Microbiota depletion promotes browning of white adipose tissue and reduces obesity.

Brown adipose tissue (BAT) promotes a lean and healthy phenotype and improves insulin sensitivity. In response to cold or exercise, brown fat cells also emerge in the white adipose tissue (WAT; also known as beige cells), a process known as browning. Here we show that the development of functional beige fat in the inguinal subcutaneous adipose tissue (ingSAT) and perigonadal visceral adipose tissue (pgVAT) is promoted by the depletion of microbiota either by means of antibiotic treatment or in germ-free mice. This leads to improved glucose tolerance and insulin sensitivity and decreased white fat and adipocyte size in lean mice, obese leptin-deficient (ob/ob) mice and high-fat diet (HFD)-fed mice. Such metabolic improvements are mediated by eosinophil infiltration, enhanced type 2 cytokine signaling and M2 macrophage polarization in the subcutaneous white fat depots of microbiota-depleted animals. The metabolic phenotype and the browning of the subcutaneous fat are impaired by the suppression of type 2 cytokine signaling, and they are reversed by recolonization of the antibiotic-treated or germ-free mice with microbes. These results provide insight into the microbiota-fat signaling axis and beige-fat development in health and metabolic disease.

Gut Microbiota Orchestrates Energy Homeostasis during Cold.

Microbial functions in the host physiology are a result of the microbiota-host co-evolution. We show that cold exposure leads to marked shift of the microbiota composition, referred to as cold microbiota. Transplantation of the cold microbiota to germ-free mice is sufficient to increase insulin sensitivity of the host and enable tolerance to cold partly by promoting the white fat browning, leading to increased energy expenditure and fat loss. During prolonged cold, however, the body weight loss is attenuated, caused by adaptive mechanisms maximizing caloric uptake and increasing intestinal, villi, and microvilli lengths. This increased absorptive surface is transferable with the cold microbiota, leading to altered intestinal gene expression promoting tissue remodeling and suppression of apoptosis-the effect diminished by co-transplanting the most cold-downregulated strain Akkermansia muciniphila during the cold microbiota transfer. Our results demonstrate the microbiota as a key factor orchestrating the overall energy homeostasis during increased demand.

Suspected outbreak of dengue fever in Houston: Clinical characteristics and determination of autochthonous transmission between 2003 and 2005

Houston, Texas maintains the appropriate climate and mosquito populations to support the circulation of dengue viruses. The city is susceptible to the introduction and subsequent local transmission of dengue virus with its proximity to dengue-endemic Mexico and the high degree of international travel routed through its airports. In 2008, a study at the University of Texas School of Public Health identified 58 suspected dengue fever cases that presented at hospitals and clinics in the Houston area. Serum or CSF samples of the 58 samples tested positive or equivocal for the presence of anti-dengue IgM antibodies (Rodriguez, 2008). Here, we present the results of an investigation aimed to describe the clinical characteristics of the 58 suspected dengue fever cases and to determine if local transmission had occurred. Data from medical record abstractions and personal telephone interviews were used to describe clinical characteristics and travel history of the suspected cases. Our analysis classified six probable dengue fever cases based on the case definition from the World Health Organization. Three of the probable cases for which we were able to obtain travel history had not recently traveled to an endemic area prior to onset of symptoms suggesting the illnesses were locally acquired in Houston. Further analysis led us to hypothesize that additional cases of dengue fever are present in our study population. Fifty-one percent of the study population was diagnosed with meningitis and/or encephalitis. Sixty percent of the individuals who received a lumbar puncture had abnormal CSF. Together these findings indicate viral infection with neurological involvement, which has been reported to occur with dengue fever. Among the individuals who received liver enzyme analysis, 54% had evidence of abnormal liver enzyme levels, a clinical sign commonly observed with dengue. Our results indicate that a suspected outbreak of dengue fever with autochthonous transmission occurred in the Houston area between 2003 and 2005. ^

Microbiota and Microsatellite genotypes of Pacific oysters stemming from three oyster bed in the Northern Wadden Sea

Background: Studies of oyster microbiomes have revealed that a limited number of microbes, including pathogens, can dominate microbial communities in host tissues such as gills and gut. Much of the bacterial diversity however remains underexplored and unexplained, although environmental conditions and host genetics have been implicated. We used 454 next generation 16S rRNA amplicon sequencing of individually tagged PCR reactions to explore the diversity of bacterial communities in gill tissue of the invasive Pacific oyster Crassostrea gigas stemming from genetically differentiated beds under ambient outdoor conditions and after a multifaceted disturbance treatment imposing stress on the host. Results: While the gill associated microbial communities in oysters were dominated by few abundant taxa (i.e. Sphingomonas, Mycoplasma) the distribution of rare bacterial groups correlated to relatedness between the hosts under ambient conditions. Exposing the host to disturbance broke apart this relationship by removing rare phylotypes thereby reducing overall microbial diversity. Shifts in the microbiome composition in response to stress did not result in a net increase in genera known to contain potentially pathogenic strains. Conclusion: The decrease in microbial diversity and the disassociation between population genetic structure of the hosts and their associated microbiome suggest that disturbance (i.e. stress) may play a significant role for the assembly of the natural microbiome. Such community shifts may in turn also feed back on the course of disease and the occurrence of mass mortality events in oyster populations.

