Protein-protein recognition: The neonatal Fe receptor and immunoglobulin G

The neonatal Fe receptor (FeRn) binds the Fe portion of immunoglobulin G (IgG) at the acidic pH of endosomes or the gut and releases IgG at the alkaline pH of blood. FeRn is responsible for the maternofetal transfer of IgG and for rescuing endocytosed IgG from a default degradative pathway. We investigated how FeRn interacts with IgG by constructing a heterodimeric form of the Fe (hdFc) that contains one FeRn binding site. This molecule was used to characterize the interaction between one FeRn molecule and one Fe and to determine under what conditions FeRn forms a dimer. The hdFc binds one FeRn molecule at pH 6.0 with a K_d of 80 nM. In solution and with FeRn anchored to solid supports, the heterodimeric Fe does not induce a dimer of FeRn molecules. FcRnhdFc complex crystals were obtained and the complex structure was solved to 2.8 Ã… resolution. Analysis of this structure refined the understanding of the mechanism of the pH-dependent binding, shed light on the role played by carbohydrates in the Fe binding, and provided insights on how to design therapeutic IgG antibodies with longer serum half-lives. The FcRn-hdFc complex in the crystal did not contain the FeRn dimer. To characterize the tendency of FeRn to form a dimer in a membrane we analyzed the tendency of the hdFc to induce cross-phosphorylation of FeRn-tyrosine kinase chimeras. We also constructed FeRn-cyan and FeRn-yellow fluorescent proteins and have analyzed the tendency of these molecules to exhibit fluorescence resonance energy transfer. As of now, neither of these analyses have lead to conclusive results. In the process of acquiring the context to appreciate the structure of the FcRn-hdFc interface, we developed a study of 171 other nonobligate protein-protein interfaces that includes an original principal component analysis of the quantifiable aspects of these interfaces.

Engineered underdominance as a method of insect population replacement and reproductive isolation

Insect vector-borne diseases, such as malaria and dengue fever (both spread by mosquito vectors), continue to significantly impact health worldwide, despite the efforts put forth to eradicate them. Suppression strategies utilizing genetically modified disease-refractory insects have surfaced as an attractive means of disease control, and progress has been made on engineering disease-resistant insect vectors. However, laboratory-engineered disease refractory genes would probably not spread in the wild, and would most likely need to be linked to a gene drive system in order to proliferate in native insect populations. Underdominant systems like translocations and engineered underdominance have been proposed as potential mechanisms for spreading disease refractory genes. Not only do these threshold-dependent systems have certain advantages over other potential gene drive mechanisms, such as localization of gene drive and removability, extreme engineered underdominance can also be used to bring about reproductive isolation, which may be of interest in controlling the spread of GMO crops. Proof-of-principle establishment of such drive mechanisms in a well-understood and studied insect, such as Drosophila melanogaster, is essential before more applied systems can be developed for the less characterized vector species of interest, such as mosquitoes. This work details the development of several distinct types of engineered underdominance and of translocations in Drosophila, including ones capable of bringing about reproductive isolation and population replacement, as a proof of concept study that can inform efforts to construct such systems in insect disease vectors.

Composição e abundância das espécies de anfíbios e répteis em uma paisagem fragmentada de Mata Atlântica no Estado do Rio de Janeiro

