Genetic regulatory mechanisms by means of extended interactive Petri nets

In our work we have chosen to integrate formalism for knowledge representation with formalism for process representation as a way to specify and regulate the overall activity of a multi-cellular agent. The result of this approach is XP,N, another formalism, wherein a distributed system can be modeled as a collection of interrelated sub-nets sharing a common explicit control structure. Each sub-net represents a system of asynchronous concurrent threads modeled by a set of transitions. XP,N combines local state and control with interaction and hierarchy to achieve a high-level abstraction and to model the complex relationships between all the components of a distributed system. Viewed as a tool XP,N provides a carefully devised conflict resolution strategy that intentionally mimics the genetic regulatory mechanism used in an organic cell to select the next genes to process.

Quantifying the legacy of the Chinese Neolithic on the maternal genetic heritage of Taiwan and Island Southeast Asia

There has been a long-standing debate concerning the extent to which the spread of Neolithic ceramics and Malay-Polynesian languages in Island Southeast Asia (ISEA) were coupled to an agriculturally driven demic dispersal out of Taiwan 4000 years ago (4 ka). We previously addressed this question using founder analysis of mitochondrial DNA (mtDNA) control-region sequences to identify major lineage clusters most likely to have dispersed from Taiwan into ISEA, proposing that the dispersal had a relatively minor impact on the extant genetic structure of ISEA, and that the role of agriculture in the expansion of the Austronesian languages was therefore likely to have been correspondingly minor. Here we test these conclusions by sequencing whole mtDNAs from across Taiwan and ISEA, using their higher chronological precision to resolve the overall proportion that participated in the "out-of-Taiwan" mid-Holocene dispersal as opposed to earlier, postglacial expansions in the Early Holocene. We show that, in total, about 20 % of mtDNA lineages in the modern ISEA pool result from the "out-of-Taiwan" dispersal, with most of the remainder signifying earlier processes, mainly due to sea-level rises after the Last Glacial Maximum. Notably, we show that every one of these founder clusters previously entered Taiwan from China, 6-7 ka, where rice-farming originated, and remained distinct from the indigenous Taiwanese population until after the subsequent dispersal into ISEA.

Risk factors, biochemical markers, and genetic polymorphisms in early coronary artery disease

OBJECTIVE: To assess the risk factors, lipid and apolipoprotein profile, hemostasis variables, and polymorphisms of the apolipoprotein AI-CIII gene in early coronary artery disease (CAD). METHODS: Case-control study with 112 patients in each group controlled by sex and age. After clinical evaluation and nutritional instruction, blood samples were collected for biochemical assays and genetic study. RESULTS: Familial history of early CAD (64 vs 39%), arterial hypertension (69 vs 36%), diabetes mellitus (25 vs 3%), and previous smoking (71 vs 46%) were more prevalent in the case group (p<0.001). Hypertension and diabetes were independent risk factors. Early CAD was characterized by higher serum levels of total cholesterol (235 ± 6 vs 209 ± 4 mg/dL), of LDL-c (154 ± 5 vs 135 ± 4 mg/dL), triglycerides (205 ± 12 vs 143 ± 9 mg/dL), and apolipoprotein B (129 ± 3 vs 105 ± 3 mg/dL), and lower serum levels of HDL-c (40 ± 1 vs 46 ± 1 mg/dL) and apolipoprotein AI (134 ± 2 vs 146 ± 2mg/dL) [p<0.01], in addition to an elevation in fibrinogen and D-dimer (p<0.02). The simultaneous presence of the rare alleles of the APO AI-CIII genes in early CAD are associated with hypertriglyceridemia (p=0.03). CONCLUSION: Of the classical risk factors, hypertension and diabetes mellitus were independently associated with early CAD. In addition to an unfavorable lipid profile, an increase in the thrombotic risk was identified in this population. An additive effect of the APO AI-CIII genes was observed in triglyceride levels.

Genetic diversity and population structure in Vicia faba L. landraces and wild related species assessed by nuclear SSRs

Research Article

Preservación de la información génica en bacterias; mecanismos y modulación molecular. Preservation of the genetic information in bacteria; mechanisms and molecular modulation.

