Characterization of polyphosphate synthesis by isolated yeast vacuoles

Polyphosphate (iPOP) is a linear polymer of orthophosphate units linked together by high energy phosphoanhydride bonds. It is found in all organisms, localized in organelles called acidocalcisomes and ranges from a few to few hundred monomers in length. iPOP has been found to play a vast array of roles in all organisms, including phosphate and energy metabolism, regulation of enzymes, virulence, pathogenicity, bone remodelling and blood clotting, among many others. Recently it was found that iPOP levels were increased in myeloma cells. The growing interest in iPOP in human cell lines makes it an interesting molecule to study. However, not much is known about its metabolism in eukaryotes. Acidocalcisomes are electron dense, acidic organelles that belong to the group of Lysosome Related Organelles (LROs). The conservation of acidocalcisomes among all kingdoms of life is suggestive of their important roles for the organisms. However, they are difficult to analyse because of limited biochemical tools for investigation. Yeast vacuoles present remarkable similarities to acidocalcisomes in terms of their physiological and structural features, including synthesis and storage of iPOP, which make them an ideal candidate to study biological processes which are shared between vacuoles and acidocalcisomes. The availability of tools for genetic manipulation and isolation of vacuoles makes yeast a candidate of choice for the characterization of iPOP synthesis in eukaryotes. Our group has identified the Vacuolar Transporter Chaperone (VTC) complex as iPOP polymerase and identified the catalytic subunit (Vtc4). The goal of my study was to characterize the process of iPOP synthesis by isolated vacuoles and to reconstitute iPOP synthesis in liposomes. The first step was to develop a method for monitoring iPOP by isolated vacuoles over time and comparing it with previously known methods. Next, a detailed characterization was performed to determine the modulators of the process, both for intact as well as solubilized vacuoles. Finally, attempts were made to purify the VTC complex and reconstitute it in liposomes. A parallel line of study was the translocation and storage of synthesized iPOP in the lumen of the vacuoles. As a result of this study, it is possible to determine distinct pools of iPOP- inside and outside the vacuolar lumen. Additionally, I establish that the vacuolar lysate withstands harsh steps during reconstitution on liposomes and retains iPOP synthesizing activity. The next steps will be purification of the intact VTC complex and its structure determination by cryo-electron microscopy. - Les organismes vivants sont composés d'une ou plusieurs cellules responsables des processus biologiques élémentaires tels que la digestion, la respiration, la synthèse et la reproduction. Leur environnement interne est en équilibre et ils réalisent un très grand nombre de réactions chimiques et biochimiques pour maintenir cet équilibre. A différents compartiments cellulaires, ou organelles, sont attribuées des tâches spécifiques pour maintenir les cellules en vie. L'étude de ces fonctions permet une meilleure compréhension de la vie et des organismes vivants. De nombreux processus sont bien connus et caractérisés mais d'autres nécessitent encore des investigations détaillées. L'un de ces processus est le métabolisme des polyphosphates. Ces molécules sont des polymères linéaires de phosphate inorganique dont la taille peut varier de quelques dizaines à quelques centaines d'unités élémentaires. Ils sont présents dans tous les organismes, des bactéries à l'homme. Ils sont localisés principalement dans des compartiments cellulaires appelés acidocalcisomes, des organelles acides observés en microscopie électronique comme des structures denses aux électrons. Les polyphosphates jouent un rôle important dans le stockage et le métabolisme de l'énergie, la réponse au stress, la virulence, la pathogénicité et la résistance aux drogues. Chez l'homme, ils sont impliqués dans la coagulation du sang et le remodelage osseux. De nouvelles fonctions biologiques des polyphosphates sont encore découvertes, ce qui accroît l'intérêt des chercheurs pour ces molécules. Bien que des progrès considérables ont été réalisés afin de comprendre la fonction des polyphosphates chez les bactéries, ce qui concerne la synthèse, le stockage et la dégradation des polyphosphates chez les eucaryotes est mal connu. Les vacuoles de la levure Saccharomyces cerevisiae sont similaires aux acidocalcisomes des organismes supérieurs en termes de structure et de fonction. Les acidocalcisomes sont difficiles à étudier car il n'existe que peu d'outils génétiques et biochimiques qui permettent leur caractérisation. En revanche, les vacuoles peuvent être aisément isolées des cellules vivantes et