Detection of Babesia bigemina infection: use of a DNA probe - a review

The development of a repetitive DNA probe for Babesia bigemina was reviewed. The original plasmid (p(Bbi)16) contained an insert of B. bigemina DNA of approximately 6.3 kb. This probe has been evaluated for specificityand analytical sensitivity by dot hybridization with isolates from Mexico, the Caribbean region and Kenya. A partial restriction map has been constructed and insert fragments have been subcloned and utilized as specific DNA probes. A comparison of 32P labelled and non-radioactive DNA probes was presented. Non-radioctive detection systems that have been used include digoxigenin dUTP incorporation, and detection by colorimetric substrate methods. Derivatives from the original DNA probe have been utilized to detect B. bigemina infection in a) experimentally inoculated cattle, b) field exposed cattle, c) infected Boophilus microplus ticks, and d) the development of a PCR amplification system.

Generation of a recombinant mouse-human chimaeric monoclonal antibody directed against human carcinoembryonic antigen.

A procedure was devised for the identification and specific cloning of functionally rearranged variable region immunoglobulin (Ig) gene segments from genomic DNA of a murine hybridoma cell line which produces a high-affinity monoclonal antibody (MAb) directed against human carcinoembryonic antigen (CEA). The cloned, functionally-rearranged murine Ig H-chain and L-chain variable region gene segments were incorporated into plasmid vectors capable of directing the expression of a chimaeric mouse-human antibody molecule with human (gamma 4, kappa) constant region sequences. Expression plasmids were transfected into a mouse myeloma cell line by electroporation and transfectomas secreting functional chimaeric antibody selected. Chimaeric antibody generated by transfectomas was analysed and shown to compete effectively with its murine counterpart for binding to the CEA epitope, and to have an equivalent antigen-binding affinity. This anti-CEA recombinant antibody should find application in in vivo diagnosis by immunoscintigraphy of human colonic carcinoma, and possibly also in therapy of the disease, overcoming some of the difficulties associated with the repeated use of non-human immunoglobulins in human patients.

Effects of sodium arsenite on neurite outgrowth and glutamate AMPA receptor expression in mouse cortical neurons.

There has been broad concern that arsenic in the environment exerts neurotoxicity. To determine the mechanism by which arsenic disrupts neuronal development, primary cultured neurons obtained from the cerebral cortex of mouse embryos were exposed to sodium arsenite (NaAsO2) at concentrations between 0 and 2μM from days 2 to 4 in vitro and cell survival, neurite outgrowth and expression of glutamate AMPA receptor subunits were assessed at day 4 in vitro. Cell survival was significantly decreased by exposure to 2μM NaAsO2, whereas 0.5μM NaAsO2 increased cell survival instead. The assessment of neurite outgrowth showed that total neurite length was significantly suppressed by 1μM and 2μM NaAsO2, indicating that the lower concentration of NaAsO2 impairs neuritogenesis before inducing cell death. Immunoblot analysis of AMPA receptor subunit expression showed that the protein level of GluA1, a specific subunit of the AMPA receptor, was significantly decreased by 1μM and 2μM NaAsO2. When immunocytochemistry was used to confirm this effect by staining for GluA1 expression in neuropeptide Y neurons, most of which contain GluA1, GluA1 expression in neuropeptide Y neurons was found to be significantly suppressed by 1μM and 2μM NaAsO2 but to be increased at the concentration of 0.5μM. Finally, to determine whether neurons could be rescued from the NaAsO2-induced impairment of neuritogenesis by compensatory overexpression of GluA1, we used primary cultures of neurons transfected with a plasmid vector to overexpress either GluA1 or GluA2, and the results showed that GluA1/2 overexpression protected against the deleterious effects of NaAsO2 on neurite outgrowth. These results suggest that the NaAsO2 concentration inducing neurite suppression is lower than the concentration that induces cell death and is the same as the concentration that suppresses GluA1 expression. Consequently, the suppression of GluA1 expression by NaAsO2 seems at least partly responsible for neurite suppression induced by NaAsO2.

Rôle de l'activation de c-Jun N-terminal kinase (JNK) dans un modèle de glaucome chez le rat et neuroprotection par inhibition de la voie de JNK