El objetivo general del presente proyecto es contribuir a la caracterización genética y bioquímica molecular de mecanismos involucrados en el mantenimiento de la información génica, a través del estudio de sistemas fisiológicos involucrados en la prevención, reparación y tolerancia de mutaciones. Dichos sistemas se encuentran evolutivamente conservados y ampliamente distribuidos en los seres vivos. La importancia de los mismos se refleja en el hecho que su deficiencia genera en humanos, enfermedades genéticas, apoptosis y cáncer; y en especies procariotas, células denominadas "hipermutadoras". En los últimos años el estudio de la hipermutabilidad en bacterias ha cobrado gran interés ya que se le atribuye importancia en procesos infectivos y en aspectos básicos relacionados a evolución. Nuestro modelo de estudio son las bacterias Pseudomonas aeruginosa y Escherichia coli, siendo esta última especie no solo modelo de estudio sino también especie de referencia. P. aeruginosa es una bacteria ambiental gram negativa, e importante patógeno oportunista de humanos. Específicamente nos proponemos estudiar en P. aeruginosa algunos aspectos particulares del Sistema de Reparación de Bases Apareadas Incorrectamente (Mismatch Repair System, MRS), del Sistema de Prevención/Reparación de Lesiones Oxidativas generadas a través de 8-oxo-7,8-dihidroguanina (8-oxo-dG ó GO) y el papel de las ADN Polimerasas de baja fidelidad en la modulación de la tasa de mutación. Asimismo estamos interesados en estudiar en cepas de E. coli deficientes en el sistema Dam, la existencia de subpoblaciones de alta estabilidad genética debido a la eliminación de posibles mutantes por incremento de la expresión de los otros componentes del MRS. Metodológicamente la caracterización bioquímica de factores proteicos se llevará a cabo utilizando proteínas recombinantes purificadas, análisis de interacción proteína-proteína y proteína-ADN mediante electroforesis en geles y resonancia plasmónica de superficie (Biacore), mutagenésis dirigida in vitro, y estudios de complementación en cepas mutantes específicas. Aspectos fenotípicos y de regulación génica en cultivos de biofilm y células en suspensión serán estudiados mediante la construcción de cepas mutantes, fusiones transcripcionales, PCR en tiempo real, western blot y microscopia de fluorescencia confocal.

Caracterización genética de la cepa Sinorhizobium meliloti 3DOh13 y evaluación de la capacidad fijadora de nitrógeno en alfalfa. Genetic characterization of the strain Sinorhizobium meliloti 3DOh13 and assessment of the capacity to fix nitrogen in alfalfa.

La provincia de Córdoba participa con aproximadamente el 23 por ciento del área total sembrada anualmente con alfalfa en nuestro país y, en los últimos años, se ha incrementado levemente, en contraste con las provincias de Buenos Aires, Santa Fe y Entre Ríos, donde ha decrecido. La inoculación de este cultivo con cepas del género Sinorhizobium ha permitido mejorar su rendimiento en los suelos de la región semiárida. La utilización para la siembra de semillas preinoculadas con microorganismos de origen extranjero, cuya eficiencia y adaptación a las condiciones locales no siempre se conocen, y con escasa capacidad de competencia ante las cepas naturalizadas, trae como consecuencia un bajo establecimiento de la nodulación y por consiguiente una escasa reposición del nitrógeno removido del suelo. Aún cuando la inoculación está relativamente difundida, en la actualidad no se ha determinado la proporción relativa de nitrógeno fijado por las cepas introducidas respecto de las nativas o naturalizadas, ni la competencia que se genera en el suelo por la ocupación de los sitios potenciales para la formación de nódulos. Nuestra hipótesis de trabajo es: "la inoculación con cepas de Sinorhizobium meliloti debidamente caracterizadas y eficientes en la fijación del nitrógeno atmosférico mejorará el rendimiento de alfalfa en la región centro-sur de Córdoba". Los objetivos de este estudio son caracterizar fenotípica y genotípica el aislamiento Sinorhizobium meliloti 3DOh13 y evaluar su eficiencia simbiótica en el cultivo de alfalfa, mediante ensayos de infectividad, eficiencia y competencia con cepas nativas. La evaluación de la infectividad de la cepa comprende estudios de cinética de la nodulación, número total de nódulos y ubicación de los mismos en experiencias donde las plantas crecen en condiciones de invernáculo sobre un soporte de tierra:arena:perlita (2:1:1). Se realizarán ensayos de competitividad, coinoculando semillas con la cepa DOh13 y otras nativas, en bolsas plásticas con medio mineral en los que se desafiarán los distintos aislamientos. Se inoculan las plantas con sólo dos aislamientos y los nódulos de la raíz principal serán extraídos a fin de aislar los microorganismos ocupantes, los que serán diferenciados por marca de resistencia a antibioticos. La eficiencia en la fijación de nitrógeno será cuantificada por las técnicas de reducción del acetileno en el nódulo y, en caso de ser necesario, se usará el método de Kjeldahl (N total) para la raíz, tejido aéreo o planta entera. La caracterización genotípica de S. meliloti 3DOh13 incluirá métodos de fingerprint de ADN por técnicas de PCR y secuenciamiento del ADNr 16S. Esta investigación permitirá obtener información precisa sobre la respuesta de alfalfa a la inoculación con la cepa de referencia. El producto que se espera obtener es un nuevo inoculante, formulado con una cepa efectiva en la fijación de nitrógeno, debidamente caracterizada y con probada capacidad de adaptación a los suelos de la región

