Effects of additional sequences directly downstream from the AUG on the expression of GFP gene

We have studied the expression of the green fluorescent protein (GFP) gene to gain more understanding of the effects of additional nucleotide triplets (codons) downstream from the initiation codon on the translation of the GFP mRNA in CHO and Cos1 cells. A leader sequence of six consecutive identical codons (GUG, CUC, AGU or UCA) was introduced into a humanized GFP (hm gfp) gene downstream from the AUG to produce four GFP gene variants. Northern blot and RT-PCR analysis indicated that mRNA transcription from the GFP gene was not significantly affected by any of the additional sequences. However, immunoblotting and FACS analysis revealed that AGU and UCA GFP variants produced GFP at a mean level per cell 3.5-fold higher than the other two GFP variants and the hm gfp gene. [35S]-Methionine labeling and immunoprecipitation demonstrate that GFP synthesis was very active in UCA variant transfected-cells, but not in GUG variant and hm gfp transfected-cells. Moreover, proteasome inhibitor MG-132 treatment indicated that the GFPs encoded by each of the GFP variants and the hm gfp were equally stable, and this together with the comparable mRNA levels observed for each construct suggested that the different steady-state GFP concentrations observed reflected different translation efficiencies of the various GFP genes. In addition, the CUC GFP variant, when transiently transfected into CHO or COS-1 cells, did not produce any GFP expressing cells (fully green cells), and the GUG variant produced GFP expressing cells less than 10%, while AGU and UCA GFP variants up to 30–35% in a time course study from 8 to 36 h posttransfection. Analysis of the potential secondary structure of the GFP variant mRNAs especially in the translation initiation region suggested that the secondary structure of the GFP mRNAs was unlikely to explain the different translation efficiencies of the GFP variants. The present findings indicate that a change of the initiation context of the GFP gene by addition of extra coding sequence can alter the translation efficiency of GFP mRNA, providing a means of more efficient expression of GFP in eukaryotic cells.

Suppressor of cytokine signalling gene expression is elevated in breast carcinoma

Cytokines are important for breast cell function, both as trophic hormones and as mediators of host defense mechanisms against breast cancer. Recently, inducible feedback suppressors of cytokine signalling (SOCS/JAB/SSI) have been identified, which decrease cell sensitivity to cytokines. We examined the expression of SOCS genes in 17 breast carcinomas and 10 breast cancer lines, in comparison with normal tissue and breast lines. We report elevated expression of SOCS-1-3 and CIS immunoreactive proteins within in situ ductal carcinomas and infiltrating ductal carcinomas relative to normal breast tissue. Significantly increased expression of SOCS-1-3 and CIS transcripts was also shown by quantitative in situ hybridisation within both tumour tissue and reactive stroma. CIS transcript expression was elevated in all 10 cancer lines, but not in control lines. However, there was no consistent elevation of other SOCS transcripts. CIS protein was shown by immunoblot to be present in all cancer lines at increased levels, mainly as the 47 kDa ubiquitinylated form. A potential proliferative role for CIS overexpression is supported by reports that CIS activates ERK kinases, and by strong induction in transient reporter assays with an ERK-responsive promoter. The in vivo elevation of SOCS gene expression may be part of the host/tumour response or a response to autocrine/paracrine GH and prolactin. However, increased CIS expression in breast cancer lines appears to be a specific lesion, and could simultaneously shut down STAT 5 signalling by trophic hormones, confer resistance to host cytokines and increase proliferation through ERK kinases.

Alternatively spliced products of the human kinesin light chain 1 (KNS2) gene

Conventional kinesin is a microtubule-based molecular motor involved in the transport of membranous and non-membranous cargoes. The kinesin holoenzyme exists as a heterotetramer, consisting of two heavy chain and two light chain subunits. It is thought that one function of the light chains is to interact with the cargo. Alternative splicing of kinesin light chain pre-mRNA has been observed in lower organisms, although evidence for alternative splicing of the human gene has not been reported. We have identified 19 variants of the human KNS2 gene (KLC1) that are generated by alternative splicing of downstream exons, but calculate that KNS2 has the potential to produce 285919 spliceforms. Corresponding spliceforms of the mouse KLC1 gene were also identified. The alternative exons are all located 3' of exon 12 and the novel spliceforms produce both alternative carboxy termini and alternative 3' untranslated regions. The observation of multiple light chain isoforms is consistent with their proposed role in specific cargo attachment.