RESUME : Dans ce travail effectué chez le rat adulte, l'excitotoxicité rétinienne est élicitée par injection intravitréenne de NMDA. Les lésions en résultant sont localisées dans la rétine interne. Elles prennent la forme de pycnoses dans la couche des cellules ganglionnaires (corps cellulaires des cellules ganglionnaires et amacrines déplacées) et dans la partie interne de la couche nucléaire interne (cellules amacrines). Cette localisation est liée à la présence de récepteurs au glutamate de type NMDA sur ces cellules. L'activation de ces récepteurs entraîne un influx calcique et l'activation de diverses enzymes (phospholipase A, calpaïnes, calmoduline, synthase d'oxyde nitrique). La signalisation se poursuit en aval en partie par les voies des Mitogen Activated Protein Kinase (MAPK) : ERK, p38, ]NK. Dans les expériences présentées, toutes trois sont activées après l'injection de NMDA. Dans les cascades de signalisation de JNK, trois kinases s'ancrent sur une protéine scaffold. Les MAPKKK phosphorylent MKK4 et MKK7, qui phosphorylent JNK. JNK a de nombreuses cibles nucléaires (dont le facteur de transcription c-Jun) et cytoplasmiques. La voie de JNK est bloquée par l'inhibiteur peptidique D-JNKI-1 en empêchant l'interaction de la kinase avec son substrat. L'inhibiteur est formé de 20 acides aminés du domaine de liaison JBD et de 10 acides aminés de la partie TAT du virus HIV. L'injection intravitréenne de D-JNKI-1 permet une diminution des taux de JNK et c-Jun phosphorylés dans les lysats de rétine. L'effet prépondérant est la restriction importante des altérations histologiques des couches internes de la rétine. L'évaluation par électrorétinogramme met en sus en évidence une sauvegarde de la fonction cellulaire. Ce travail a ainsi permis d'établir la protection morphologique et fonctionnelle des cellules de la rétine interne par inhibition spécifique de la voie de JNK lors d'excitotoxicité. SUMMARY Excitotoxicity in the retina associates with several pathologies like retinal ischemia, traumatic optic neuropathy and glaucoma. In this study, excitotoxicity is elicited by intravitreal NMDA injection in adult rats. Lesions localise in the inner retina. They present as pyknotic cells in the ganglion cell layer (ganglion cells and displaced amacrines) and the inner nuclear layer (amacrine cells). These cells express NMDA glutamate receptors. The receptor activation leads to a calcium flow into the cell and hence enzyme activation (phospholipase, calpains, calmodulin, nitric oxide synthase). The subsequent signaling pathways can involve the Mitogen Activated Protein Kinases (MAPK): ERK, p38 end JNK. These were all activated in our experiments. The signaling cascade organises around several scaffold proteins. The various MAPKKK phosphorylate MKK4 and MKK7, which phosphorylate JNK. JNK targets are of nuclear (c-Jun transcription factor) or cytoplasmic localisation. The peptidic inhibitor D-JNKI-1, 20 amino acids from the JNK binding domain JBD coupled to 10 amino acids of the TAT transporter, disrupts the binding of JNK with its substrate. Intravitreal injection of the inhibitor lowers phosphorylated forms of JNK and c-Jun in retinal extracts. It protects strongly against histological lesions in the inner retina and allows functional rescue.

A Salmonella agona outbreak in a pediatric hospital in the city of Rio de Janeiro, Brazil

Six Salmonella Agona strains from an outbreak of 15 days duration which occurred in a public hospital in Rio de Janeiro, Brazil, were analyzed. The outbreak involved six infants (mean age, 24 days; mean body weight, 1612 g), all of them with severe clinical signs and symptoms. Two of them had surgical implications, two were preterm and two had respiratory distress at birth. The Salmonella strains were resistant to nine antimicrobial agents (ampicillin, cephalotin, cefriaxone, gentamicin, amykacin, trimethoprim-sulfamethoxazole, chloramphenicol, and tetracyclin). Analysis of the plasmid pattern of the wild strains and of the transconjugants confirmed that these were identical strains.

Mutation analysis of the different tfd genes for degradation of chloroaromatic compounds in Ralstonia eutropha JMP134.

Ralstonia eutropha JMP134 possesses two sets of similar genes for degradation of chloroaromatic compounds, tfdCDEFB (in short: tfdI cluster) and tfdDII CII EII FII BII (tfdII cluster). The significance of two sets of tfd genes for the organism has long been elusive. Here, each of the tfd genes in the two clusters on the original plasmid pJP4 was replaced by double recombination with a gene fragment in which a kanamycin resistance gene was inserted into the respective tfd gene's reading frame. The insertion mutants were all tested for growth on 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic acid (MCPA), and 3-chlorobenzoate (3-CBA). None of the tfdDII CII EII FII BII genes appeared to be essential for growth on 2,4-D or on 3-CBA. Mutations in tfdC, tfdD and tfdF also did not abolish but only retarded growth on 2,4-D, indicating that they were redundant to some extent as well. Of all tfd genes tested, only tfdE and tfdB were absolutely essential, and interruption of those two reading frames abolished growth on 2,4-D, 3-CBA ( tfdE only), and MCPA completely. Interestingly, strains with insertion mutations in the tfdI cluster and those in tfdDII, tfdCII, tfdEII and tfdBII were severely effected in their growth on MCPA, compared to the wild-type. This indicated that not only the tfdI cluster but also the tfdII cluster has an essential function for R. eutropha during growth on MCPA. In contrast, insertion mutation of tfdDII resulted in better growth of R. eutropha JMP134 on 3-CBA, which is most likely due to the prevention of toxic metabolite production in the absence of TfdDII activity.

