The overexpression of the efflux pump Tpo1 leads to the bleomycin resistance in Saccharomyces cerevisiae.

La bléomycine est un antibiotique cytotoxique, son potentiel génotoxique est plus important quand elle est utilisée en combinaison avec des agents antinéoplasiques sur le cancer testiculaire, que sur les autres types qui développent souvent une résistance envers la drogue. Notre but consiste alors de mettre en évidence ce mécanisme de résistance en utilisant l’organisme modèle Saccharomyces cerevisiae. Nous avons démontré au sein de notre laboratoire, que les levures délétées au niveau de leur coactivateur transcriptionnel Imp2, présentent une hypersensibilité à la bléomycine, en raison de son accumulation toxique dans la cellule. Ceci suggère que Imp2 pourrait réguler l’expression d’une ou de plusieurs pompes à efflux, capables d’expulser la bléomycine à l’extérieur de la cellule. Pour tester notre hypothèse, nous avons recherché des suppresseurs multicopies capables de restaurer la résistance à la bléomycine chez le mutant imp2, et c’est ainsi que nous avons identifié l'activateur transcriptionnel Yap1. Ce dernier se lie à une région spécifique localisée au niveau du promoteur et permet d’activer l'expression d'un sous-ensemble de gènes, codant pour des pompes à efflux, impliquées dans la résistance aux drogues. Selon la littérature, au moins 27 pompes à efflux ont été identifiées chez la levure Saccharomyces cerevisiae, certaines d’entre elles disposent du site de liaison pour Yap1, tels que Qdr3, Tpo2 et Tpo1. Afin de déterminer si une de ces pompes expulse la bléomycine, nous avons créé des mutations simples et doubles en combinaison avec IMP2, aussi nous avons verifié si les mutants étaient sensibles à la drogue et enfin, nous avons testé si la surexpression de Yap1 pouvait restaurer le phénotype sauvage chez ces mutants, via l’activation de pompes à efflux.

Le rôle de la dysrégulation du métabolisme du cholestérol par le retrait des estrogènes sur la stéatose hépatique

Les estrogènes confèrent aux femmes une protection cardiovasculaire jusqu’à la ménopause. En effet, la perte des fonctions ovariennes engendre plusieurs désordres du profil lipidique qui s’accompagnent d’une accumulation de triglycérides au foie appelée stéatose hépatique. Le retrait des estrogènes perturbe de nombreuses voies de contrôle de la cholestérolémie, provoquant simultanément une hypercholestérolémie et une stéatose hépatiques. Toutefois, à ce jour, les mécanismes d’action du retrait des estrogènes sur le métabolisme du cholestérol favorisant le stockage de triglycérides au foie demeurent imprécis. À cet égard, les travaux de cette thèse visaient à clarifier l’ensemble des effets du retrait des estrogènes sur le métabolisme du cholestérol pouvant mener à la pathogenèse de la stéatose hépatique. Lors de la première étude, l’ovariectomie (Ovx) chez la rate, un modèle bien établi de la stéatose, avait permis d’identifier la voie d’assemblage des lipoprotéines à très faible densité (VLDL) comme élément contributif à la stéatose. La voie des VLDL reliant étant également une voie de transport du cholestérol, l’étude suivante a été réalisée afin de comprendre le rôle du cholestérol alimentaire sur les lipides hépatiques. Dans cette deuxième étude, le modèle de la diète riche en lipides et en cholestérol (HFHC), aussi reconnu pour induire une stéatose hépatique, a permis d’établir des liens étroits entre le métabolisme du cholestérol et celui des lipides hépatiques. Étonnamment, de manière similaire à l’Ovx, la diète HFHC perturbait la voie d’assemblage des VLDL. En outre, les données recueillies au cours de ces travaux indiquaient qu’une dysrégulation du métabolisme des acides biliaires avait contribué à la sévérité de la stéatose hépatique induite par cette diète HFHC. Dans la continuité de ces deux premiers projets, nous nous sommes intéressés aux effets concomitants du retrait des estrogènes et d’une diète HFHC sur la stéatose hépatique. De manière intéressante, lorsque combinés, l’Ovx et la diète HFHC potentialisaient non seulement l’accumulation de lipides hépatiques, mais également les perturbations moléculaires des voies sous-jacentes à la stéatose, dont l’assemblage des VLDL et de la sécrétion d’acides biliaires. Dans l’ensemble, les données présentées dans la revue de littérature et dans les trois études reliées à cette thèse indiquent qu’une dysrégulation du métabolisme du cholestérol en réponse au retrait des estrogènes entraîne des complications favorisant l’accumulation de lipides dans le foie.