An SNP-based PCR assay to differentiate between Listeria monocytogenes lineages derived from phylogenetic analysis of the sigB gene

The alternative sigma factor sigB gene is involved in the stress response regulation of Listeria monocytogenes, and contributes towards growth and survival in adverse conditions. This gene was examined to determine if it could be a useful indicator of lineage differentiation, similar to the established method based on ribotyping. The sigB sequence was resolved in four local L. monocytogenes strains and the phylogenetic relationship among these, and a further 21 sigB gene sequences from strains of different serotype and lineage including two Listeria innocua strains, obtained from the GenBank database were determined. The sigB nucleotide sequences of these 25 Listeria strains were then examined for single nucleotide polymorphic (SNP) sites that could differentiate between the three lineages. Based on nucleotide sequences L. monocytogenes lineage F serotype 1/2b and 4b clustered together, lineage II/serotype 1/2a and 1/2c strains clustered together, lineage III/serotypes 4a and 4c strains clustered together and L. innocua strains clustered together as an outgroup. SNPs differentiating the three lineages were identified. Individual allele-specific PCR reactions based on these polymorphisms were successful in grouping known and a further 37 local L. monocytogenes isolates into the three lineages. (C) 2003 Elsevier B.V. All fights reserved.

Evaluating plant breeding strategies by simulating gene action and dryland environment effects

Functional genomics is the systematic study of genome-wide effects of gene expression on organism growth and development with the ultimate aim of understanding how networks of genes influence traits. Here, we use a dynamic biophysical cropping systems model (APSIM-Sorg) to generate a state space of genotype performance based on 15 genes controlling four adaptive traits and then search this spice using a quantitative genetics model of a plant breeding program (QU-GENE) to simulate recurrent selection. Complex epistatic and gene X environment effects were generated for yield even though gene action at the trait level had been defined as simple additive effects. Given alternative breeding strategies that restricted either the cultivar maturity type or the drought environment type, the positive (+) alleles for 15 genes associated with the four adaptive traits were accumulated at different rates over cycles of selection. While early maturing genotypes were favored in the Severe-Terminal drought environment type, late genotypes were favored in the Mild-Terminal and Midseason drought environment types. In the Severe-Terminal environment, there was an interaction of the stay-green (SG) trait with other traits: Selection for + alleles of the SG genes was delayed until + alleles for genes associated with the transpiration efficiency and osmotic adjustment traits had been fixed. Given limitations in our current understanding of trait interaction and genetic control, the results are not conclusive. However, they demonstrate how the per se complexity of gene X gene X environment interactions will challenge the application of genomics and marker-assisted selection in crop improvement for dryland adaptation.

Gene flow in great bustard populations across the Strait of Gibraltar as elucidated from excremental PCR and mtDNA sequencing

Recent advances in molecular biology have made it possible to use the trace amounts of DNA in faeces to non-invasively sample endangered species for genetic studies. Here we use faeces as a source of DNA and mtDNA sequence data to elucidate the relationship among Spanish and Moroccan populations of great bustards. 834 bp of combined control region and cytochrome-b mtDNA fragments revealed four variable sites that defined seven closely related haplotypes in 54 individuals. Morocco was fixed for a single mtDNA haplotype that occurs at moderate frequency (28%) in Spain. We could not differentiate among the sampled Spanish populations of Caceres and Andalucia but these combined populations were differentiated from the Moroccan population. Estimates of gene flow (Nm = 0.82) are consistent with extensive observations on the southern Iberian peninsular indicating that few individuals fly across the Strait of Gibraltar. We demonstrate that both this sea barrier and mountain barriers in Spain limit dispersal among adjacent great bustard populations to a similar extent. The Moroccan population is of high ornithological significance as it holds the only population of great bustards in Africa. This population is critically small and genetic and observational data indicate that it is unlikely to be recolonised via immigration from Spain should it be extirpated. In light of the evidence presented here it deserves the maximum level of protection.

Identification and characterization of pptA: a gene involved in the phase-variable expression of phosphorylcholine on pili of Neisseria meningitidis

Pili of pathogenic Neisseria are major virulence factors associated with adhesion, cytotoxicity, twitching motility, autoaggregation, and DNA transformation. Pili are modified posttranslationally by the addition of phosphorylcholine. However, no genes involved in either the biosynthesis or the transfer of phosphorylcholine in Neisseria meningitidis have been identified. In this study, we identified five candidate open reading frames (ORFs) potentially involved in the biosynthesis or transfer of phosphorylcholine to pilin in N. meningitidis. Insertional mutants were constructed for each ORF in N. meningitidis strain C311#3 to determine their effect on phosphorylcholine expression. The effect of the mutant ORFs on the modification by phosphorylcholine was analyzed by Western analysis with phosphorylcholine-specific monoclonal antibody TEPC-15. Analysis of the mutants showed that ORF NMB0415, now defined as pptA (pilin phosphorylcholine transferase A), is involved in the addition of phosphorylcholine to pilin in N. meningitidis. Additionally, the phase variation (high frequency on-off switching of expression) of phosphorylcholine on pilin is due to changes in a homopolymeric guanosine tract in pptA.