Fungal microbiota from rain water and pathogenicity of Fusarium species isolated from atmospheric dust and rainfall dust

In order to determine the presence of Fusarium spp. in atmospheric dust and rainfall dust, samples were collected during September 2007, and July, August, and October 2008. The results reveal the prevalence of airborne Fusarium species coming from the atmosphere of the South East coast of Spain. Five different Fusarium species were isolated from the settling dust: Fusarium oxysporum, F. solani, F. equiseti, F. dimerum, and F. proliferatum. Moreover, rainwater samples were obtained during significant rainfall events in January and February 2009. Using the dilution-plate method, 12 fungal genera were identified from these rainwater samples. Specific analyses of the rainwater revealed the presence of three species of Fusarium: F. oxysporum, F. proliferatum and F. equiseti. A total of 57 isolates of Fusarium spp. obtained from both rainwater and atmospheric rainfall dust sampling were inoculated onto melon (Cucumis melo L.) cv. Piñonet and tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) cv. San Pedro. These species were chosen because they are the main herbaceous crops in Almeria province. The results presented in this work indicate strongly that spores or propagules of Fusarium are able to cross the continental barrier carried by winds from the Sahara (Africa) to crop or coastal lands in Europe. Results show differences in the pathogenicity of the isolates tested. Both hosts showed root rot when inoculated with different species of Fusarium, although fresh weight measurements did not bring any information about the pathogenicity. The findings presented above are strong indications that long-distance transmission of Fusarium propagules may occur. Diseases caused by species of Fusarium are common in these areas. They were in the past, and are still today, a problem for greenhouses crops in Almería, and many species have been listed as pathogens on agricultural crops in this region. Saharan air masses dominate the Mediterranean regions. The evidence of long distance dispersal of Fusarium spp. by atmospheric dust and rainwater together with their proved pathogenicity must be taken into account in epidemiological studies.

Determinación de la capacidad parasitaria de la microbiota fúngica y de sus extractos acuosos en las semillas de cardo (Cynara cardunculus L.)

El presente estudio evalúa el efecto que 6 diferentes géneros hongos aislados a partir de semillas de 54 diferentes cultivares de cardo y sus extractos acuosos tienen sobre la germinación y nascencia de las semillas. Se han realizado pruebas de patogenicidad con dos aislados de cada uno de los seis géneros de mayor frecuencia del inventario (Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Rhizopus, Cladosporium y Alternaria), así como de los extractos producidos tras 3, 7 y 11 días de incubación de los micetos. Los resultados de las inoculaciones con los micetos muestran efectos negativos sobre los porcentajes de germinación, con reducciones en la germinación que fueron máximas tras las inoculaciones con Rhizopus stolonifer (29% de disminución) y Fusarium verticillioides (23%). Los porcentajes de emergencia disminuyen tras duplicar la concentración del inóculo, aumentando además drásticamente el número de plántulas dañadas sobre el total de las emergidas. En el significativo caso de la inoculación con Cladosporium la duplicación del inóculo disminuyó la germinación hasta en un 31% respecto al testigo. Las plántulas emergidas tras las inoculaciones con los extractos obtenidos a partir de cultivos líquidos de los hongos ensayados presentaban los mismos síntomas de atrofias y daños sobre raíz y coleóptilo que los descritos para cada hongo. Los extractos acuosos de los géneros estudiados disminuyen también la germinación. Los resultados nos muestran la diferente capacidad parasitaria de cada una de las especies estudiadas apreciándose además diferencias según los diferentes periodos de agitación de los hongos y permiten asegurar que la producción de toxinas está regulada por el hongo, y que no aumenta linealmente con el crecimiento miceliar.

Microbiota fúngica asociada a la fumagina del madroño (Arbutus unedo L.) parasitado por pulgones (Hemiptera, Aphidoidea) en la Comunidad de Madrid.

Se ha realizado un estudio sobre la microbiota fúngica asociada a la fumagina del madroño, determinándose las especies de pulgones recogidas sobre madroños muestreados en la Comunidad de Madrid (España). Las especies de pulgones del madroño encontradas en los muestreos han sido dos: Aphis arbuti Ferrari y Wahlgreniella nervata (Gillette). La especie más frecuente ha sido W. nervata cuya presencia se observó en el 80% de las muestras, mientras que A. arbuti estuvo presente en el 35% de ellas. Parecen ser especies bastante específicas del madroño, de las que no se habían recogido citas en la Comunidad de Madrid. Los análisis microbiológicos realizados sobre las hojas de madroño muestran que no existen diferencias apreciables entre las que visualmente tienen negrilla y pulgones de aquellas que están aparentemente normales. La microbiota fúngica total de las ramillas es muy semejante a la de las hojas. Sobresalen entre los géneros y/o especies Alternaria, Aspergillus, Niger, Aureobasidium, Cladosporium y Fusarium. Este último género representado por dos especies (F. dinerum y F. solari) no ha incrementado considerablemente su presencia cuando se ha utilizado un medio específico para el análisis.