Pseudoprogression after high-dose busulfan-thiotepa with autologous stem cell transplantation and radiation therapy in children with brain tumor: impact on survival

Objective: To demonstrate the incidence, time course, predisposing factor and reversibility of neurotoxicity in children with brain tumors treated with high dose busulfan-thiotepa with autologous stem cell transplantation (ASCT) and radiation therapy in our institutional experience.Materials and Methods: We performed a retrospective analysis of prospectively collected data. Between May 1988 and May 2007, 110 patients, median age 3.6 years (range, 1 months-15.3 years), with brain tumors were treated with surgical intervention and conventional chemotherapy. All patients received one course of high-dose busulfan-thiotepa with stem cell rescue, followed or preceded by radiotherapy.Results: Twenty-three patients (21%) developed neuroradiological abnormalities on follow-up imaging studies at a median time of 9.2 months (range, 5.6-17.3 months) after day 0 of ASCT. All MRI-lesions appeared in patients receiving radiotherapy after ASCT and were localized inside the 50-55 Gy isodoses. They disappeared in 14 of 23 patients with a median time of 8 months (range, 3-17 months). The presence of MRI-abnormalities was a favorable prognostic factor for overall survival on univariate analysis (hazard ratio: 0.12, 95% confidence interval [0.04, 0.33]), with a 5-year overall survival in patients with MRI-abnormalities of 84% (95% CI, 62-94), comparedto 27% (95% CI, 19-37) in those without lesions. On multivariate analysis, the presence of MRI-abnormalities was an independent prognostic factor for overall survival.Conclusion: MRI-detectable brain abnormalities are common early findings in children treated with high-dose busulfan-thiotepa followed by radiation therapy, and may mimic early tumor recurrence. They are correlated with a better outcome.

On the use of reporter bacteria for measuring availability of organic contaminants