Neste estudo, procuramos avaliar a composição e abundância de espécies de anfíbios e répteis em uma paisagem fragmentada de Mata Atlântica, no município de Cachoeiras de Macacu, Estado do Rio de Janeiro. Amostramos a herpetofauna da região na área contínua de floresta da Reserva Ecológica de Guapiaçu (REGUA), em 12 fragmentos do entorno com tamanhos e graus de isolamento diferentes, e áreas de pasto (matriz). Utilizamos para amostragem destes animais as metodologias de buscas ativas visuais e armadilhas de interceptação e queda, além de encontros ocasionais. No total foram registradas 55 espécies de anfíbios anuros pertencentes a 12 famílias e entre os répteis foram registradas 26 espécies, sendo uma espécie de anfisbena, uma de jacaré, nove de lagartos e 15 de serpentes. Para os anfíbios, houve uma dominância de espécies da família Hylidae, que representaram mais da metade do total de espécies encontradas no estudo. Já entre os répteis, houve uma predominância de espécies de serpentes da família Dipsadidae. Considerando apenas os registros feitos pelas metodologias empregadas, a área contínua de floresta da REGUA possui uma riqueza de espécies de anfíbios (N = 30) e de lagartos (N = 4) menor do que o conjunto de fragmentos (N = 36 e N = 8), mas superior ao que foi encontrado na matriz (N = 25 e N = 1). Entretanto, para os anfíbios, mais de um terço das espécies (N = 11) que ocorreu na mata contínua não ocorreu nos fragmentos ou na matriz, o que sugere que estas espécies podem ser mais sensíveis a alterações do hábitat. A maior riqueza de espécies encontrada no conjunto de fragmentos pode ser parcialmente explicada pelo fato de muitas espécies tanto de anfíbios quanto de lagartos que são típicas de áreas abertas, terem sua ocorrência favorecida neste tipo de condição de ambiente relativamente menos fechado dos fragmentos. Quando avaliamos o efeito de métricas da paisagem, observamos diferentes respostas entre os anfíbios e os lagartos. Enquanto para os anfíbios houve uma tendência de fragmentos mais distantes terem uma menor riqueza de espécies e de modos reprodutivos associados a estas espécies, para os lagartos a área dos fragmentos parece ser uma importante variável na estruturação das comunidades. Entretanto, por particularidades das características fisiológicas e ecológicas de anfíbios e lagartos, é possível que outros fatores expliquem a distribuição diferenciada das espécies. De forma geral, as áreas de matriz amostradas pareceram ser hostis a espécies florestais tanto de anfíbios quanto de lagartos. Além disso, para anfíbios, a presença de ambientes reprodutivos pode ser fator crucial para a ocorrência de algumas espécies. De forma similar ao encontrado em outros estudos, para a manutenção da diversidade de anfíbios e lagartos na paisagem fragmentada tratada neste estudo é necessário preservar o grande bloco florestal e aumentar a conectividade deste com os fragmentos, o que poderia permitir a área contínua servir de área-fonte de dispersores para os remanescentes florestais.

Isolation of the murine interleukin 2 gene and characterization of its regulatory architecture

<p>Interleukin 2 (IL2) is the primary growth hormone used by mature T cells and this lymphokine plays an important role in the magnification of cell-mediated immune responses. Under normal circumstances its expression is limited to antigen-activated type 1 helper T cells (T_H1) and the ability to transcribe this gene is often regarded as evidence for commitment to this developmental lineage. There is, however, abundant evidence than many non-T_H1 T cells, under appropriate conditions, possess the ability to express this gene. Of paramount interest in the study of T-cell development is the mechanisms by which differentiating thymocytes are endowed with particular combinations of cell surface proteins and response repertoires. For example, why do most helper T cells express the CD4 differentiation antigen?</p> <p>As a first step in understanding these developmental processes the gene encoding IL2 was isolated from a mouse genomic library by probing with a conspecific IL2 cDNA. The sequence of the 5' flanking region from + 1 to -2800 was determined and compared to the previously reported human sequence. Extensive identity exists between +1 and -580 (86%) and sites previously shown to be crucial for the proper expression of the human gene are well conserved in both sequence location in the mouse counterpart.</p> <p>Transient expression assays were used to evaluate the contribution of various genomic sequences to high-level gene expression mediated by a cloned IL2 promoter fragment. Differing lengths of 5' flanking DNA, all terminating in the 5' untranslated region, were linked to a reporter gene, bacterial chloramphenicol acetyltransferase (CAT) and enzyme activity was measured after introduction into IL2-producing cell lines. No CAT was ever detected without stimulation of the recipient cells. A cloned promoter fragment containing only 321 bp of upstream DNA was expressed well in both Jurkat and EL4.El cells. Addition of intragenic or downstream DNA to these 5' IL2-CAT constructs showed that no obvious regulatory regions resided there. However, increasing the extent of 5' DNA from -321 to -2800 revealed several positive and negative regulatory elements. One negative region that was well characterized resided between -750 and -1000 and consisted almost exclusively of alternating purine and pyrimidines. There is no sequence resembling this in the human gene now, but there is evidence that there may have once been.</p> <p>No region, when deleted, could relax either the stringent induction-dependence on cell-type specificity displayed by this promoter. Reagents that modulated endogenous IL2 expression, such as cAMP, cyclosporin A, and IL1, affected expression of the 5' IL2-CAT constructs also. For a given reagent, expression from all expressible constructs was suppressed or enhanced to the same extent. This suggests that these modulators affect IL2 expression through perturbation of a central inductive signal rather than by summation of the effects of discrete, independently regulated, negative and positive transcription factors.</p>