manipulées génétiquement. Les vacuoles comme les acidocalcisomes synthétisent et stockent les polyphosphates. Ainsi, les découvertes faites grâce aux vacuoles de levures peuvent être extrapolées aux acidocalcisomes des organismes supérieurs. Le but de mon projet était de caractériser la synthèse des polyphosphates par des vacuoles isolées. Au cours de mon travail de thèse, j'ai mis au point une méthode de mesure de la synthèse des polyphosphates par des organelles purifés. Ensuite, j'ai identifié des composés qui modulent la réaction enzymatique lorsque celle-ci a lieu dans la vacuole ou après solubilisation de l'organelle. J'ai ainsi pu mettre en évidence deux groupes distincts de polyphosphates dans le système : ceux au-dehors de la vacuole et ceux en-dedans de l'organelle. Cette observation suggère donc très fortement que les vacuoles non seulement synthétisent les polyphosphates mais aussi transfère les molécules synthétisées de l'extérieur vers l'intérieur de l'organelle. Il est très vraisemblable que les vacuoles régulent le renouvellement des polyphosphates qu'elles conservent, en réponse à des signaux cellulaires. Des essais de purification de l'enzyme synthétisant les polyphosphates ainsi que sa reconstitution dans des liposomes ont également été entrepris. Ainsi, mon travail présente de nouveaux aspects de la synthèse des polyphosphates chez les eucaryotes et les résultats devraient encourager l'élucidation de mécanismes similaires chez les organismes supérieurs. - Les polyphosphates (iPOP) sont des polymères linéaires de phosphates inorganiques liés par des liaisons phosphoanhydres de haute énergie. Ces molécules sont présentes dans tous les organismes et localisées dans des compartiments cellulaires appelés acidocalcisomes. Elles varient en taille de quelques dizaines à quelques centaines d'unités phosphate. Des fonctions nombreuses et variées ont été attribuées aux iPOP dont un rôle dans les métabolismes de l'énergie et du phosphate, dans la régulation d'activités enzymatiques, la virulence, la pathogénicité, le remodelage osseux et la coagulation sanguine. Il a récemment été montré que les cellules de myélome contiennent une grande quantité de iPOP. Il y donc un intérêt croissant pour les iPOP dans les lignées cellulaires humaines. Cependant, très peu d'informations sur le métabolisme des iPOP chez les eucaryotes sont disponibles. Les acidocalcisomes sont des compartiments acides et denses aux électrons. Ils font partie du groupe des organelles similaires aux lysosomes (LROs pour Lysosome Related Organelles). Le fait que les acidocalcisomes soient conservés dans tous les règnes du vivant montrent l'importance de ces compartiments pour les organismes. Cependant, l'analyse de ces organelles est rendue difficile par l'existence d'un nombre limité d'outils biochimiques permettant leur caractérisation. Les vacuoles de levures possèdent des aspects structuraux et physiologiques très similaires à ceux des acidocalcisomes. Par exemple, ils synthétisent et gardent en réserve les iPOP. Ceci fait des vacuoles de levure un modèle idéal pour l'étude de processus biologiques conservés chez les vacuoles et les acidocalcisomes. De plus, la levure est un organisme de choix pour l'étude de la synthèse des iPOP compte-tenu de l'existence de nombreux outils génétiques et la possibilité d'isoler des vacuoles fonctionnelles. Notre groupe a identifié le complexe VTC (Vacuole transporter Chaperone) comme étant responsable de la synthèse des iPOP et la sous-unité Vtc4p comme celle possédant l'activité catalytique. L'objectif de cette étude était de caractériser le processus de synthèse des iPOP en utilisant des vacuoles isolées et de reconstituer la synthèse des iPOP dans des liposomes. La première étape a consisté en la mise au point d'un dosage permettant la mesure de la quantité de iPOP synthétisés par les organelles isolés en fonction du temps. Cette nouvelle méthode a été comparée aux méthodes décrites précédemment dans la littérature. Ensuite, la caractérisation détaillée du processus a permis d'identifier des composés modulateurs de la réaction à la fois pour des vacuoles intactes et des vacuoles solubilisées. Enfin, des essais de purification du complexe VTC et sa reconstitution dans des liposomes ont été entrepris. De façon parallèle, une étude sur la translocation et le stockage des iPOP dans le lumen des vacuoles a été menée. Il a ainsi été possible de mettre en évidence différents groupes de iPOP : les iPOP localisés à l'intérieur et ceux localisés à l'extérieur des vacuoles isolées. De plus, nous avons observé que le lysat vacuolaire n'est pas détérioré par les étapes de reconstitution dans les liposomes et conserve l'activité de synthèse des iPOP. Les prochaines étapes consisteront en la purification du complexe intact et de la détermination de sa structure par cryo-microscopie électronique.