Natural environments are constantly challenged by the release of hydrophobic organic contaminants, which represent a threat for both the ecosystem and human health. Despite a substantial degradation by naturally occurring micro-organisms, a non negligible fraction of these pollutants tend to persist in soil and sediments due to their reduced accessibility to microbial degraders. This lack of 'bioavailability' is acknowledged as a key parameter for the natural and stimulated clean-up (bioremediation) of contaminated sites. We developed a bacterial bioreporter that responds to the presence of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) by the production of the green fluorescent protein (GFP), based on the PAH-degrading bacterium Burkholderia sartisoli. We showed in this study that the bacterial biosensor B. sartisoli strain RP037 was faithfully reporting the degradation of naphthalene and phenanthrene (two PAHs of low molecular weight) via the production of GFP. What is more, the magnitude of GFP induction was influenced by change in the PAH flux triggered by a variety of physico-chemical parameters, such as the contact surface between the pollutant and the aqueous suspension. Further experiments permitted to test the influence of dissolved organic matter, which is an important component of natural habitats and can interact with organic pollutants. In addition, we tested the influence of two types of biosurfactants (tensio-active agents produced by living organisms) on phenanthrene's degradation by RP037. Interestingly, the surfactant's effects on the biodegradation rate appeared to depend on the type of biosurfactant and probably on the type of bacterial strain. Finally, we tagged B. sartisoli strain RP037 with a constitutively expressed mCherry fluorescent protein. The presence of mCherry allowed us to visualize the bacteria in complex samples even when GFP production was not induced. The new strain RP037-mChe embedded in a gel patch was used to detect PAH fluxes from a point source, such as a non-aqueous liquid or particles of contaminated soil. In parallel, we also developed and tested a so-called multiwell bacterial biosensor platform, which permitted the simultaneous use of four different reporter strains for the detection of major crude oil components (e.g., saturated hydrocarbons, mono- and polyaromatics) in aqueous samples. We specifically constructed the strain B. sartisoli RP007 (pPROBE-phn-luxAB) for the detection of naphthalene and phenanthrene. It was equipped with a reporter plasmid similar to the one in strain RP037, except that the gfp gene was replaced by the genes luxAB, which encoded the bacterial luciferase. The strain was implemented in the biosensor platform and detected an equivalent naphthalene concentration in oil spilled-sea water. We also cloned the gene for the transcriptional activator AlkS and the operator/promoter region of the operon alkSB1GHJ from the alkane-degrader bacterium Alcanivorax borkumensis strain SK2 in order to construct a new bacterial biosensor with higher sensitivity towards long-chain alkanes. However, the resulting strain showed no increased light emission in presence of tetradecane (C14), while it still efficiently reported low concentrations of octane (C8). RÉSUMÉ : Les écosystèmes naturels sont constamment exposés à nombre de contaminants organiques hydrophobes (COHs) d'origine industrielle, agricole ou même naturelle. Les COHs menacent à la fois l'environnement, le bien-être des espèces animales et végétales et la santé humaine, mais ils peuvent être dégradés par des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons, qui peuvent être capables des les transformer en produits inoffensifs comme le gaz carbonique et l'eau. La biodégradation des COHs est cependant fréquemment limitée par leur pauvre disponibilité envers les organismes qui les dégradent. Ainsi, bien que la biodégradation opère partiellement, les COHs persistent dans l'environnement à de faibles concentrations qui potentiellement peuvent encore causer des effets toxiques chroniques. Puisque la plupart des COHs peuvent être métabolisés par l'activité microbienne, leur persistance a généralement pour origine des contraintes physico-chimiques plutôt que biologiques. Par exemple, leur solubilité dans l'eau très limitée réduit leur prise par des consommateurs potentiels. De plus, l'adsorption à la matière organique et la séquestration dans les micropores du sol participent à réduire leur disponibilité envers les microbes. Les processus de biodisponibilité, c'est-à-dire les processus qui gouvernent la dissolution et la prise de polluants par les organismes vivants, sont généralement perçus comme des paramètres clés pour la dépollution (bioremédiation) naturelle et stimulée des sites contaminés. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) sont un modèle de COH produits par les activités aussi bien humaines que naturelles, et listés comme des contaminants chroniques de l'air, des sols et des sédiments. Ils peuvent être dégradés par un vaste nombre d'espèces bactériennes mais leur taux de biodégradation est souvent limité par les contraintes mentionnées ci-dessus. Afin de comprendre les processus de biodisponibilité pour les cellules bactériennes, nous avons décidé d'utiliser les bactéries elles-mêmes pour détecter et rapporter les flux de COH. Ceci a été réalisé par l'application d'une stratégie de conception visant à produire des bactéries `biocapteurs-rapporteurs', qui littéralement s'allument lorsqu'elles détectent un composé cible pour lequel elles ont été conçues. En premier lieu, nous nous sommes concentrés sur Burkholderia sartisoli (souche RP007), une bactérie isolée du sol et consommatrice de HAP .Cette souche a servi de base à la construction d'un circuit génétique permettant la formation de la protéine autofluorescente GFP dès que les cellules détectent le naphtalène ou le phénanthrène, deux HAP de faible masse moléculaire. En effet, nous avons pu montrer que la bactérie obtenue, la souche RP037 de B. sartisoli, produit une fluorescence GFP grandissante lors d'une exposition en culture liquide à du phénanthrène sous forme cristalline (0.5 mg par ml de milieu de culture). Nous avons découvert que pour une induction optimale il était nécessaire de fournir aux cellules une source additionnelle de carbone sous la forme d'acétate, ou sinon seul un nombre limité de cellules deviennent induites. Malgré cela, le phénanthrène a induit une réponse très hétérogène au sein de la population de cellules, avec quelques cellules pauvrement induites tandis que d'autres l'étaient très fortement. La raison de cette hétérogénéité extrême, même dans des cultures liquides mélangées, reste pour le moment incertaine. Plus important, nous avons pu montrer que l'amplitude de l'induction de GFP dépendait de paramètres physiques affectant le flux de phénanthrène aux cellules, tels que : la surface de contact entre le phénanthrène solide et la phase aqueuse ; l'ajout de surfactant ; le scellement de phénanthrène à l'intérieur de billes de polymères (Model Polymer Release System) ; la dissolution du phénanthrène dans un fluide gras immiscible à l'eau. Nous en avons conclu que la souche RP037 détecte convenablement des flux de phénantrène et nous avons proposé une relation entre le transfert de masse de phénanthrène et la production de GFP. Nous avons par la suite utilisé la souche afin d'examiner l'effet de plusieurs paramètres chimiques connus dans la littérature pour influencer la biodisponibilité des HAP. Premièrement, les acides humiques. Quelques rapports font état que la disponibilité des HAP pourrait être augmentée par la présence de matière organique dissoute. Nous avons mesuré l'induction de GFP comme fonction de l'exposition des cellules RP037 au phénanthrène ou au naphtalène en présence ou absence d'acides humiques dans la culture. Nous avons testé des concentrations d'acides humiques de 0.1 et 10 mg/L, tandis que le phénanthrène était ajouté via l'heptamethylnonane (HMN), un liquide non aqueux, ce qui au préalable avait produit le plus haut flux constant de phénanthrène aux cellules. De plus, nous avons utilisé des tests en phase gazeuse avec des concentrations d'acides humiques de 0.1, 10 et 1000 mg/L mais avec du naphtalène. Contrairement à ce que décrit la littérature, nos résultats ont indiqué que dans ces conditions l'expression de GFP en fonction de l'exposition au phénanthrène dans des cultures en croissance de la souche RP037 n'était pas modifiée par la présence d'acides humiques. D'un autre côté, le test en phase gazeuse avec du naphtalène a montré que 