Assessment of clone identity and sequence fidelity for 1189 IMAGE cDNA clones

This report documents the error rate in a commercially distributed subset of the IMAGE Consortium mouse cDNA clone collection. After isolation of plasmid DNA from 1189 bacterial stock cultures, only 62.2% were uncontaminated and contained cDNA inserts that had significant sequence identity to published data for the ordered clones. An agarose gel electrophoresis pre-screening strategy identified 361 stock cultures that appeared to contain two or more plasmid species. Isolation of individual colonies from these stocks demonstrated that 7.1% of the original 1189 stocks contained both a correct and an incorrect plasmid. 5.9% of the original 1189 stocks contained multiple, distinct, incorrect plasmids, indicating the likelihood of multiple contaminating events. While only 739 of the stocks purchased contained the desired cDNA clone, agarose gel pre-screening, colony isolation and similarity searching of dbEST allowed for the identification of an additional 420 clones that would have otherwise been discarded. Considering the high error rate in this subset of the IMAGE cDNA clone set, the use of sequence verified clones for cDNA microarray construction is warranted. When this is not possible, pre-screening non-sequence verified clones with agarose gel electrophoresis provides an inexpensive and efficient method to eliminate contaminated clones from the probe set.

The EMBL nucleotide sequence database

The EMBL Nucleotide Sequence Database (http://www.ebi.ac.uk/embl/) is maintained at the European Bioinformatics Institute (EBI) in an international collaboration with the DNA Data Bank of Japan (DDBJ) and GenBank at the NCBI (USA). Data is exchanged amongst the collaborating databases on a daily basis. The major contributors to the EMBL database are individual authors and genome project groups. Webin is the preferred web-based submission system for individual submitters, whilst automatic procedures allow incorporation of sequence data from large-scale genome sequencing centres and from the European Patent Office (EPO). Database releases are produced quarterly. Network services allow free access to the most up-to-date data collection via ftp, email and World Wide Web interfaces. EBI’s Sequence Retrieval System (SRS), a network browser for databanks in molecular biology, integrates and links the main nucleotide and protein databases plus many specialized databases. For sequence similarity searching a variety of tools (e.g. Blitz, Fasta, BLAST) are available which allow external users to compare their own sequences against the latest data in the EMBL Nucleotide Sequence Database and SWISS-PROT.

A pre-Columbian Y chromosome-specific transition and its implications for human evolutionary history.

A polymorphic C-->T transition located on the human Y chromosome was found by the systematic comparative sequencing of Y-specific sequence-tagged sites by denaturing high-performance liquid chromatography. The results of genotyping representative global indigenous populations indicate that the locus is polymorphic exclusively within the Western Hemisphere. The pre-Columbian T allele occurs at > 90% frequency within the native South and Central American populations examined, while its occurrence in North America is approximately 50%. Concomitant genotyping at the polymorphic tetranucleotide microsatellite DYS19 locus revealed that the C-->T mutation displayed significant linkage disequilibrium with the 186-bp allele. The data suggest a single origin of linguistically diverse native Americans with subsequent haplotype differentiation within radiating indigenous populations as well as post-Columbian European and African gene flow. The mutation may have originated either in North America at a very early time during the expansion or before it, in the ancestral population(s) from which all Americans may have originated. The analysis of linkage of the DYS199 and the DYS19 tetranucleotide loci suggests that the C-->T mutation may have occurred around 30,000 years ago. We estimate the nucleotide diversity over 4.2 kb of the nonrecombining portion of the Y chromosome to be 0.00014. compared to autosomes, the majority of variation is due to the smaller effective population size of the Y chromosome rather than selective sweeps. There begins to emerge a pattern of pronounced geographical localization of Y-specific nucleotide substitution polymorphisms.

Cloning and comparative analysis of the human pre-T-cell receptor alpha-chain gene.

In immature T cells the T-cell receptor (TCR) beta-chain gene is rearranged and expressed before the TCR alpha-chain gene. At this stage TCR beta chain can form disulfide-linked heterodimers with the pre-T-cell receptor alpha chain (pTalpha). Using the recently isolated murine pTalpha cDNA as a probe, we have isolated the human pTalpha cDNA. The complete nucleotide sequence predicts a mature protein of 282 aa consisting of an extracellular immunoglobulin-like domain, a connecting peptide, a transmembrane region, and a long cytoplasmic tail. Amino acid sequence comparison of human pTalpha with the mouse pTalpha molecule reveals high sequence homology in the extracellular as well as the transmembrane region. In contrast, the cytoplasmic region differs in amino acid composition and in length from the murine homologue. The human pTalpha gene is expressed in immature but not mature T cells and is located at the p21.2-p12 region of the short arm of chromosome 6.

