to the erosion scale in the stratosphere (given an initial contour) is estimated and the implications for the modeling of atmospheric chemistry are briefly discussed.

Selective biodegradation of keratin matrix in feather rachis reveals classic bioengineering

Flight necessitates that the feather rachis is extremely tough and light. Yet, the crucial filamentous hierarchy of the rachis is unknown—study hindered by the tight chemical bonding between the filaments and matrix. We used novel microbial biodegradation to delineate the fibres of the rachidial cortex in situ. It revealed the thickest keratin filaments known to date (factor >10), approximately 6 µm thick, extending predominantly axially but with a small outer circumferential component. Near-periodic thickened nodes of the fibres are staggered with those in adjacent fibres in two- and three-dimensional planes, creating a fibre–matrix texture with high attributes for crack stopping and resistance to transverse cutting. Close association of the fibre layer with the underlying ‘spongy’ medulloid pith indicates the potential for higher buckling loads and greater elastic recoil. Strikingly, the fibres are similar in dimensions and form to the free filaments of the feather vane and plumulaceous and embryonic down, the syncitial barbules, but, identified for the first time in 140+ years of study in a new location—as a major structural component of the rachis. Early in feather evolution, syncitial barbules were consolidated in a robust central rachis, definitively characterizing the avian lineage of keratin.

Antarctic air over New Zealand following vortex breakdown in 1998

An ozonesonde profile over the Network for Detection of Stratospheric Change (NDSC) site at Lauder (45.0° S, 169.7° E), New Zealand, for 24 December 1998 showed atypically low ozone centered around 24 km altitude (600 K potential temperature). The origin of the anomaly is explained using reverse domain filling (RDF) calculations combined with a PV/O3 fitting technique applied to ozone measurements from the Polar Ozone and Aerosol Measurement (POAM) III instrument. The RDF calculations for two isentropic surfaces, 550 and 600 K, show that ozone-poor air from the Antarctic polar vortex reached New Zealand on 24–26 December 1998. The vortex air on the 550 K isentrope originated in the ozone hole region, unlike the air on 600 K where low ozone values were caused by dynamical effects. High-resolution ozone maps were generated, and their examination shows that a vortex remnant situated above New Zealand was the cause of the altered ozone profile on 24 December. The maps also illustrate mixing of the vortex filaments into southern midlatitudes, whereby the overall mid-latitude ozone levels were decreased.

Combined phylogenetic analyses reveal interfamilial relationships and patterns of floral evolution in the eudicot order Fabales

Relationships between the four families placed in the angiosperm order Fabales (Leguminosae, Polygalaceae, Quillajaceae, Surianaceae) were hitherto poorly resolved. We combine published molecular data for the chloroplast regions matK and rbcL with 66 morphological characters surveyed for 73 ingroup and two outgroup species, and use Parsimony and Bayesian approaches to explore matrices with different missing data. All combined analyses using Parsimony recovered the topology Polygalaceae (Leguminosae (Quillajaceae + Surianaceae)). Bayesian analyses with matched morphological and molecular sampling recover the same topology, but analyses based on other data recover a different Bayesian topology: ((Polygalaceae + Leguminosae) (Quillajaceae + Surianaceae)). We explore the evolution of floral characters in the context of the more consistent topology: Polygalaceae (Leguminosae (Quillajaceae + Surianaceae)). This reveals synapomorphies for (Leguminosae (Quillajaceae + Surianaceae)) as the presence of free filaments and marginal/ventral placentation, for (Quillajaceae + Surianaceae) as pentamery and apocarpy, and for Leguminosae the presence of an abaxial median sepal and unicarpellate gynoecium. An octamerous androecium is synapomorphic for Polygalaceae. The development of papilionate flowers, and the evolutionary context in which these phenotypes appeared in Leguminosae and Polygalaceae, shows that the morphologies are convergent rather than synapomorphic within Fabales.

Recombinant anti-EspA antibodies block Escherichia coli O157:H7-induced attaching and effacing lesions in vitro

Intimin and EspA proteins are virulence factors expressed by attaching and effacing Escherichia coli (AEEC) such as enteropathogenic and enterohaemorrhagic E. coli. The EspA protein makes up a filament structure forming part of the type III secretion system (TTSS) that delivers effector proteins to the host epithelial cell. Bacterial surface displayed intimin interacts with translocated intimin receptor in the host cell membrane leading to intimate attachment of the bacterium and subsequent attaching and effacing lesions. Here, we have assessed the use of recombinant monoclonal antibodies against E. coli O157:147 EspA and intimin for the disruption of AEEC interaction with the host cell. Anti-gamma intimin antibodies did not reduce either adhesion of E. coli O157:H7 to host cell mono-layers or subsequent host cell actin rearrangement. Anti-EspA antibodies similarly had no effect on bacterial adhesion however they had a marked effect upon E. coli O157:H7-induced host cell actin rearrangement, where both monoclonal and polyclonal antibodies completely blocked cytoskeletal changes within the host cell. Furthermore, these anti-EspA antibodies were shown to reduce actin rearrangement induced by some but not all other AEEC serotypes tested. Both polyclonal and monoclonal antibodies could be used to label E. coli O157 EspA filaments and these immunoreagents did not inhibit the formation of such filaments. This is the first report of monoclonal antibodies to EspA capable of disrupting the TTSS function of E. coli O157:H7. (c) 2005 Elsevier SAS. All rights reserved.