1000 mg/L d'acides humiques abaissent légèrement mais significativement la production de GFP dans les cellules de RP037. Nous avons conclu qu'il n'y a pas d'effet général des acides humiques sur la disponibilité des HAP pour les bactéries. Par la suite, nous nous sommes demandé si des biosurfactants modifieraient la disponibilité du phénanthrène pour les bactéries. Les surfactants sont souvent décrits dans la littérature comme des moyens d'accroître la biodisponibilité des COHs. Les surfactants sont des agents tensio-actifs qui augmentent la solubilité apparente de COH en les dissolvant à l'intérieur de micelles. Nous avons ainsi testé si des biosurfactants (des surfactants produits par des organismes vivants) peuvent être utilisé pour augmenter la biodisponibilité du phénanthrène pour la souche B. sartisoli RP037. Premièrement, nous avons tenté d'obtenir des biosurfactants produits par une autre bactérie vivant en co-culture avec les biocapteurs bactériens. Deuxièmement, nous avons utilisé des biosurfactants purifiés. La co-cultivation en présence de la bactérie productrice de lipopeptide Pseudomonas putida souche PCL1445 a augmenté l'expression de GFP induite par le phénanthrène chez B. sartisoli en comparaison des cultures simples, mais cet effet n'était pas significativement différent lorsque la souche RP037 était co-cultivée avec un mutant de P. putida ne produisant pas de lipopeptides. L'ajout de lipopeptides partiellement purifiés dans la culture de RP037 a résulté en une réduction de la tension de surface, mais n'a pas provoqué de changement dans l'expression de GFP. D'un autre côté, l'ajout d'une solution commerciale de rhamnolipides (un autre type de biosurfactants produits par Pseudomonas spp.) a facilité la dégradation du phénanthrène par la souche RP037 et induit une expression de GFP élevée dans une plus grande proportion de cellules. Nous avons ainsi conclu que les effets des biosurfactants sont mesurables à l'aide de la souche biocapteur, mais que ceux-ci sont dépendants du type de surfactant utilisé conjointement avec le phénanthrène. La question suivante que nous avons abordée était si les tests utilisant des biocapteurs peuvent être améliorés de manière à ce que les flux de HAP provenant de matériel contaminé soient détectés. Les tests en milieu liquide avec des échantillons de sol ne fournissant pas de mesures, et sachant que les concentrations de HAP dans l'eau sont en général extrêmement basses, nous avons conçu des tests de diffusion dans lesquels nous pouvons étudier l'induction par les HAPs en fonction de la distance aux cellules. Le biocapteur bactérien B. sartisoli souche RP037 a été marqué avec une seconde protéine fluorescente (mCherry), qui est constitutivement exprimée dans les cellules et leur confère une fluorescence rouge/rose. La souche résultante RP037-mChe témoigne d'une fluorescence rouge constitutive mais n'induit la fluorescence verte qu'en présence de naphtalène ou de phénanthrène. La présence d'un marqueur fluorescent constitutif nous permet de visualiser les biocapteurs bactériens plus facilement parmi des particules de sol. Un test de diffusion a été conçu en préparant un gel fait d'une suspension de cellules mélangées à 0.5 % d'agarose. Des bandes de gel de dimensions 0.5 x 2 cm x 1 mm ont été montées dans des chambres d'incubation et exposées à des sources de HAP (soit dissouts dans du HMN ou en tant que matériel solide, puis appliqués à une extrémité de la bande). En utilisant ce montage expérimental, le naphtalène ou le phénanthrène (dissouts dans du HMN à une concentration de 2.5 µg/µl) ont induit un gradient d'intensité de fluorescence GFP après 24 heures d'incubation, tandis que la fluorescence mCherry demeurait comparable. Un sol contaminé par des HAPs (provenant d'un ancien site de production de gaz) a induit la production de GFP à un niveau comparable à celui du naphtalène. Des biocapteurs bactériens individuels ont également détecté un flux de phénanthrène dans un gel contenant des particules de sol amendées avec 1 et 10 mg/g de phénanthrène. Ceci a montré que le test de diffusion peut être utilisé pour mesurer des flux de HAP provenant de matériel contaminé. D'un autre côté, la sensibilité est encore très basse pour plusieurs sols contaminés, et l'autofluorescence de certains échantillons rend difficile l'identification de la réponse de la GFP chez les cellules. Pour terminer, un des points majeurs de ce travail a été la production et la validation d'une plateforme multi-puits de biocapteurs bactériens, qui a permis l'emploi simultané de plusieurs souches différentes de biocapteurs pour la détection des constituants principaux du pétrole. Pour cela nous avons choisi les alcanes linéaires, les composés mono-aromatiques, les biphényls et les composés poly-aromatiques. De plus, nous avons utilisé un capteur pour la génotoxicité afin de détecter la `toxicité globale' dans des échantillons aqueux. Plusieurs efforts d'ingénierie ont été investis de manière à compléter ce set. En premier lieu, chaque souche a été équipée avec soit gfp, soit luxAB en tant que signal rapporteur. Deuxièmement, puisqu'aucune souche de biocapteur n'était disponible pour les HAP ou pour les alcanes à longues chaînes, nous avons spécifiquement construit deux nouveaux biocapteurs. L'un d'eux est également basé sur B. sartisoli RP007, que nous avons équipé avec le plasmide pPROBE-phn-luxAB pour la détection du naphtalène et du phénanthrène mais avec production de luciférase bactérienne. Un autre est un nouveau biocapteur bactérien pour les alcanes. Bien que nous possédions une souche Escherichia coli DHS α (pGEc74, pJAMA7) détectant les alcanes courts de manière satisfaisante, la présence des alcanes à longues chaînes n'était pas rapportée efficacement. Nous avons cloné le gène de l'activateur transcriptionnel A1kS ainsi que la région opérateur/promoteur de l'opéron alkSB1GHJ chez la bactérie dégradant les alcanes Alcanivorax borkumensis souche SK2, afin de construire un nouveau biocapteur bactérien bénéficiant d'une sensibilité accrue envers les alcanes à longues chaînes. Cependant, la souche résultante E. coli DHSα (pAlk3} n'a pas montré d'émission de lumière augmentée en présence de tétradécane (C14), tandis qu'elle rapportait toujours efficacement de basses concentrations d'octane (C8). De manière surprenante, l'utilisation de A. borkumensis en tant que souche hôte pour le nouveau plasmide rapporteur basé sur la GFP a totalement supprimé la sensibilité pour l'octane, tandis que la détection de tétradécane n'était pas accrue. Cet aspect devra être résolu dans de futurs travaux. Pour calibrer la plateforme de biocapteurs, nous avons simulé une fuite de pétrole en mer dans une bouteille en verre ouverte de 5L contenant 2L d'eau de mer contaminée avec 20 ml (1%) de pétrole brut. La phase aqueuse a été échantillonée à intervalles réguliers après la fuite durant une période allant jusqu'à une semaine tandis que les principaux contaminants pétroliers étaient mesurés via les biocapteurs. L'émission de bioluminescence a été mesurée de manière à déterminer la réponse des biocapteurs et une calibration intégrée faite avec des inducteurs types a servi à calculer des concentrations d'équivalents inducteurs dans l'échantillon. E. coli a été utilisée en tant que souche hôte pour la plupart des spécificités des biocapteurs, à l'exception de la détection du naphtalène et du phénanthrène pour lesquels nous avons utilisé B. sartisoli. Cette souche, cependant, peut être employée plus ou moins selon la même procédure. Il est intéressant de noter que le pétrole répandu a produit une apparition séquentielle de composés dissouts dans la phase aqueuse, ceux-ci .étant détectables par les biocapteurs. Ce profil contenait d'abord les alcanes à courtes chaînes et les BTEX (c'est-à dire benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes), apparaissant entre des minutes et des heures après que le pétrole a été versé. Leurs concentrations aqueuses ont par la suite fortement décru dans l'eau échantillonnée après 24 heures, à cause de la volatilisation ou de la biodégradation. Après quelques jours d'incubation, ces composés sont devenus indétectables. Les HAPs, en revanche, sont apparus plus tard que les alcanes et les BTEX, et leur concentration a augmenté de pair avec un temps d'incubation prolongé. Aucun signal significatif n'a été mis en évidence avec le biocapteur pour le biphényl ou pour la génotoxicité. Ceci démontre l'utilité de ces biocapteurs, spécifiquement pour la détection des composés pétroliers, comprenant les alcanes à courtes chaînes, les BTEX et les HAPs légers.