How are close residues of protein structures distributed in primary sequence?

Structurally neighboring residues are categorized according to their separation in the primary sequence as proximal (1-4 positions apart) and otherwise distal, which in turn is divided into near (5-20 positions), far (21-50 positions), very far ( > 50 positions), and interchain (from different chains of the same structure). These categories describe the linear distance histogram (LDH) for three-dimensional neighboring residue types. Among the main results are the following: (i) nearest-neighbor hydrophobic residues tend to be increasingly distally separated in the linear sequence, thus most often connecting distinct secondary structure units. (ii) The LDHs of oppositely charged nearest-neighbors emphasize proximal positions with a subsidiary maximum for very far positions. (iii) Cysteine-cysteine structural interactions rarely involve proximal positions. (iv) The greatest numbers of interchain specific nearest-neighbors in protein structures are composed of oppositely charged residues. (v) The largest fraction of side-chain neighboring residues from beta-strands involves near positions, emphasizing associations between consecutive strands. (vi) Exposed residue pairs are predominantly located in proximal linear positions, while buried residue pairs principally correspond to far or very far distal positions. The results are principally invariant to protein sizes, amino acid usages, linear distance normalizations, and over- and underrepresentations among nearest-neighbor types. Interpretations and hypotheses concerning the LDHs, particularly those of hydrophobic and charged pairings, are discussed with respect to protein stability and functionality. The pronounced occurrence of oppositely charged interchain contacts is consistent with many observations on protein complexes where multichain stabilization is facilitated by electrostatic interactions.

Immunoglobulin variable region hypermutation in hybrids derived from a pre-B- and a myeloma cell line.

Somatic mutation of the variable (V) regions of immunoglobulin genes occurs in vivo at rates that have been estimated to be between 10(-3) and 10(-4) per bp per generation. To study this process in vitro, the 18.81 pre-B-cell line and hybrids derived by fusing 18.81 to the NSO myeloma fusion partner were transfected with a mu heavy-chain construct containing a nonsense mutation in the V region (Vn) or the constant region (Cn). Mutation was quantitated by reversion analysis using the ELISA spot assay to detect single cells secreting IgM. Fluctuation analysis revealed that V-region mutations spontaneously occurred in 18.81 cells at an average rate of 5.8 x 10(-6) per bp per cell generation and in selected 18.81-NSO hybrids at greatly increased rates of 1.6 x 10(-3) to 5.8 x 10(-4) per bp per generation. The Vn construct also reverted frequently in transgenic mice, indicating that it contained sufficient information to mutate at high rates both in vivo and in vitro. Sequence analysis of reverted genes revealed that reversion was due to point mutations. Since the rates and nature of the mutations that are occurring in these transfected genes are similar to those reported in vivo, it should be possible to use this system to identify the cis-acting sequences and trans-acting factors that are responsible for V-region somatic hypermutation.