Détermination de l’effet protecteur des liposomes non phospholipidiques à haute teneur en cholestérol

Nous démontrons qu'il est possible de former des bicouches fluides non phospholipides en milieu aqueux avec un mélange d'acide palmitique (PA), cholestérol (Chol) et sulfate de cholestérol (Schol) avec une proportion molaire de 30/28/42. Ces liposomes non phospholipidiques peuvent maintenir un gradient de pH (pHinterne 8 / pHexterne 6) sur une période 100 fois plus longue que les liposomes faits de 1-palmitoyl-2-oléoyl-sn-glycéro-3-phosphocholine (POPC) et de cholestérol (60/40 mol/mol). De plus, ces LUV non phospholipidiques protègent l'acide ascorbique d'un milieu oxydant (1 mM de fer (III)). Une fois piégé dans les liposomes, l'acide ascorbique présente une vitesse de dégradation similaire à celle obtenue en l'absence de fer(III). Ces performances illustrent la perméabilité exceptionnellement limitée de ces liposomes, ce qui implique qu'ils peuvent présenter des avantages comme nanocontenants pour certaines applications. D'autre part, des vésicules unilamellaires géantes (GUV pour Giant Unilamellar Vesicles) ont été formées à partir d'un mélange d'acide palmitique et de cholestérol (30/70 mol/mol). Ces GUV sont stables sur l'échelle de temps de semaines, elles ne s'agrègent pas et elles sont sensibles au pH. Afin d'établir la formation des GUV, l'imagerie par microscopie confocale à balayage laser a été utilisée. Deux sondes fluorescentes ont été utilisées: le rouge du Nile, une sonde hydrophobe qui s'insère dans le cœur hydrophobe des bicouches lipidiques, et la calcéine, une sonde hydrophile qui a été emprisonné dans le réservoir interne des GUV. Cette approche a permis l'observation des parois des GUV ainsi que de leur contenu. Ces résultats montrent la possibilité de former de nouveaux microcontenants à partir d'un mélange d'un amphiphile monoalkylé et de stérol.

Carence en œstrogènes et bases moléculaires du métabolisme des triglycérides et du cholestérol dans le foie et l'intestin : effet de l'exercice physique

La stéatose hépatique et la détérioration du profil lipidique plasmatique sont des pathologies métaboliques favorisées par la carence œstrogénique post-ménopausique. Cependant les mécanismes à la base de ces pathologies n’ont été que très peu étudiés. Le but de cette thèse a été d’investiguer les mécanismes moléculaires possibles à l’origine de l’hypercholestérolémie et de l’accumulation des lipides (triglycérides : TG et cholestérol) dans le foie en utilisant un modèle animal de la ménopause, la rate Sprague Dawley ovariectomisée (Ovx). Nous avons également examiné si le changement des habitudes de vie comme la pratique de l’exercice physique pouvait prévenir ou corriger les modifications induites par l’Ovx. Enfin, rosuvastatine (statine) a été utilisée comme thérapie pharmacologique de l’hypercholestérolémie dans le but de comprendre son effet au niveau moléculaire chez la rate Ovx. L’objectif de la première étude était de déterminer comment l’Ovx peut affecter les niveaux de TG et de cholestérol dans le foie des rates nourries avec une diète riche en lipides (HF : 42% gras). Les rates ont été soumises à la diète HF ou normale pendant 6 semaines avant d’être Ovx ou Sham (ovariectomie simulée), puis maintenues aux mêmes conditions diététiques pour 6 autres semaines. L’Ovx a provoqué une accumulation de TG dans le foie, mais pas la diète HF seule. Cependant, lorsque l’Ovx était combinée à la diète HF, l’accumulation des TG était beaucoup plus importante comparé à ce qui était observé chez les rates Ovx soumises à la diète normale. L’expression génique (ARNm) de CPT1 (Carnitine palmitoyltransferase 1), PGC1α (Peroxisome proliferator-activated receptor gamma, coactivator 1) et PPARα (Peroxysome proliferetor activated receptor alpha) intervenant dans l’oxydation des acides gras dans le foie était augmentée par la diète HF (p ˂ 0.001; p ˂ 0.01; p ˂ 0.05 respectivement) ; mais atténuée (p ˂ 0.05; p ˂ 0.05; p ˂ 0.07 respectivement) lorsque les rates ont été Ovx, favorisant ainsi l’accumulation des TG dans le foie. La combinaison de la diète HF à l’Ovx a également provoqué une hypercholestérolémie et une accumulation de cholestérol dans le foie malgré la diminution de l’expression de la HMGCoA-r (3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase), enzyme clé de la synthèse du cholestérol. Ceci était associé à l’inhibition de l’expression génique de CYP7a1 (Cytochrome P450, family 7, subfamily a, polypeptide 1), suggérant une diminution de la synthèse des acides biliaires. Ayant constaté dans la première étude que l’Ovx élevait les niveaux de cholestérol hépatique et plasmatique, nous nous sommes fixés comme objectif dans la deuxième étude d’évaluer les effets de l’Ovx sur l’expression génique des transporteurs et enzymes responsables du métabolisme du cholestérol et des acides biliaires dans le foie et l’intestin, et de vérifier si l’exercice sur tapis roulant pouvait prévenir ou corriger les changements causés par l’Ovx. L’hypercholestérolémie constatée chez les rates Ovx comparativement aux Sham était accompagnée de la diminution de l’expression génique des récepteurs des LDL (R-LDL), des résidus de lipoprotéines (LRP1), de SREBP-2 (Sterol regulatory element binding protein 2) et de PCSK9 (Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9) dans le foie, suggérant une défaillance dans la clairance des lipoprotéines plasmatiques. L’Ovx a aussi inhibé l’expression génique de la MTP (Microsomal triglyceride transfer protein) et stimulé celle de SR-B1 (Scavenger receptor class B, member 1); mais aucun changement n’a été observé avec CYP7a1. Ces changements moléculaires pourraient par conséquent favoriser l’accumulation de cholestérol dans le foie. L’exercice physique n’a pas corrigé les modifications causées par l’Ovx sur l’expression génique de ces molécules au niveau hépatique à l’exception de SREBP-2. Par contre, au niveau intestinal (iléum), l’exercice sur tapis roulant a inhibé l’expression génique des marqueurs moléculaires intervenant dans l’absorption des acides biliaires (OSTα/β, FXR, RXRα, Fgf15) et du cholestérol (LXRα, NCP1L1) au niveau de l’iléum chez les rates Sham entraînées. Ces adaptations pourraient prévenir le développement de l’hypercholestérolémie protégeant en partie contre la survenue de l’athérosclérose. Au vue des effets délétères (hypercholestérolémie et diminution de l’expression du R-LDL, PCSK9, LRP1, SREBP-2 et HMGCOA-r dans le foie) causés par l’Ovx sur le métabolisme du cholestérol constatés dans l’étude 2, la 3ième étude a été conçue pour évaluer l’efficacité de rosuvastatine (Ros) sur l’expression génique de ces marqueurs moléculaires chez les rates Ovx sédentaires ou soumises à l’entraînement volontaire. Ros a été administrée aux rates Ovx pendant 21 jours par voie sous-cutanée à la dose de 5mg/kg/j à partir de la 9ième semaine après l’Ovx. Ros n’a pas diminué la concentration plasmatique de LDL-C et de TC chez les rates Ovx. Par contre, Ros a stimulé (P ˂ 0.05) l’expression génique de PCSK9, SREBP-2, LRP1, HMGCoA-r et ACAT2 (Acyl-CoA cholesterol acyltransferase) mais pas significativement (P = 0.3) celle du R-LDL dans le foie des rates Ovx sédentaires et entraînées. Ros n’a pas réduit la concentration plasmatique de LDL-C probablement à cause de l’induction plus importante de PCSK9 par rapport au R-LDL. Cependant, la stimulation de LRP1 par Ros protège partiellement contre la survenue des maladies cardiovasculaires. En conclusion, les études de cette thèse indiquent que la baisse du niveau des œstrogènes entraîne des changements radicaux du métabolisme hépatique des TG et du cholestérol provoqués par des altérations de l’expression des gènes clés des voies métaboliques associées.