IL-13 induces expression of CD36 in human monocytes through PPARgamma activation.

The class B scavenger receptor CD36 is a component of the pattern recognition receptors on monocytes that recognizes a variety of molecules. CD36 expression in monocytes depends on exposure to soluble mediators. We demonstrate here that CD36 expression is induced in human monocytes following exposure to IL-13, a Th2 cytokine, via the peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)gamma pathway. Induction of CD36 protein was paralleled by an increase in CD36 mRNA. The PPARgamma pathway was demonstrated using transfection of a PPARgamma expression plasmid into the murine macrophage cell line RAW264.7, expressing very low levels of PPARgamma, and in peritoneal macrophages from PPARgamma-conditional null mice. We also show that CD36 induction by IL-13 via PPARgamma is dependent on phospholipase A2 activation and that IL-13 induces the production of endogenous 15-deoxy-Delta12,14-prostaglandin J2, an endogenous PPARgamma ligand, and its nuclear localization in human monocytes. Finally, we demonstrate that CD36 and PPARgamma are involved in IL-13-mediated phagocytosis of Plasmodium falciparum-parasitized erythrocytes. These results reveal a novel role for PPARgamma in the alternative activation of monocytes by IL-13, suggesting that endogenous PPARgamma ligands, produced by phospholipase A2 activation, could contribute to the biochemical and cellular functions of CD36.