Applicazione della spettrometria di massa MALDI-TOF in microbiologia clinica

Riassunto La spettrometria di massa (MS) nata negli anni ’70 trova oggi, grazie alla tecnologia Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight (MALDI-TOF), importanti applicazioni in diversi settori: biotecnologico (per la caratterizzazione ed il controllo di qualità di proteine ricombinanti ed altre macromolecole), medico–clinico (per la diagnosi di laboratorio di malattie e per lo sviluppo di nuovi trattamenti terapeutici mirati), alimentare ed ambientale. Negli ultimi anni, questa tecnologia è diventata un potente strumento anche per la diagnosi di laboratorio in microbiologia clinica, rivoluzionando il flusso di lavoro per una rapida identificazione di batteri e funghi, sostituendo l’identificazione fenotipica convenzionale basata su saggi biochimici. Attualmente mediante MALDI-TOF MS sono possibili due diversi approcci per la caratterizzazione dei microrganismi: (1) confronto degli spettri (“mass spectra”) con banche dati contenenti profili di riferimento (“database fingerprints”) e (2) “matching” di bio-marcatori con banche dati proteomiche (“proteome database”). Recentemente, la tecnologia MALDI-TOF, oltre alla sua applicazione classica nell’identificazione di microrganismi, è stata utilizzata per individuare, indirettamente, meccanismi di resistenza agli antibiotici. Primo scopo di questo studio è stato verificare e dimostrare l’efficacia identificativa della metodica MALDI-TOF MS mediante approccio di comparazione degli spettri di differenti microrganismi di interesse medico per i quali l’identificazione risultava impossibile a causa della completa assenza o presenza limitata, di spettri di riferimento all’interno della banca dati commerciale associata allo strumento. In particolare, tale scopo è stato raggiunto per i batteri appartenenti a spirochete del genere Borrelia e Leptospira, a miceti filamentosi (dermatofiti) e protozoi (Trichomonas vaginalis). Secondo scopo di questo studio è stato valutare il secondo approccio identificativo basato sulla ricerca di specifici marcatori per differenziare parassiti intestinali di interesse medico per i quali non è disponibile una banca dati commerciale di riferimento e la sua creazione risulterebbe particolarmente difficile e complessa, a causa della complessità del materiale biologico di partenza analizzato e del terreno di coltura nei quali questi protozoi sono isolati. Terzo ed ultimo scopo di questo studio è stata la valutazione dell’applicabilità della spettrometria di massa con tecnologia MALDI-TOF per lo studio delle resistenze batteriche ai carbapenemi. In particolare, è stato messo a punto un saggio di idrolisi dei carbapenemi rilevata mediante MALDI-TOF MS in grado di determinare indirettamente la produzione di carbapenemasi in Enterobacteriaceae. L’efficacia identificativa della metodica MALDI-TOF mediante l’approccio di comparazione degli spettri è stata dimostrata in primo luogo per batteri appartenenti al genere Borrelia. La banca dati commerciale dello strumento MALDI-TOF MS in uso presso il nostro laboratorio includeva solo 3 spettri di riferimento appartenenti alle specie B. burgdorferi ss, B. spielmani e B. garinii. L’implementazione del “database” con specie diverse da quelle già presenti ha permesso di colmare le lacune identificative dovute alla mancanza di spettri di riferimento di alcune tra le specie di Borrelia più diffuse in Europa (B. afzelii) e nel mondo (come ad esempio B. hermsii, e B. japonica). Inoltre l’implementazione con spettri derivanti da ceppi di riferimento di specie già presenti nel “database” ha ulteriormente migliorato l’efficacia identificativa del sistema. Come atteso, il ceppo di isolamento clinico di B. lusitaniae (specie non presente nel “database”) è stato identificato solo a livello di genere corroborando, grazie all’assenza di mis-identificazione, la robustezza della “nuova” banca dati. I risultati ottenuti analizzando i profili proteici di ceppi di Borrelia spp. di isolamento clinico, dopo integrazione del “database” commerciale, indicano che la tecnologia MALDI-TOF potrebbe essere utilizzata come rapida, economica ed affidabile alternativa ai metodi attualmente utilizzati per identificare ceppi appartenenti a questo genere. Analogamente, per il genere Leptospira dopo la creazione ex-novo della banca dati “home-made”, costruita con i 20 spettri derivati dai 20 ceppi di riferimento utilizzati, è stata ottenuta una corretta identificazione a livello di specie degli stessi ceppi ri-analizzati in un esperimento indipendente condotto in doppio cieco. Il dendrogramma costruito con i 20 MSP-Spectra implementati nella banca dati è formato da due rami principali: il primo formato dalla specie non patogena L. biflexa e dalla specie a patogenicità intermedia L. fainei ed il secondo che raggruppa insieme le specie patogene L. interrogans, L. kirschneri, L. noguchii e L. borgpetersenii. Il secondo gruppo è ulteriormente suddiviso in due rami, contenenti rispettivamente L. borgpetersenii in uno e L. interrogans, L. kirschneri e L. noguchii nell’altro. Quest’ultimo, a sua volta, è suddiviso in due rami ulteriori: il primo comprendente la sola specie L. noguchii, il secondo le specie L. interrogans e L. kirshneri non separabili tra loro. Inoltre, il dendrogramma costruito con gli MSP-Spectra dei ceppi appartenenti ai generi Borrelia e Leptospira acquisiti in questo studio, e appartenenti al genere Brachyspira (implementati in un lavoro precedentemente condotto) mostra tre gruppi principali separati tra loro, uno per ogni genere, escludendo possibili mis-identificazioni tra i 3 differenti generi di spirochete. Un’analisi più approfondita dei profili proteici ottenuti dall’analisi ha mostrato piccole differenze per ceppi della stessa specie probabilmente dovute ai diversi pattern proteici dei distinti sierotipi, come confermato dalla successiva analisi statistica, che ha evidenziato picchi sierotipo-specifici. È stato, infatti, possibile mediante