Caracterização molecular, formação de biofilme e susceptibilidade a antimicrobianos de isolados de E. coli de aderência difusa Afa/Dr e não Afa/Dr

A Escherichia coli de aderência difusa (DAEC), um patotipo diarreiogênico de E. coli, corresponde a um grupo heterogêneo sem marcador de virulência comum a todos os isolados e de papel controverso na diarreia infantil. O objetivo deste estudo foi caracterizar genotipica e fenotipicamente amostras de DAEC, portadoras e não portadoras de adesinas Afa/Dr, isoladas de crianças com e sem diarreia. Em 70 amostras de DAEC, PCR foi realizado para pesquisa de genes descritos em DAEC, EAEC ou UPEC, que codificam: (i) oito adesinas fimbriais e afimbriais (fimH, papC, sfa, aggA, aafA, agg3A, aidA/aah, afaC); (ii) cinco toxinas (pet, astA, set1A, sat, hlyA); (iii) três proteínas captadoras/receptora de ferro (irp2, iucA, chuA/shuA); (iv) invasina (daaD) e; antígeno 43 (agn43). Ensaio de formação de biofilme foi realizado a partir da bactéria cultivada em caldo Luria-Bertani e inoculada em placas de poliestireno com DMEM suplementado com 0,4% glicose. A leitura da densidade ótica (DO490) foi realizada após coloração com safranina. Soroaglutinação para 23 antígenos O (Probac do Brasil) foi realizada em 50% das DAEC. Método de difusão de disco foi realizado para testar a suscetibilidade a 13 antimicrobianos. A presença de pelo menos um gene que codifica adesinas, toxinas, proteínas captadoras/receptora de ferro, invasina ou antígeno 43 foram encontrados em 58,6%, 51,4%, 80%, 48,6% e 57,1%, respectivamente, com os genes fimH, irp2, agn43, iucA, chuA/shuA, presentes em mais de 50% das amostras. Gene afaC+ (PCR) e/ou sonda afaBC+ (hibridização de colônias) classificou 50% das DAEC como Afa/Dr, sendo pet, sat, irp2, iucA, chuA/shuA e agn43 significantes nessas amostras (p<0,05). Do total das DAEC, 44,3% foram formadoras de biofilme, igualmente distribuídas entre as Afa/Dr e não Afa/Dr, e nenhum gene foi associado com esse fenótipo. Sorologia de 35 amostras evidenciou os seguintes sorogrupos: 1 O29, 2 O125, 2 O127 e 7 O86. Todas as O86 foram de DAEC Afa/Dr. Maiores frequências de resistência antimicrobiana foram encontradas para ampicilina (55,7%), sulfametoxazol/trimetoprim (35,7%) e tetraciclina (28,6%) e o perfil resistente/intermediário para amoxicilina/ácido clavulânico, ampicilina, sulfametoxazol/trimetoprim foi significante nas DAEC Afa/Dr, assim como a multi-droga resistência (p<0,05). Em conclusão, observou-se: (i) alta frequência de fimH e pet e presença de agn43, até então não descrito em DAEC, em frequências similares àquelas encontradas em EAEC, UPEC e EAEC/UPEC, respectivamente; (ii) que as amostras de DAEC Afa/Dr e não Afa/Dr constituíram grupos com perfis genéticos diferenciados entre si; (iii) poucos sorogrupos foram encontrados entre as DAEC; (iv) frequências de resistência menores quando comparado com as poucas descrições em DAEC, sugerindo uma menor pressão seletiva da população do presente estudo e; (v) amostras de DAEC Afa/Dr podem representar um importante reservatório de genes de resistência a antimicrobianos, além de diversos fatores de virulência.