BRX promotes Arabidopsis shoot growth.

? BREVIS RADIX (BRX) has been identified through a loss-of-function allele in the Umkirch-1 accession in a natural variation screen for Arabidopsis root growth vigor. Physiological and gene expression analyses have suggested that BRX is rate limiting for auxin-responsive gene expression by mediating cross-talk with the brassinosteroid pathway, as impaired root growth and reduced auxin perception of brx can be (partially) rescued by external brassinosteroid application. ? Using genetic tools, we show that brx mutants also display significantly reduced cotyledon and leaf growth. ? Similar to the root, the amplitude and penetrance of this phenotype depends on genetic background and shares the physiological features, reduced auxin perception and brassinosteroid rescue. Furthermore, reciprocal grafting experiments between mutant and complemented brx shoot scions and root stocks suggest that the shoot phenotypes are not an indirect consequence of the root phenotype. Finally, BRX gain-of-function lines display epinastic leaf growth and, in the case of dominant negative interference, increased epidermal cell size. Consistent with an impact of BRX on brassinosteroid biosynthesis, this phenotype is accompanied by increased brassinosteroid levels. ? In summary, our results demonstrate a ubiquitous, although quantitatively variable role of BRX in modulating the growth rate in both the root and shoot.

Detection of promoter activity by flow cytometric analysis of GFP reporter expression.

Low efficiency of transfection is often the limiting factor for acquiring conclusive data in reporter assays. It is especially difficult to efficiently transfect and characterize promoters in primary human cells. To overcome this problem we have developed a system in which reporter gene expression is quantified by flow cytometry. In this system, green fluorescent protein (GFP) reporter constructs are co-transfected with a reference plasmid that codes for the mouse cell surface antigen Thy-1.1 and serves to determine transfection efficiency. Comparison of mean GFP expression of the total transfected cell population with the activity of an analogous luciferase reporter showed that the sensitivity of the two reporter systems is similar. However, because GFP expression can be analyzed at the single-cell level and in the same cells the expression of the reference plasmid can be monitored by two-color fluorescence, the GFP reporter system is in fact more sensitive, particularly in cells which can only be transfected with a low efficiency.

A protective cocktail vaccine against murine cutaneous leishmaniasis with DNA encoding cysteine proteinases of Leishmania major.

The protection elicited by the intramuscular injection of two plasmid DNAs encoding Leishmania major cysteine proteinase type I (CPb) and type II (CPa) was evaluated in a murine model of experimental cutaneous leishmaniasis. BALB/c mice were immunized either separately or with a cocktail of the two plasmids expressing CPa or CPb. It was only when the cpa and cpb genes were co-injected that long lasting protection against parasite challenge was achieved. Similar protection was also observed when animals were first immunized with cpa/cpb DNA followed by recombinant CPa/CPb boost. Analysis of the immune response showed that protected animals developed a specific Th1 immune response, which was associated with an increase of IFN-gamma production. This is the first report demonstrating that co-injection of two genes expressing different antigens induces a long lasting protective response, whereas the separate injection of cysteine proteases genes is not protective.

Questioning the utility of RNA-DNA chimera in gene repair.