la creazione di un modello statistico dedicato ottenere un “pattern” di picchi discriminanti in grado di differenziare a livello di sierotipo sia i ceppi di L. interrogans sia i ceppi di L. borgpetersenii saggiati, rispettivamente. Tuttavia, non possiamo concludere che i picchi discriminanti da noi riportati siano universalmente in grado di identificare il sierotipo dei ceppi di L. interrogans ed L. borgpetersenii; i picchi trovati, infatti, sono il risultato di un’analisi condotta su uno specifico pannello di sierotipi. È stato quindi dimostrato che attuando piccoli cambiamenti nei parametri standardizzati come l’utilizzo di un modello statistico e di un programma dedicato applicato nella routine diagnostica è possibile utilizzare la spettrometria di massa MALDI-TOF per una rapida ed economica identificazione anche a livello di sierotipo. Questo può significativamente migliorare gli approcci correntemente utilizzati per monitorare l’insorgenza di focolai epidemici e per la sorveglianza degli agenti patogeni. Analogamente a quanto dimostrato per Borrelia e Leptospira, l’implementazione della banca dati dello spettrometro di massa con spettri di riferimento di miceti filamentosi (dermatofiti) si è rilevata di particolare importanza non solo per l’identificazione di tutte le specie circolanti nella nostra area ma anche per l’identificazione di specie la cui frequenza nel nostro Paese è in aumento a causa dei flussi migratori dalla zone endemiche (M. audouinii, T. violaceum e T. sudanense). Inoltre, l’aggiornamento del “database” ha consentito di superare la mis-identificazione dei ceppi appartenenti al complesso T. mentagrophytes (T. interdigitale e T. mentagrophytes) con T. tonsurans, riscontrata prima dell’implementazione della banca dati commerciale. Il dendrogramma ottenuto dai 24 spettri implementati appartenenti a 13 specie di dermatofiti ha rivelato raggruppamenti che riflettono quelli costruiti su base filogenetica. Sulla base dei risultati ottenuti mediante sequenziamento della porzione della regione ITS del genoma fungino non è stato possibile distinguere T. interdigitale e T. mentagrophytes, conseguentemente anche gli spettri di queste due specie presentavano picchi dello stesso peso molecoalre. Da sottolineare che il dendrogramma costruito con i 12 profili proteici già inclusi nel database commerciale e con i 24 inseriti nel nuovo database non riproduce l’albero filogenetico per alcune specie del genere Tricophyton: gli spettri MSP già presenti nel database e quelli aggiunti delle specie T. interdigitale e T. mentagrophytes raggruppano separatamente. Questo potrebbe spiegare le mis-identificazioni di T. interdigitale e T. mentagrophytes con T. tonsurans ottenute prima dell’implementazione del database. L’efficacia del sistema identificativo MALDI-TOF è stata anche dimostrata per microrganismi diversi da batteri e funghi per i quali la metodica originale è stata sviluppata. Sebbene tale sistema identificativo sia stato applicato con successo a Trichomonas vaginalis è stato necessario apportare modifiche nei parametri standard previsti per l’identificazione di batteri e funghi. Le interferenze riscontrate tra i profili proteici ottenuti per i due terreni utilizzati per la coltura di questo protozoo e per i ceppi di T. vaginalis hanno, infatti, reso necessario l’utilizzo di nuovi parametri per la creazione degli spettri di riferimento (MSP-Spectra). L’importanza dello sviluppo del nuovo metodo risiede nel fatto che è possibile identificare sulla base del profilo proteico (e non sulla base di singoli marcatori) microorganismi cresciuti su terreni complessi che potrebbero presentare picchi nell'intervallo di peso molecolare utilizzato a scopo identificativo: metaboliti, pigmenti e nutrienti presenti nel terreno possono interferire con il processo di cristallizzazione e portare ad un basso punteggio identificativo. Per T. vaginalis, in particolare, la “sottrazione” di picchi dovuti a molecole riconducibili al terreno di crescita utilizzato, è stata ottenuta escludendo dall'identificazione l'intervallo di peso molecolare compreso tra 3-6 kDa, permettendo la corretta identificazione di ceppi di isolamento clinico sulla base del profilo proteico. Tuttavia, l’elevata concentrazione di parassita richiesta (105 trofozoiti/ml) per una corretta identificazione, difficilmente ottenibile in vivo, ha impedito l’identificazione di ceppi di T. vaginalis direttamente in campioni clinici. L’approccio identificativo mediante individuazione di specifici marcatori proteici (secondo approccio identificativo) è stato provato ed adottato in questo studio per l’identificazione e la differenziazione di ceppi di Entamoeba histolytica (ameba patogena) ed Entamoeba dispar (ameba non patogena), specie morfologiacamente identiche e distinguibili solo mediante saggi molecolari (PCR) aventi come bersaglio il DNA-18S, che codifica per l’RNA della subunità ribosomiale minore. Lo sviluppo di tale applicazione ha consentito di superare l’impossibilità della creazione di una banca dati dedicata, a causa della complessità del materiale fecale di partenza e del terreno di coltura impiagato per l’isolamento, e di identificare 5 picchi proteici in grado di differenziare E. histolytica da E. dispar. In particolare, l’analisi statistica ha mostrato 2 picchi specifici per E. histolytica e 3 picchi specifici per E. dispar. L’assenza dei 5 picchi discriminanti trovati per E. histolytica e E. dispar nei profili dei 3 differenti terreni di coltura utilizzati in questo studio (terreno axenico LYI-S-2 e terreno di Robinson con e senza E. coli) permettono di considerare questi picchi buoni marcatori in grado di differenziare le due specie. La corrispondenza dei picchi con il PM di due specifiche proteine di E. histolytica depositate in letteratura (Amoebapore A e un “unknown putative protein” di E. histolytica ceppo di riferimento HM-1:IMSS-A) conferma la specificità dei picchi di E. histolytica identificati mediante analisi MALDI-TOF MS. Lo stesso riscontro non