Detecção e caracterização de patotipos diarreiogênicos de Escherichia coli por métodos fenotípicos e genotípicos em indivíduos de todas as idades atendidos nas unidades de saúde de Vitória-ES

A diarreia é a segunda causa de mortalidade em <5 anos e é responsável pela diminuição da produtividade na população economicamente ativa. Dentre os agentes infecciosos envolvidos, seis patotipos diarreiogênicos de Escherichia coli (DEC) merecem destaque: E. coli enteropatogênica (EPEC), E.coli enteroinvasora (EIEC), E. coli enterotoxigênica (ETEC), E. coli enteroemorrágica ou produtora de toxina de Shiga (EHEC/STEC), E. coli enteroagregativa (EAEC) e E. coli de aderência difusa (DAEC). O objetivo deste estudo foi determinar a frequência dos patotipos de DEC e caracterizar fenotípica e genotipicamente EAEC, DAEC, aEPEC e E. coli chain-like adhesion (CLA) isolados de fezes indivíduos de todas as idades atendidos nas Unidades de Saúde do município de Vitória, ES, entre janeiro de 2008 e junho de 2011. Os isolados de E. coli foram submetidos à: (i) PCR para detecção dos genes eae, bfpA, aat, lt, st, ipaH, stx1 e stx2; (ii) hibridização de colônia com as sondas eae, aat e daaC; (iii) adesão em cultura de células HEp-2 para evidenciar padrão de aderência agregativa (AA), difusa (DA) e chain-like adhesion (CLA). PCR para detecção de genes de virulência foi realizado em isolados de EAEC, CLA, DAEC e aEPEC. Isolados de EAEC e CLA, foram submetidos a testes de formação de biofilme e de película. Foram obtidos 328 espécimes fecais e E. coli foi isolada de 85,7%. Os seguintes patotipos foram identificados: EAEC (18,3%), DAEC (11%), aEPEC (2,6%), ETEC (0,7%). CLA foi identificada em 4,9% e EIEC, tEPEC e STEC não foram detectados. Dos 60 isolados de EAEC (AA) (25% aat+ por PCR e 35% por hibridização), fímbrias de aderência agregativa foram evidenciadas em baixa frequência (aggA- 1,7%, aafA- 0%, agg3A- 11,7%, hdA- 8,3%). EAEC típica correspondeu a 31,7% dos isolados de EAEC (aggR+), e foram significantes nestas a formação de biofilme, escore 3+ de produção de película e presença dos genes aat, agg3A, hdA, aap, sat, pet, set1A e iucA. Todos os isolados CLA apresentaram o gene pet, 87,5%, foram aggR-, formaram película e nenhum produziu biofilme. Dentre dos 42 isolados de DAEC (DA), a sonda daaC detectou 52,4%. PCR evidenciou adesinas afa/Dr (daaD e afa) em 59,5% e adesina AIDA-I não foi encontrada, sugerindo que outras adesinas estejam envolvidas na adesão da DAEC. Isolados de DAEC afa/Dr + foram estatisticamente mais isolados de <5 anos. Em aEPEC, os genes da ilha de patogenicidade OI-122 pesquisados, nleE, efa1/lifA e paa foram evidenciados em 30% dos isolados, todos provenientes de <5 anos. Características de virulência de tEAEC e DAEC Afa/Dr sugerem que sejam subpopulações relacionadas com diarreia. CLA não parece ser variante de EAEC.

Estudo sobre acetilação da isoniazida em pacientes com tuberculose pulmonar e da sua implicação na redução ou eliminação da carga bacilar no escarro

A N-acetiltransferase 2 é a principal enzima responsável pelo metabolismo e inativação da isoniazida no organismo humano. Mutações no gene NAT2 levam a 3 perfis genotípicos de acetilação que alteram os níveis séricos do fármaco: acetiladores lentos, intermediários e rápidos, o que pode alterar o desfecho terapêutico. O objetivo do estudo foi investigar se os diferentes perfis podem influenciar no tempo de negativação da cultura de escarro, e se existe correlação entre carga bacilar e gravidade da doença com tempo de conversão da cultura. A população de estudo foi composta por 62 pacientes, que tiveram seus DNAs sequenciados para identificação de mutações no gene NAT2 e seus perfis de acetilação determinados. A análise genotípica detectou 10 SNPs, sendo as mutações 341 T>C (39,65%) e 481 C>T (38,71%) as mais frequentes. A determinação das variantes alélicas identificou NAT2*5B (29,03%), NAT2*6A (23,39%) e NAT2*4 (24,19%) como os alelos mais frequentes e NAT2*5B/*5B como o genótipo mais frequente (20,4%). Dentre os 62 pacientes, foi possível correlacionar tempo de negativação da cultura e perfil de acetilação entre 43 deles, os quais 58,3% e 55,6% tiveram o genótipo lento com maior frequência no mês 1 e mês 3, respectivamente. Por meio de dados microbiológicos, a carga bacilar e a gravidade da doença também foram comparadas com o tempo de negativação, indicando que os pacientes com doença moderada ou avançada (76,7%) e aqueles com carga bacilar alta (60,4%), não tiveram associação estatística com o tempo de conversão da cultura. Por último, curvas de crescimento de isolados de M. tuberculosis de pacientes foram construídas para verificar possíveis diferenças na duração da fase lag entre os isolados, porém não foi observada diferença estatística entre elas. Com base nos resultados encontrados, verifica-se que não existe associação entre o perfil de acetilação do paciente, a carga bacilar, a gravidade da doença e o tempo de negativação da cultura de escarro