A luta das enfermeiras por um espaço na FAB: a turma pioneira de oficiais (1981-1984)

Este estudo, de cunho histórico-social, tem como objeto a inserção de enfermeiras como oficiais da Força Aérea Brasileira (FAB) por meio do pioneiro Quadro Feminino de Oficiais (QFO). O marco inicial do estudo refere-se ao início do Estágio de Adaptação militar, em 02 de agosto de 1982 no Centro de Instrução Especializada da Aeronáutica (CIEAR), localizado na cidade do Rio de Janeiro. O marco final do estudo diz respeito ao término do período inicial obrigatório de dois anos de cumprimento de serviço ativo dessas enfermeiras, que culminou com a promoção das mesmas ao posto de 1Tenente (1984). Os objetivos do estudo são: descrever as circunstâncias de inserção das enfermeiras no processo seletivo do QFO, analisar o processo de incorporação do habitus militar durante o Estágio de Adaptação, e discutir as estratégias de luta das enfermeiras militares para ocuparem seus lugares devidos nos hospitais da FAB. A técnica de coleta de dados utilizada foi a entrevista e ocorreu no período de abril a maio de 2009 em hospitais da FAB da cidade do Rio de Janeiro. Foram entrevistadas cinco enfermeiras militares da primeira turma do QFO. O estudo foi cadastrado no SISNEP e aprovado pelo Comitê de Ética da FAB. Todos os sujeitos assinaram o Termo de consentimento livre e esclarecido e o Termo de doação de depoimento oral. O método utilizado foi o da História oral temática o referencial teórico do estudo foi baseado no pensamento do sociólogo francês Pierre Bourdieu, cujos conceitos de poder simbólico, habitus, campo, espaço social e violência simbólica sustentaram a construção desta dissertação. Para a análise e interpretação dos dados, seguimos os passos propostos por Maria Cecília Minayo de ordenação de dados, que compreendeu a transcrição na íntegra dos depoimentos; classificação cronológica e temática dos documentos escritos; classificação dos dados e a análise final. Evidenciou-se que diversos motivos incentivaram as enfermeiras a almejarem sua inserção na FAB como a boa remuneração, estabilidade financeira, progressão profissional, desbravamento de um novo campo de trabalho, clientela diferenciada, aposentadoria com salário integral e pioneirismo na FAB. O objetivo do Estágio de Adaptação militar foi inculcar do habitus militar nas candidatas a partir de ensinamentos baseados na hierarquia, disciplina, ética, dever e compromisso militar. Ao se inserirem nos hospitais da FAB, as enfermeiras receberam diversos cargos e funções, galgando um poder simbólico sobre a equipe de enfermagem. As inevitáveis lutas simbólicas dessas enfermeiras ocorreram com os médicos militares, com a equipe de enfermagem, com as enfermeiras civis e com a própria administração do hospital, e revelaram aspectos característicos de violência simbólica desencadeada por lutas de gênero e pela manutenção do poder, visto que as enfermeiras, dotadas de status de chefe e de militar, se inseriram num campo eminentemente masculino.