è stato possibile per i picchi di E. dispar in quanto nessuna proteina del PM di interesse è presente in GenBank. Tuttavia, va ricordato che non tutte le proteine E. dispar sono state ad oggi caratterizzate e depositate in letteratura. I 5 marcatori hanno permesso di differenziare 12 dei 13 ceppi isolati da campioni di feci e cresciuti in terreno di Robinson confermando i risultati ottenuti mediante saggio di Real-Time PCR. Per un solo ceppo di isolamento clinico di E. histolytica l’identificazione, confermata mediante sequenziamento della porzione 18S-rDNA, non è stata ottenuta mediante sistema MALDI-TOF MS in quanto non sono stati trovati né i picchi corrispondenti a E. histolytica né i picchi corrispondenti a E. dispar. Per questo ceppo è possibile ipotizzare la presenza di mutazioni geno/fenotipiche a livello delle proteine individuate come marcatori specifici per E. histolytica. Per confermare questa ipotesi sarebbe necessario analizzare un numero maggiore di ceppi di isolamento clinico con analogo profilo proteico. L’analisi condotta a diversi tempi di incubazione del campione di feci positivo per E. histolytica ed E. dipar ha mostrato il ritrovamento dei 5 picchi discriminanti solo dopo 12 ore dall’inoculo del campione nel terreno iniziale di Robinson. Questo risultato suggerisce la possibile applicazione del sistema MALDI-TOF MS per identificare ceppi di isolamento clinico di E. histolytica ed E. dipar nonostante la presenza di materiale fecale che materialmente può disturbare e rendere difficile l’interpretazione dello spettro ottenuto mediante analisi MALDI-TOF MS. Infine in questo studio è stata valutata l’applicabilità della tecnologia MALDI-TOF MS come saggio fenotipico rapido per la determinazione di ceppi produttori di carbapenemasi, verificando l'avvenuta idrolisi del meropenem (carbapeneme di riferimento utilizzato in questo studio) a contatto con i ceppi di riferimento e ceppi di isolamento clinico potenzialmente produttori di carbapenemasi dopo la messa a punto di un protocollo analitico dedicato. Il saggio di idrolisi del meropenem mediante MALDI-TOF MS ha dimostrato la presenza o l’assenza indiretta di carbapenemasi nei 3 ceppi di riferimento e nei 1219 (1185 Enterobacteriaceae e 34 non-Enterobacteriaceae) ceppi di isolamento clinico inclusi nello studio. Nessuna interferenza è stata riscontrata per i ceppi di Enterobacteriaceae variamente resistenti ai tre carbapenemi ma risultati non produttori di carbapenemasi mediante i saggi fenotipici comunemente impiegati nella diagnostica routinaria di laboratorio: nessuna idrolisi del farmaco è stata infatti osservata al saggio di idrolisi mediante MALDI-TOF MS. In un solo caso (ceppo di K. pneumoniae N°1135) è stato ottenuto un profilo anomalo in quanto presenti sia i picchi del farmaco intatto che quelli del farmaco idrolizzato. Per questo ceppo resistente ai tre carbapenemi saggiati, negativo ai saggi fenotipici per la presenza di carbapenemasi, è stata dimostrata la presenza del gene blaKPC mediante Real-Time PCR. Per questo ceppo si può ipotizzare la presenza di mutazioni a carico del gene blaKPC che sebbene non interferiscano con il suo rilevamento mediante PCR (Real-Time PCR positiva), potrebbero condizionare l’attività della proteina prodotta (Saggio di Hodge modificato e Test di Sinergia negativi) riducendone la funzionalità come dimostrato, mediante analisi MALDI-TOF MS, dalla presenza dei picchi relativi sia all’idrolisi del farmaco sia dei picchi relativi al farmaco intatto. Questa ipotesi dovrebbe essere confermata mediante sequenziamento del gene blaKPC e successiva analisi strutturale della sequenza amminoacidica deducibile. L’utilizzo della tecnologia MALDI-TOF MS per la verifica dell’avvenuta idrolisi del maropenem è risultato un saggio fenotipico indiretto in grado di distinguere, al pari del test di Hodge modificato impiegato comunemente nella routine diagnostica in microbiologia, un ceppo produttore di carbapenemasi da un ceppo non produttore sia per scopi diagnostici che per la sorveglianza epidemiologica. L’impiego del MALDI-TOF MS ha mostrato, infatti, diversi vantaggi rispetto ai metodi convenzionali (Saggio di Hodge modificato e Test di Sinergia) impiegati nella routine diagnostica di laboratorio i quali richiedono personale esperto per l’interpretazione del risultato e lunghi tempi di esecuzione e di conseguenza di refertazione. La semplicità e la facilità richieste per la preparazione dei campioni e l’immediata acquisizione dei dati rendono questa tecnica un metodo accurato e rapido. Inoltre, il metodo risulta conveniente dal punto di vista economico, con un costo totale stimato di 1,00 euro per ceppo analizzato. Tutte queste considerazioni pongono questa metodologia in posizione centrale in ambito microbiologico anche nel caso del rilevamento di ceppi produttori di carbapenemasi. Indipendentemente dall’approccio identificativo utilizzato, comparato con i metodi convenzionali il MALDI-TOF MS conferisce in molti casi un guadagno in termini di tempo di lavoro tecnico (procedura pre-analititca per la preparazione dei campioni) e di tempo di ottenimento dei risultati (procedura analitica automatizzata). Questo risparmio di tempo si accentua quando sono analizzati in contemporanea un maggior numero di isolati. Inoltre, la semplicità e la facilità richieste per la preparazione dei campioni e l’immediata acquisizione dei dati rendono questo un metodo di identificazione accurato e rapido risultando più conveniente anche dal punto di vista economico, con un costo totale di 0,50 euro (materiale consumabile) per ceppo analizzato. I risultati ottenuti dimostrano che la spettrometria di massa MALDI-TOF sta diventando uno strumento importante in microbiologia clinica e sperimentale, data l’elevata efficacia identificativa, grazie alla disponibilità sia di nuove banche dati commerciali sia di aggiornamenti delle stesse da parte di diversi utenti, e la possibilità di rilevare con successo anche se in modo indiretto le antibiotico-resistenze.