In principle, we should be glad that Eric Kmiec and his colleagues published in Science's STKE (1) a detailed experimental protocol of their gene repair method (2, 3). However, a careful reading of their contribution raises more doubts about the method. The research published in Science five years ago by Kmiec and his colleagues was said to demonstrate that chimeric RNA-DNA oligonucleotides could correct the mutation responsible for sickle cell anemia with 50% efficiency (4). Such a remarkable result prompted many laboratories to attempt to replicate the research or utilize the method on their own systems. However, if the method worked at all, which it rarely did, the achieved efficiency was usually lower by several orders of magnitude. Now, in the Science's STKE protocol, we are given crucial information about the method and why it is so important to utilize these expensive chimeric RNA-DNA constructs. In the introduction we are told that the RNA-DNA duplex is more stable than a DNA-DNA duplex and so extends the half-life of the complexes formed between the targeted DNA and the chimeric RNA-DNA oligonucleotides. This logical explanation, however, conflicts with the statement in the section entitled "Transfection with Oligonucleotides and Plasmid DNA" that Kmiec and colleagues have recently demonstrated that classical single-stranded DNA oligonucleotides with a few protective phosphothioate linkages have a "gene repair conversion frequency rivaling that of the RNA/DNA chimera". Indeed, the research cited for that result actually states that single-stranded DNA oligonucleotides are in fact several-fold more efficient (3.7-fold) than the RNA-DNA chimeric constructs (5). If that is the case, it raises the question of why Kmiec and colleagues emphasize the importance of the RNA in their original chimeric constructs. Their own new results show that modified single-stranded DNA oligonucleotides are more effective than the expensive RNA-DNA hybrids. Moreover, the current efficiency of the gene repair by RNA-DNA hybrids, according to Kmiec and colleagues in their recent paper is only 4×10-4 even after several hours of pre-selection permitting multiplification of bacterial cells with the corrected plasmid (5). This efficiency is much lower than the 50% value reported five years ago, but is assuredly much closer to the reality.

Conjugative Transfer of Chromosomal Genes between Fluorescent Pseudomonads in the Rhizosphere of Wheat.

Bacteria released in large numbers for biocontrol or bioremediation purposes might exchange genes with other microorganisms. Two model systems were designed to investigate the likelihood of such an exchange and some factors which govern the conjugative exchange of chromosomal genes between root-colonizing pseudomonads in the rhizosphere of wheat. The first model consisted of the biocontrol strain CHA0 of Pseudomonas fluorescens and transposon-facilitated recombination (Tfr). A conjugative IncP plasmid loaded with transposon Tn5, in a CHA0 derivative carrying a chromosomal Tn5 insertion, promoted chromosome transfer to auxotrophic CHA0 recipients in vitro. A chromosomal marker (pro) was transferred at a frequency of about 10(sup-6) per donor on wheat roots under gnotobiotic conditions, provided that the Tfr donor and recipient populations each contained 10(sup6) to 10(sup7) CFU per g of root. In contrast, no conjugative gene transfer was detected in soil, illustrating that the root surface stimulates conjugation. The second model system was based on the genetically well-characterized strain PAO of Pseudomonas aeruginosa and the chromosome mobilizing IncP plasmid R68.45. Although originally isolated from a human wound, strain PAO1 was found to be an excellent root colonizer, even under natural, nonsterile conditions. Matings between an auxotrophic R68.45 donor and auxotrophic recipients produced prototrophic chromosomal recombinants at 10(sup-4) to 10(sup-5) per donor on wheat roots in artificial soil under gnotobiotic conditions and at about 10(sup-6) per donor on wheat roots in natural, nonsterile soil microcosms after 2 weeks of incubation. The frequencies of chromosomal recombinants were as high as or higher than the frequencies of R68.45 transconjugants, reflecting mainly the selective growth advantage of the prototrophic recombinants over the auxotrophic parental strains in the rhizosphere. Although under field conditions the formation of chromosomal recombinants is expected to be reduced by several factors, we conclude that chromosomal genes, whether present naturally or introduced by genetic modification, may be transmissible between rhizosphere bacteria.

Cloning, Expression and Toxicity of a Mosquitocidal Toxin Gene of Bacillus thuringiensis subsp. medellin

Bacillus thuringiensis (Bt) subsp. medellin (Btmed) produces parasporal crystalline inclusions which are toxic to mosquito larvae. It has been shown that the inclusions of this bacterium contain mainly proteins of 94, 68 and 28-30 kDa. EcoRI partially digested total DNA of Btmed was cloned by using the Lambda Zap II cloning kit. Recombinant plaques were screened with a mouse policlonal antibody raised against the 94 kDa crystal protein of Btmed. One of the positive plaques was selected, and by in vivo excision, a recombinant pBluescript SK(-) was obtained. The gene encoding the 94 kDa toxin of Btmed DNA was cloned in a 4.4 kb DNA fragment. Btmed DNA was then subcloned as a EcoRI/EcoRI fragment into the shuttle vector pBU4 producing the recombinant plasmid pBTM3 and used to transform by electroporation Bt subsp. israelensis (Bti) crystal negative strain 4Q2-81. Toxicity to mosquito larvae was estimated by using first instar laboratory reared Aedes aegypti, and Culex quinquefasciatus larvae challenged with whole crystals. Toxicity results indicate that the purified inclusions from the recombinant Bti strain were toxic to all mosquito species tested, although the toxicity was not as high as the one produced by the crystal of the Btmed wild type strain. Poliacrylamide gel electrophoresis indicate that the inclusions produced by the recombinant strain Bti (pBTM3) were mainly composed of the 94 kDa protein of Btmed, as it was determined by Western blot