Soil Conservation Cost Share: SFY 2015 Annual Report, October 2015

Annual report of soil conservation in Iowa.

Soil Conservation Cost Share: SFY 2014 Annual Report, October 2015

Annual report of soil conservation in Iowa.

Potassium permanganate effects in postharvest conservation of the papaya cultivar Sunrise Golden

The objective of this work was to evaluate the effects of KMnO4 on the extension of postharvest life of 'Sunrise Golden' papaya, stored under modified atmosphere and refrigeration. Fruit with up to 10% yellow peel were harvested in a commercial orchard in Linhares, state of Espírito Santo, Brazil. Sets of three fruit (unit mass of 289.9±18.5 g) were wrapped in low-density polyethylene films (28 ¼m thick) containing sachets of KMnO4 at 0, 0.5, 1, 1.5, and 2 g per bag. The bags were sealed and stored at 10.4±0.9°C and 90±5% relative humidity for 25 days. After this period, the fruit were removed from the bags and maintained at 21±0.8°C and 90±5% relative humidity until complete ripening. Four days after bag sealing, CO2 concentration stabilized in all treatments, and was higher in bags without KMnO4. In all treatments, fruit reached the climacteric respiratory peak on the third day after bag removal, coinciding with peel color index of 3.5. Increasing the KMnO4 dose reduced the losses in fruit fresh matter, consistency and pulp electrolyte leakage. Potassium permanganate was effective in maintaining the fruit at the pre-climacteric stage during the 25-day storage, and did not interfere with normal ripening after bag removal.

Can the impact of bed closure in intensive care units be reliably monitored?

OBJECTIVE: To assess the properties of various indicators aimed at monitoring the impact on the activity and patient outcome of a bed closure in a surgical intensive care unit (ICU). DESIGN: Comparison before and after the intervention. SETTING: A surgical ICU at a university hospital. PATIENTS: All patients admitted to the unit over two periods of 10 months. INTERVENTION: Closure of one bed out of 17. MEASUREMENTS AND RESULTS: Activity and outcome indicators in the ICU and the structures upstream from it (emergency department, operative theater, recovery room) and downstream from it (intermediate care units). After the bed closure, the monthly medians of admitted patients and ICU hospital days increased from 107 (interquartile range 94-112) to 113 (106-121, P=0.07) and from 360 (325-443) to 395 (345-436, P=0.48), respectively, along with the linear trend observed in our institution. All indicators of workload, patient severity, and outcome remained stable except for SAPS II score, emergency admissions, and ICU readmissions, which increased not only transiently but also on a mid-term basis (10 months), indicating that the process of patient care delivery was no longer predictable. CONCLUSIONS: Health care systems, including ICUs, are extraordinary flexible, and can adapt to multiple external constraints without altering commonly used activity and outcome indicators. It is therefore necessary to set up multiple indicators to be able to reliably monitor the impact of external interventions and intervene rapidly when the system is no longer under control.

Nou mosaic amb representació de Soleae Balneares, procedent de la vil·la romana de Barrugat (Bítem, Tortosa)

El present treball se centra en l’estudi d’un fragment de mosaic, inèdit fins ara, provinent d’una estança calefactada que representa dues sandàlies. És un dels materials recollits per l’arquitecte Joan Abril l’any 1910 a la vil·la romana de Barrugat (Bítem, Tortosa) mentre s’estava construint el Canal de l’Esquerra de l’Ebre. Actualment es conserva al Museu de Tortosa.

Variabilidade genética de Sugarcane mosaic virus, causando mosaico em milho no Brasil

O objetivo deste trabalho foi caracterizar biológica e molecularmente três isolados de Sugarcane mosaic virus (SCMV) de lavouras de milho, analisá-los filogeneticamente e discriminar polimorfismos do genoma. Plantas com sintomas de mosaico e nanismo foram coletadas em lavouras de milho, no Estado de São Paulo e no Município de Rio Verde, GO, e seus extratos foliares foram inoculados em plantas indicadoras e submetidos à análise sorológica com antissoros contra o SCMV, contra o Maize dwarf mosaic virus (MDMV) e contra o Johnsongrass mosaic virus (JGMV). Mudas de sorgo 'Rio' e 'TX 2786' apresentaram sintomas de mosaico após a inoculação dos três isolados, e o DAS-ELISA confirmou a infecção pelo SCMV. O RNA total foi extraído e usado para amplificação por transcriptase reversa seguida de reação em cadeia de polimerase (RT-PCR). Fragmentos específicos foram amplificados, submetidos à análise por polimorfismo de comprimento de fragmento de restrição (RFLP) e sequenciados. Foi possível discriminar os genótipos de SCMV isolados de milho de outros isolados brasileiros do vírus. Alinhamentos múltiplos e análises dos perfis filogenéticos corroboram esses dados e mostram diversidade nas sequências de nucleotídeos que codificam para a proteína capsidial, o que explica o agrupamento separado desses isolados e sugere sua classificação como estirpes distintas, em lugar de simples isolados geográficos.