Evaluación de la patogeneicidad de la microbiota fúngica asociada a cinco variedades autóctonas españolas de judión (Phaseolus coccineus L.)

Se caracterizó la micoflora presente en las semillas de 5 cultivares de judión (Phaseolus coccineus L.) procedentes de una explotación dedicada a la agricultura ecológica de Oteruelo del Valle (Parque natural de Rascafría, Madrid) y de 5 variedades incluidas en el Catálogo Común de variedades Comerciales de la Unión Europea. Se analizaron un total de 3200 semillas de todos los lotes cosechadas en la campaña 2005-2006. Para ello se colocaron 5 semillas de cada muestra en placas de Petri con medio agar de patata glucosado (PDA) y 6 semillas por muestra en cámara húmeda, realizándose 20 repeticiones en cada caso, analizándose de esta manera al menos 220 semillas por muestra. Para conocer la presencia del género Fusarium se realizaron análisis específicos con todas las muestras, utilizando para ello medio selectivo para Fusarium realizándose lecturas periódicas y anotando el número de especies presentes en cada semilla. Se identificaron un total de 11 especies fúngicas diferentes. la presencia de los diferentes géneros varió entre los cultivares estudiados, siendo mucho menor, aunque no ausente en las semillas comerciales. Entre la microbiota fúngica aislada cabe destacar, por su potencial patogeneicidd o por su capacidad para la producción de micotoxinas o metabolitos secundarios, especies de los géneros Aspergillus, Alternaria o Rhizoctonia. En una segunda parte del estudio se evaluó el efecto que dichos hongos tienen sobre la germinación y nascencia de las semillas, realizándose pruebas de patogeneicidad sobre un total de 200 semillas de Phaseolus vulgaris variedad Calgary. Las inoculaciones se realizaron con cada uno de los dos aislados de los seis géneros de mayor importancia cuantitativa del inventario(Aspergillus, Penicillium Ulocladium, Rhizopus, Cladosporium y Alternaria) Los resultados de las inoculaciones muestran efectos negativos sobre los porcentajes de germinación en todos los tratamientos estudiados y muestran la diferente capacidad parasitaria de cada una de las especies estudiadas sobre Phaseolus vulgaris.

Microbiota asociada a la enfermedad de la punta negra del trigo duro. Efectos del riego, el abonado nitrogenado y la variedad cultivada en la incidencia de la enfermedad

La enfermedad fúngica de la punta negra del trigo se caracteriza por provocar en las semillas afectadas un oscurecimiento de la zona del embrión que en ocasiones puede extenderse hacia la hendidura central dejando el grano completamente ennegrecido. Su incidencia en el cultivo de trigo es extremadamente variable y depende en gran medida de las condiciones ambientales, así pues, condiciones de alta humedad pueden incrementar a punta negra. Su presencia en el trigo duro repercute en el rendimiento semolero. Además la pasta elaborada a partir de semilla enferma presenta manchas negras y adquiere color y olor desagradable. Esta enfermedad es poco conocida a nivel europeo, sin embargo existen numerosos estudios para conocer su etiología y los factores que afectan a su aparición en países como Nueva Zelanda, Australia, Estados Unidos o Canadá. El presente trabajo pretende dar a conocer esta patología en España, determinando la influencia del riego, el abonado nitrogenado y la variedad cultivada en la incidencia de la enfermedad. Para ello se ha contado con un diseño experimental basado en 10 cultivares sembrados en parcelas con dos tratamientos de riego y dos de abonado nitrogenado. El análisis de las semillas infectadas en cámara húmeda y medios de cultivo PDA y K reveló 12 géneros fúngicos diferentes, de los cuales Alternaria alternata y Fusarium proliferatum estaban presentes en todas las muestras. El estudio del riego y abonado nitrogenado mostró diferencias significativas en la incidencia de punta negra pero fueron los 10 cultivares incluidos en el ensayo los que mayor importancia cobraron desde el punto de vista de la aparición de la enfermedad. El genotipo resultó determinante a la hora de establecer los niveles de afectación ya que las muestras encuadradas botánicamente como Triticum turgidum subsp. Turgidum convar. Turgidum presentaron una mayor susceptibilidad. las prueas de patogenicidd con los tres principales hongos asociados a la punta negra dieron resultados negativos para la germinación-nascencia de las plántulas de trigo duro inoculadas.

Respiratory microbiota resistance and resilience to pulmonary exacerbation and subsequent antimicrobial intervention

This study was supported by the UK Natural Environment Research Council (NE/H019456/1) to CJvdG, by the Wellcome Trust (WT 098051) to AWW and JP for sequencing costs, and by The Anna Trust (KB2008) to KDB. AWW and The Rowett Institute of Nutrition and Health, University of Aberdeen, receive core funding support from the Scottish Government Rural and Environmental Science and Analysis Service (RESAS). We thank Paul Scott, Richard Rance and the Wellcome Trust Sanger Institute’s sequencing team for generating 16S rRNA gene sequence data.