Produção de hidrogênio por fermentação por um novo isolado de Clostridium beijerinckii

O hidrogênio (H2) tem sido considerado uma fonte de energia limpa bastante promissora, pois sua combustão origina apenas moléculas de água, sendo uma alternativa ao uso de combustíveis fósseis. Entretanto, os métodos atuais de produção de H2 demandam matérias-primas finitas e uma grande quantidade de energia, tornando a sua obtenção não sustentável. Mais recentemente, a via fermentativa tem sido considerada para a produção de H2, utilizando como matérias-primas efluentes industriais, materiais lignocelulósicos e biomassa de algas, denominado de bio-hidrogênio de primeira, segunda e terceira geração, respectivamente. Neste trabalho foi isolada uma bactéria anaeróbia a partir de uma cultura mista (lodo) de um sistema de tratamento de vinhaça, após pré-tratamento do lodo a pH 3 por 12 horas. Este microrganismo foi identificado com 99% de similaridade como Clostridium beijerinckii com base na sequência do gene RNAr 16S denominado de C. beijerinckii Br21. A temperatura e o pH mais adequados para o crescimento e produção de H2 por esta cultura foi 35 °C e pH inicial 7,0. A bactéria possui a capacidade de utilizar ampla variedade de fontes de carbono para a produção de H2 por fermentação, especialmente, monossacarídeos resultantes da hidrólise de biomassa de algas, tais como glicose, galactose e manose. Foram realizados ensaios em batelada para a produção de H2 com a bactéria isolada empregando diferentes concentrações de glicose e galactose, visando a sua futura utilização em hidrolisados de alga. Os parâmetros cinéticos dos ensaios de fermentação estimados pelo modelo de Gompertz modificado, como a velocidade máxima de produção (Rm), a quantidade máxima de hidrogênio produzido (Hmáx) e o tempo necessário para o início da produção de hidrogênio (fase lag) para a glicose (15 g/L) foram de: 58,27 mL de H2/h, 57,68 mmol de H2 e 8,29 h, respectivamente. Para a galactose (15 g/L), a Rm, Hmáx e foram de 67,64 mL de H2/h, 47,61 mmol de H2 e 17,22 horas, respectivamente. O principal metabólito detectado ao final dos ensaios de fermentação, foi o ácido butírico, seguido pelo ácido acético e o etanol, tanto para os ensaios com glicose, como com galactose. C. beijerinckii é um candidato bastante promissor para a produção de H2 por fermentação a partir de glicose e galactose e, consequentemente, a partir de biomassa de algas como substratos.