In vitro conservation of Piper aduncum and Piper hispidinervum under slow-growth conditions

The objective of this work was to evaluate in vitro storage of Piper aduncum and P. hispidinervum under slow-growth conditions. Shoots were stored at low temperatures (10, 20 and 25°C), and the culture medium was supplemented with osmotic agents (sucrose and mannitol - at 1, 2 and 3%) and abiscisic acid - ABA (0, 0.5, 1.0, 2.0 and 3.0 mg L-1). After six-months of storage, shoots were evaluated for survival and regrowth. Low temperature at 20ºC was effective for the in vitro conservation of P. aduncum and P. hispidinervum shoots. In vitro cultures maintained at 20ºC on MS medium showed 100% survival with slow-growth shoots. The presence of mannitol or ABA, in the culture medium, negatively affected shoot growth, which is evidenced by the low rate of recovered shoots.

Red blood cell-derived microparticles isolated from blood units initiate and propagate thrombin generation.

BACKGROUND: Red blood cell-derived microparticles (RMPs) are small phospholipid vesicles shed from RBCs in blood units, where they accumulate during storage. Because microparticles are bioactive, it could be suggested that RMPs are mediators of posttransfusion complications or, on the contrary, constitute a potential hemostatic agent. STUDY DESIGN AND METHODS: This study was performed to establish the impact on coagulation of RMPs isolated from blood units. Using calibrated automated thrombography, we investigated whether RMPs affect thrombin generation (TG) in plasma. RESULTS: We found that RMPs were not only able to increase TG in plasma in the presence of a low exogenous tissue factor (TF) concentration, but also to initiate TG in plasma in absence of exogenous TF. TG induced by RMPs in the absence of exogenous TF was neither affected by the presence of blocking anti-TF nor by the absence of Factor (F)VII. It was significantly reduced in plasma deficient in FVIII or F IX and abolished in FII-, FV-, FX-, or FXI-deficient plasma. TG was also totally abolished when anti-XI 01A6 was added in the sample. Finally, neither Western blotting, flow cytometry, nor immunogold labeling allowed the detection of traces of TF antigen. In addition, RMPs did not comprise polyphosphate, an important modulator of coagulation. CONCLUSIONS: Taken together, our data show that RMPs have FXI-dependent procoagulant properties and are able to initiate and propagate TG. The anionic surface of RMPs might be the site of FXI-mediated TG amplification and intrinsic tenase and prothrombinase complex assembly.

Watermelon transformation with Zucchini yellow mosaic virus coat protein gene and comparison with parental cultivar

The objective of this work was to transfer Zucchini yellow mosaic virus coat protein (ZYMV-CP) and neomycin phosphotransferase II (NPT II) genes to the watermelon 'Crimson Sweet'(CS) genome, and to compare the transgenic progenies T1 and T2 with the nontransformed parental cultivar for morphological, pomological, growth and yield characteristics. The ZYMV-CP gene was transferred by Agrobacterium tumefaciens. The presence of the gene in transgenic T0, T1 and T2 plants was determined by polymerase chain reaction, and the results were confirmed by Southern blot. Two experiments were performed, one in the winter-spring and the other in the summer-autumn. In both experiments, the hypocotyl length of transgenic seedlings was significantly higher than that of nontransgenic parental ones. In the second experiment, the differences between transgenic and nontransgenic individuals were significant concerning fruit rind thickness, flesh firmness, fruit peduncle length, size of pistil scar, and a* values for fruit stripe or flesh color. Transferring ZYMV-CP gene to CS genome affected only a few characteristics from the 80 evaluated ones. The changes in rind thickness, flesh firmness and flesh color a* values are favorable, while the increase in the size of pistil scar is undesirable. The transgenic watermelon line having ZYMV-CP gene and the parental cultivar CS are very similar.

Effect of conservation tillage and peat application on weed infestation on a clay soil

Selostus: Kynnöstä luopumisen ja turvelisäyksen vaikutus savimaan rikkakasvillisuuteen kevätviljakasvustossa