Caracterización zootécnica y genética de poblaciones primarias de ovinos productores de lana. Zoothechnical and genetic characterization of primary populations of producing wool ovines.

Desde el tiempo de la conquista y colonización en siglo XVI, el territorio argentino fue poblado por especies exóticas entre ellas ovinos. El tipo de animal introducido al territorio determinó la formación poblaciones locales del tipo criollo donde en el caso de los ovinos pertenecían al tipo lanero. Actualmente dichas poblaciones se encuentran relegadas y la mayoría en manos de pequeños productores. En base a estudios previos se puede afirmar que constituirían un material genético de importante variabilidad y de un potencial textil importante. El proyecto pretende realizar una caracterización zootécnica y genética mediante relevamientos poblacionales en regiones donde aún se conserva material autóctono o local del tipo criollo. El relevamiento comprende un posicionamiento geográfico y breve descripción del sistema de producción, la toma de información biológica, morfológica y zoométrica de los animales de la majada y la correspondiente obtención de muestras de lana. Estas muestras son remitidas al Laboratorio de Fibras Animales de la Red SUPPRAD para su evaluación. Para determinar la variabilidad zootécnica y genérica de las poblaciones se confeccionan Índices de arcaísmo o primariedad basados en marcadores fenotípicos, bioquímicos y moleculares. A ello se propone incorporar estudios sobre desempeño productivo y reproductivo de las poblaciones para poner analizar los factores que afectan la producción de lana y diseñar estrategias de manejo que la optimicen. Ello posibilitará evaluar la variabilidad de las poblaciones y proponer estrategias de conservación y/o mejoramiento. Paralelamente se podrá establecer el destino del producto textil producido por dichas poblaciones ovinas.

Investigación de defectos genéticos en el sistema de la fosforilasa hepática en pacientes argentinos. Definición nosológica mediante una estrategia de análisis molecular. Investigation of genetic defects in the hepatic phosphorylase system in Argentinean patients. Nosological definition by molecular analysis strategy.