The evolutionary paths among galaxy types on the red sequence at 0.3 < Z < 1.5

We have studied the main evolutionary paths among the galaxy types residing on the massive end of the Red Sequence and nearby locations on the Green Valley during the last ∼9 Gyr. The morphological and star formation properties of a sample of these galaxies at 0 . 3 < z < 1 .5 with stellar masses M_∗ > 5 × 10^10 M_⊙ have been analysed. We present direct observational evidence for the first time of the existence of two main evolutionary paths among the different red galaxy types since z ∼ 1 .5, which provide some clues on the nature of the processes that have governed the assembly of present-day massive quiescent galaxies. The results are in excellent agreement with the hierarchical evolutionary framework proposed in the Eliche-Moral et al. (2010) model. Data from SHARDS (one of the ESO/GTC Large Programmes approved in 2009A) will complement and improve the present findings, shedding some light into many of the still unsettled questions concerning the migration of galaxies from the Blue Cloud to the Red Sequence at z < 1 .5.

A VLT/FLAMES survey for massive binaries in Westerlund 1. IV. Wd1-5 – binary product and a pre-supernova companion for the magnetar CXOU J1647-45?

Context. The first soft gamma-ray repeater was discovered over three decades ago, and was subsequently identified as a magnetar, a class of highly magnetised neutron star. It has been hypothesised that these stars power some of the brightest supernovae known, and that they may form the central engines of some long duration gamma-ray bursts. However there is currently no consenus on the formation channel(s) of these objects. Aims. The presence of a magnetar in the starburst cluster Westerlund 1 implies a progenitor with a mass ≥40 M⊙, which favours its formation in a binary that was disrupted at supernova. To test this hypothesis we conducted a search for the putative pre-SN companion. Methods. This was accomplished via a radial velocity survey to identify high-velocity runaways, with subsequent non-LTE model atmosphere analysis of the resultant candidate, Wd1-5. Results. Wd1-5 closely resembles the primaries in the short-period binaries, Wd1-13 and 44, suggesting a similar evolutionary history, although it currently appears single. It is overluminous for its spectroscopic mass and we find evidence of He- and N-enrichement, O-depletion, and critically C-enrichment, a combination of properties that is difficult to explain under single star evolutionary paradigms. We infer a pre-SN history for Wd1-5 which supposes an initial close binary comprising two stars of comparable (~ 41 M⊙ + 35 M⊙) masses. Efficient mass transfer from the initially more massive component leads to the mass-gainer evolving more rapidly, initiating luminous blue variable/common envelope evolution. Reverse, wind-driven mass transfer during its subsequent WC Wolf-Rayet phase leads to the carbon pollution of Wd1-5, before a type Ibc supernova disrupts the binary system. Under the assumption of a physical association between Wd1-5 and J1647-45, the secondary is identified as the magnetar progenitor; its common envelope evolutionary phase prevents spin-down of its core prior to SN and the seed magnetic field for the magnetar forms either in this phase or during the earlier episode of mass transfer in which it was spun-up. Conclusions. Our results suggest that binarity is a key ingredient in the formation of at least a subset of magnetars by preventing spin-down via core-coupling and potentially generating a seed magnetic field. The apparent formation of a magnetar in a Type Ibc supernova is consistent with recent suggestions that superluminous Type Ibc supernovae are powered by the rapid spin-down of these objects.

Plasmodium pre-erythrocytic stages: what's new?

The pre-erythrocytic (PE) phase of malaria infection, which extends from injection of sporozoites into the skin to the release of the first generation of merozoites, has traditionally been the 'black box' of the Plasmodium life cycle. However, since the advent of parasite transfection technology 13 years ago, our understanding of the PE phase in cellular and molecular terms has dramatically improved. Here, we review and comment on the major developments in the field in the past five years. Progress has been made in many diverse areas, including identifying and characterizing new proteins of interest, imaging parasites in vivo, understanding better the cell biology of hepatocyte infection and developing new vaccines against PE stages of the parasite.