Frequência e distribuição de Helicobacter spp. na mucosa gástrica de cães

A associação das helicobacterias com doença gástrica em humanos e em alguns animais domésticos e selvagens sugere a participação dessas na patogênese da gastrite em cães. Neste artigo procurou-se verificar a presença de Helicobacter spp. na mucosa gástrica de cães e avaliar sua associação com os achados macro e microscópicos, considerando a idade. Coletaram-se amostras das regiões cárdica, fúndica, do corpo e pilórica dos estômagos de 60 cães para a realização de exame histopatológico, utilizando-se as colorações pela hematoxilina-eosina (HE) e carbolfucsina (CF). Tais exames revelaram Helicobacter spp. em 96,7% dos animais, sendo observados infiltrados inflamatórios, predominantemente mononucleares (100%), hiperplasia de nódulos linfoides (98,3%), erosões/ulcerações (6,7%), hemorragia (5%) e hiperemia (95%) em amostras coradas por HE. Não houve correlação da infecção por helicobacter spp. com a idade do animal e da idade com alterações inflamatórias na presença da bactéria. As amostras das regiões do corpo e pilórica apresentaram maior presença de bactérias a histopatologia (CF) (ambos 95%), em seguida vindo as regiões fúndica (91,7%) e cárdica (56,7%). Houve correlação do número de Helicobacter spp. com o de células inflamatórias e nódulos linfoides nessas regiões, sugerindo que as bactérias encontradas na mucosa gástrica dos cães poderiam ser responsáveis pelas alterações que caracterizam a gastrite.

Polimorfismos genéticos no gene XRCC3 e dano no DNA em trabalhadores expostos ocupacionalmente a formaldeído

A exposição a formaldeído (FA), classificado como cancerígeno pela International Agency for Cancer Research (IARC), está epidemiologicamente associada a cancro e a alterações nucleares detectáveis pelo ensaio dos micronúcleos por bloqueio da citocinese (CBMN). Este método permite determinar vários marcadores de genotoxicidade, nomeadamente micronúcleos – biomarcadores de quebra ou perda de cromossomas; pontes nucleoplásmicas – biomarcador de re-arranjo cromossómico, pouca reparação e fusão de telómeros e, protusões nucleares – biomarcador de DNA amplificado. O gene X-ray repair cross-complementing group 3 (XRCC3) está envolvido na reparação de ligações cruzadas na recombinação de homólogos e quebras na cadeia dupla de DNA. Foi reportado pelo menos um polimorfismo no gene, o Thr241Met que tem sido associado a um aumento do dnao no DNA em vários estudos.

Rastreio neonatal da homocistinúria clássica revela uma elevada frequência da deficiência em MAT I/III na Península Ibérica

A homocistinúria devida à deficiência da enzima cistationina -sintetase ou “homocistinúria clássica” é uma doença metabólica rara (1/344 000 RN), de transmissão autossómica recessiva e caracterizada por elevada heterogeneidade clínica, que frequentemente contribui para o diagnóstico tardio. Existe tratamento efetivo, se instituído antes de se instalarem sintomas irreversíveis, pelo que tem sido incluída num número considerável de programas de rastreio neonatal. O rastreio baseia-se na determinação dos níveis plasmáticos de metionina, por espectrometria de massa em tandem (ms/ms), mas conduz à identificação de muitos casos falsos-positivos, portadores de uma condição com significado clínico não completamente esclarecido, a deficiência em metionina adenosiltransferase (MAT I/III). Ambas as condições são rastreadas na Galiza e em Portugal desde 2000 e 2004, respetivamente. Desde então, foram identificados três doentes com homocistinúria clássica e 44 doentes com deficiência em MAT I/III. Uma forma dominante, e aparentemente benigna, desta última condição, associada à mutação p.R264H, parece ser muito frequente na Península Ibérica. A implementação de um teste de segunda linha, consistindo na determinação da homocisteína total, permitiria reduzir consideravelmente o número de RN identificados com deficiência em MAT I/III e melhorar a especificidade e valor positivo preditivo do rastreio da homocistinúria clássica.