Las Enfermedades de Atesoramiento de Glucógeno (EAGs) también llamadas Glucogenosis comprenden un grupo de entidades causadas por una deficiencia enzimática específica relacionada con la vía de síntesis o degradación de esta macromolécula. La heterogeneidad fenotípica de los pacientes afectados dificulta la identificación de las diferentes variantes de EAG y por ende la correcta definición nosológica. En el Centro de Estudio de las Metabolopatías Congénitas, CEMECO, se fueron definiendo los diferentes tipos de Glucogenosis a través de una estrategia multidisciplinaria que integra distintos niveles de investigación clínica y complementaria, laboratorio metabólico especializado, enzimático, histomorfológico y de análisis molecular. Sin embargo, en algunos enfermos, entre los que se encuentran aquellos con defectos en el sistema de la fosforilasa hepática (EAG-VI y EAG-IX), la exacta definición nosológica aún no está resulta. La EAG-VI se refiere a un defecto en la fosforilasa hepática, enzima codificada por el gen PYGL, mientras que la EAG-IX es causada por un defecto genético en una de las subunidades de la fosforilasa b quinasa hepática codicadas por los genes PHKA2, PHKB y PHKG2, respectivamente. El objetivo del presente trabajo es propender a la definición nosológica de pacientes con defectos en el sistema de la fosforilasa mediante una estrategia de análisis molecular investigando los genes PYGL, PHKA2, PHKB y PHKG2. Los pacientes incluidos en este estudio deberán ser compatibles de padecer una EAG-VI o EAG-IX sobre la base de síntomas clínicos y hallazgos bioquímicos. La metodología incluirá la determinación de la enzima fosforilasa b quinasa en glóbulos rojos y dentro del análisis molecular la extracción de DNA genómico a partir de sangre entera para la amplificación por PCR de los exones más las uniones exon/intron de los genes PHKG2 y PYGL y la extracción de RNA total y obtención de cDNA para posterior amplificación de los cDNA PHKA2 y PHKB. Todos los fragmentos amplificados serán sometidos a análisis de secuencia de nucleótidos. Resultados esperados. Este trabajo, primero en Argentina, permitirá establecer las bases moleculares de los defectos del sistema de la fosforilasa hepática (EAG-VI y EAG-IX). El poder lograr este nivel de investigación traerá aparejado, una oferta integrativa en el vasto capítulo de las glucogenosis hepáticas, con extraordinaria significación en la práctica asistencial para el manejo, pronóstico y correspondiente asesoramiento genético. Hepatic glycogen storage diseases (GSDs) are a group of disorders produced by a deficiency in a specific protein involved in the metabolism of glycogen causing different types of GSDs. Phenotypic heterogeneity of affected patients difficult to identify the different GSD variants and therefore the correct definition of the disease. In the “Centro de Estudio de las Metabolopatías Congénitas”, CEMECO, were defined the different GSD types by a protocol which included complex gradual levels of clinical, biochemical, enzymatic and morphological investigation. However, in some patients, like those one with defects in the hepatic phosphorylase system (GSD-VI and GSD-IX) the exact definition of the disease has not yet been resolved. The GSD-VI is produced by a defect in the PYGL gen that encode the liver phosphorylase, while the GSD-IX is caused by a genetic defect in one of the Phosphorylase b kinase subunits, encoded by the PHKA2, PHKB and PHKG2 genes, respectively. The aim of the present study is to define the phosphorylase system defects in argentinian patients through a molecular strategy that involve the investigation of PYGL, PHKA2, PHKB and PHKG2 genes. Patients included in the present study must be compatible with a GSD-VI or GSD-IX on the bases of clinical symptoms and biochemical findings. The phosphorylase b kinase activity will be assay on in blood red cells. The molecular study will include genomic DNA extraction for the amplification of PHKG2 and PYGL genes and the total RNA extraction for amplification of the PHKA2 and PHKB cDNA by PCR. All PCR-amplified fragments will be subjected to direct nucleotide sequencing. This work, first in Argentina, will make possible to establish the molecular basis of the defects on the hepatic phosphorylase system (GSD-VI and GSD IX). To achieve this level of research will entail advance in the study of the hepatic glycogen storage disease, with extraordinary significance in the treatment, prognosis and the genetic counselling.

Population genetic structure of brown crab (Cancer pagurus) in Irish waters

The brown crab (Cancer pagurus) fishery in Ireland is one of the most important financially and socio-economically, with the species worth approximately €15m per year in the first half of the decade. Only mackerel (Scomber scombrus) and Dublin Bay prawn (Nephrops norvegicus) are of greater value. Despite this, very little research has been conducted to describe the stock structure of brown crab on a national scale. In this study a country-wide assessment of genetic population structure was carried out. Sampling was conducted from commercial fishing boats from 11/06 to 04/08 at seven sample sites representing the central Irish brown crab fisheries, with one sample site from the UK also included in the study. Six microsatellite markers, specifically developed for brown crab, were used to assess genetic diversity and estimate population differentiation parameters. Significant genetic structuring was found using F-statistics (Fst = 0.007) and exact tests, but not with Bayesian methods. Samples from the UK and Wexford were found to be genetically distinct from all other populations. Three northern populations from Malm Head and Stanton Bank were genetically similar with Fst estimates suggesting connectivity between them. Also, Stanton Bank, again on the basis of Fst estimates, appeared to be connected to populations down the west coast of Ireland, as far south as Kerry. Two Galway samples, one inside and one outside of Galway Bay, were genetically differentiated despite their close geographic proximity. It is hypothesised that a persistent northerly summer current could transport pelagic larvae from populations along the southwest and west coasts of Ireland towards Stanton Bank in the North, resulting in the apparent connectivity observed in this study.

The entomological code. A code of nomenclature for use in entomology.

1912:May

"Morphologic, genetic, and biochemical characterisation of novel Heliobacter isolates from laboratory mice and tigers"

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2012