Constraining porewater chemistry in a 250m thick argillaceous rock sequence

The geochemistry of an argillaceous rock sequence from a deep borehole in NE-Switzerland was investigated. The focus was to constrain the porewater chemistry in low permeability Jurassic rocks comprising the Liassic, the Opalinus Clay formation, the 'Brown Dogger' unit and the Effingen Member (Malm). A multi-method approach including mineralogical analysis, aqueous and Ni-ethylenediamine extraction, squeezing tests and pCO(2) measurements as well as geochemical modelling was applied for this purpose. A consistent dataset was obtained with regard to the main solutes in the porewaters. A fairly constant anion-accessible porosity of similar to 50% of the total porosity was deduced for all analysed samples which displayed variable clay-mineral contents. Sulphate concentrations were shown to be constrained by a sulphate-bearing phase, presumably by celestite or a Sr-Ba sulphate. Application of a simple equilibrium model, including cation exchange reactions, calcite and celestite equilibrium showed good agreement with squeezing data, indicating the suitability of the modelling approach to simulate porewater chemistry in the studied argillaceous rocks. The modelling highlighted the importance of correct determination of the exchangeable cation population. The analysis corroborates that squeezing of the studied rocks is a viable and efficient way to sample porewater.

Distribution of foraminifera, pre-Pliocene foraminifera and macrofossil debris in sediment core CRP-2 (Table 1)

The stratigraphic distribution, assemblage content, paleoecology and age of foraminifera recovered in fourteen of sixteen samples from the 5.63 m thick CRP-2 (Lithostratigraphic Unit 2.2) are discussed. LSU 2.2 comprises four discrete lithologic beds. The upward sequence is informally referred to as the lower sand bed, diamicton bed, middle sand bed, and upper sand bed and it is surmised that these four units are closely related in time. The lower sand bed (~1.5m), which overlies lower Miocene sediments and from which it is separated by the Ross Sea Unconformity, contains traces of recycled Miocene diatoms but is otherwise barren of biogenic material. The diamicton bed (~2.42 m) contains 21 species of benthic foraminifera, with assemblages consistently dominated by Cassidulinoides porrectus, Ammoelphidiella antarctica, Rosalina cf. globularis, Cibicides refulgens, and Ehrenbergina glabra. The overlying middle sand bed (~1.9 m) contains 13 species. with C. porrectus and E. glabra dominant and A. antarctica less common than in the underlying diamicton bed. The upper sand bed (~0.46 m) contains four species and very few tests. The diamicton bed and middle sand bed assemblages are considered to be near in situ thanatocoenoses; and sediments interpreted as marine in origin but influenced by hyposaline waters and nearby ice. Planktic taxa are absent, perhaps indicating the presence of tidewater glaciers, sea ice and/or hyposaline surface waters. The small assemblage in the upper sand bed is more problematic and may be recycled. On the basis of foraminifera in the diamicton and middle sand beds. LSU 2.2 is assigned to the Pliocene. The overlying diamicton in LSU 2.1 contains abundant Quaternary foraminifera.

Changes in body water distribution during treatment with inhaled steroid in pre-school children

Primary objective: The study aimed to examine the changes in water distribution in the soft tissue during systemic steroid activity. Research design: A three-way cross-over, randomized, placebo-controlled, double-blind trial was used, including 4 weeks of fluticasone propionate pMDI 200 mug b.i.d. delivered via Babyhaler(R), budesonide pressurized metered dose inhaler (pMDI) 200 mug b.i.d. delivered via Nebuchamber(R) and placebo. Spacers were primed before use. In total, 40 children aged 1-3 years, with mild intermittent asthma were included. Twenty-five of the children completed all three treatments. At the end of each treatment period body impedance and skin ultrasonography were measured. Methods and procedures: We measured changes in water content of the soft tissues by two methods. Skin ultrasonography was used to detect small changes in dermal water content, and bioelectrical impedance was used to assess body water content and distribution. Main outcomes and results: We found an increase in skin density of the shin from fluticasone as measured by ultrasonography (p = 0.01). There was a tendency for a consistent elevation of impedance parameters from active treatments compared to placebo although overall this effect was not statistically significant (0.1< p <0.2). However, sub-analyses indicated a significant effect on whole-body and leg impedance from budesonide treatment (p <0.05). Conclusion: Decreased growth during inhaled steroid treatment seems to partly reflect generalized changes in body water.