The isolation and partial biochemical analysis of Sindbis virus proteins

<p>Recently, the amino acid sequences have been reported for several proteins, including the envelope glycoproteins of Sindbis virus, which all probably span the plasma membrane with a common topology: a large N-terminal, extracellular portion, a short region buried in the bilayer, and a short C-terminal intracellular segment. The regions of these proteins buried in the bilayer correspond to portions of the protein sequences which contain a stretch of hydrophobic amino acids and which have other common characteristics, as discussed. Reasons are also described for uncertainty, in some proteins more than others, as to the precise location of some parts of the sequence relative to the membrane. </p> <p>The signal hypothesis for the transmembrane translocation of proteins is briefly described and its general applicability is reviewed. There are many proteins whose translocation is accurately described by this hypothesis, but some proteins are translocated in a different manner.</p> <p>The transmembraneous glycoproteins E1 and E2 of Sindbis virus, as well as the only other virion protein, the capsid protein, were purified in amounts sufficient for biochemical analysis using sensitive techniques. The amino acid composition of each protein was determined, and extensive N-terminal sequences were obtained for E1 and E2. By these techniques E1 and E2 are indistinguishable from most water soluble proteins, as they do not contain an obvious excess of hydrophobic amino acids in their N-terminal regions or in the intact molecule.</p> <p>The capsid protein was found to be blocked, and so its N-terminus could not be sequenced by the usual methods. However, with the use of a special labeling technique, it was possible to incorporate tritiated acetate into the N-terminus of the protein with good specificity, which was useful in the purification of peptides from which the first amino acids in the N-terminal sequence could be identified.</p> <p>Nanomole amounts of PE2, the intracellular precursor of E2, were purified by an immuno-affinity technique, and its N-terminus was analyzed. Together with other work, these results showed that PE2 is not synthesized with an N-terminal extension, and the signal sequence for translocation is probably the N-terminal amino acid sequence of the protein. This N-terminus was found to be 80-90% blocked, also by Nacetylation, and this acetylation did not affect its function as a signal sequence. The putative signal sequence was also found to contain a glycosylated asparagine residue, but the inhibition of this glycosylation did not lead to the cleavage of the sequence.</p>

GIB aurkako immunogeno eta inhibitzaileen garapena Fab 10E8 antigorputzen erabilera

GIB-1 birusaren Env glikoproteinako gp41-era bideraturiko 10E8 antigorputzak birusa neutralizatu ahal izateko hautagai ona dirudienez, antigorputza hauek ekoitzarazten dituen txerto baten garapena lortu nahi da. Bide horri jarraituz, bakterioetan DNA birkonbinatuaren teknologiaz ekoiztutako Fab 10E8-en funtzionalitatea (epitopoa plakan ezagutzeko eta pseudobirusek eragindako infekzioa inhibitzeko gaitasuna) eta erabilgarritasuna (immunogeno gisa erabili daitezkeen mimotopoak ezagutzeko duten gaitasuna) aztertu dira.

Isolation and characteristics of a bacteriophage for bacillus stearothermophilus

<p>A bacteriophage (TØ3) which infects the thermophilic bacterium Bacillus stearothermophilus ATCC 8005 was isolated and characterized. Infection of the bacterium by the bacteriophage was carried out at 60°C, the optimum growth temperature of the host. At 60°C the phage has a latent period of 18 minutes and a burst size of about 200. The phage is comparatively thermostable in broth. The half life of the phage is 400 minutes at 60°C, 120 minutes at 65°C, 40 minutes at 70°C and 12 minutes at 75°C. The activation energy for the heat inactivation of TØ3 is 56,000 cal. The buoyant density of TØ3 in a cesium chloride density gradient is 1.526.</p> <p>Electron micrographs of TØ3 indicate that the phage has a regular hexagonal shaped head 57 mμ long. The morphology of the head is compatible with icosahedral symmetry. Each edge of the head is 29 mμ long, and there are 6 or 7 subunits along each edge. The tail of TØ3 is 125 mμ long and 10 mμ wide. There are about 30 cross striations that are spaced at 3.9 mμ intervals along the tail.</p> <p>The DNA of phage TØ3 has a melting temperature of 88.5°C. Heat denatured TØ3 DNA can be extensively annealed in a high ionic strength environment. The buoyant density of TØ3 DNA in a cesium chloride density gradient is 1.695. TØ3 DNA contains: 42.7% guanine plus cytosine, as determined from the melting temperature; 43% guanine plus cytosine, as determined from the buoyant density; and 40.2% guanine plus cytosine, as determined by chromatographic separation and spectrophotometric estimation of the bases. The molecular weight of TØ3 DNA is 16.7 X 10⁶ as determined from the band width of the TØ3 DNA concentration distribution in a cesium chloride density gradient. Electron microscopy of TØ3 DNA revealed a single linear molecule that is 11.7 μ long. This corresponds to a molecular weight of 22.5 X 10⁶.</p> <p>Heat denatured TØ3 DNA forms two bands in a cesium chloride density gradient, one at a density of 1.707 and the other at a density of 1.715. After the separated bands are mixed and annealed in the centrifuge cell, the renatured TØ3 DNA forms a single band at a density of 1.699. These results indicate that the two complementary strands of TØ3 DNA have different buoyant densities in cesium chloride, presumably because they have different base compositions.</p> <p>The characteristics of TØ3 are compared with those of other phages. A hypothesis is presented for a relationship between the base composition of one strand of TØ3 DNA and the amino acid composition of the proteins of TØ3.</p>

Diversidade genética em um grupo de anuros em miniatura endêmico da Mata Atlântica brasileira (Euparkerella Griffiths 1959).

A Mata Atlântica (MA) está entre as regiões com maior biodiversidade e mais ameaçadas do planeta. Esforços em diversas áreas do conhecimento têm sido feitos para que se tenha uma estimativa mais refinada da diversidade existente e sua organização ao longo do bioma. O crescente número de estudos que buscam reconstituir a história da diversificação da MA apontam para um cenário espacial e temporal complexo, havendo ainda uma lacuna no conhecimento dos processos em pequena escala. Vertebrados em miniatura têm se mostrado uma boa ferramenta para estudos de processos evolutivos em pequena escala. Assim, o gênero Euparkerella, endêmico de uma pequena região da MA dos Estados do Rio de Janeiro (RJ) e Espírito Santo (ES), foi escolhido como modelo para este estudo. No primeiro capítulo buscou-se descrever a diversidade existente dentro do gênero a partir de uma filogenia molecular. Para isso, utilizaram-se métodos bayesianos para gerar genealogias de genes e de espécies a partir de um fragmento de gene mitocondrial e quatro fragmentos de genes nucleares. Os resultados obtidos apontaram para uma grande diversidade críptica no gênero. Foram identificadas seis unidades evolutivas significativamente divergentes para o RJ: duas em Euparkerella cochranae, três em Euparkerella brasiliensis, e Euparkerella sp.. A espécie mais basal recuperada foi Euparkerella robusta, do ES, e estimou-se o início da diversificação do gênero para o final do Mioceno. O segundo capítulo descreve onze marcadores de microssatélites desenvolvidos para Euparkerella brasiliensis através do método de pirosequenciamento de nova geração 454. No terceiro capítulo estudou-se apenas uma unidade evolutiva, Euparkerella brasiliensis da área dos Três Picos/ RJ. A partir de marcadores de evolução rápida (microssatélites) e lenta (sequências de DNA) buscou-se compreender a estrutura e a dinâmica populacional desta unidade evolutiva em uma área bastante pequena (aprox. 20 km) sob influência de um gradiente ambiental altitudinal (40 m 1000 m). Foram identificadas, a partir dos microssatélites, duas subpopulações geneticamente distintas nas bordas do gradiente. O fluxo gênico se deu predominantemente das bordas para a zona de contato, onde foi observado o maior efetivo populacional. Tais resultados indicam que pequenas variações ambientais podem atuar no isolamento populacional em Euparkerella e corroboram o padrão de formas microendêmicas identificadas na filogenia. Futuros estudos devem ser feitos no sentido de buscar caracterizar morfologicamente as unidades evolutivas aqui identificadas; preencher as lacunas amostrais, especialmente no ES; e descrever os processos que atuam em pequena escala nas zonas de contato entre as unidades evolutivas e fatores limitantes a distribuição das mesmas.