Triglyceride-rich lipoproteins inhibit cholesterol efflux to apolipoprotein (apo) A1 from human macrophage foam cells

High circulating levels of triglyceride-rich lipoproteins (TGRL) represent an independent risk factor for coronary artery disease. Here, we show that TGRL inhibit the efflux of cholesterol from 'foam cell' macrophages to lipid-poor apolipoprotein (apo) A1, and may thereby inhibit arterial reverse cholesterol transport and promote the formation of atherosclerotic lesions. Human (THP-1) monocyte-derived macrophages were pre-incubated (48h) with acetylated low-density lipoprotein (AcLDL) to provide a foam cell model of cholesterol efflux to apoA1. Pre-incubation of macrophage 'foam cells' with TGRL (0-200 mug/ml, 0-24 h) inhibited the efflux of exogenously radiolabelled ([H-3]), endogenously synthesised ([C-14]) and cellular cholesterol mass to lipid-poor apoA1, but not control medium, during a (subsequent) efflux period. This inhibition is dependent upon the length of prior exposure to, and concentration of, TGRL employed, but is independent of changes in intracellular triglyceride accumulation or turnover of the cholesteryl ester pool. Despite the negative impact of TGRL on cholesterol efflux, major proteins involved in this process-namely apoE, ABCA1, SR-B1 and caveolin-1-were unaffected by TGRL pre-incubation, suggesting that exposure to these lipoproteins inhibits an alternate, and possibly novel, anti-atherogenic pathway. (C) 2003 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

A 96-well plate fluorescence assay for assessment of cellular permeability and active efflux in Salmonella enterica serovar Typhimurium and Escherichia coli

Multiply antibiotic-resistant (MAR) mutants of Escherichia coli and Salmonella enterica are characterized by reduced susceptibility to several unrelated antibiotics, biocides and other xenobiotics. Porin loss and/or active efflux have been identified as a key mechanisms of MAR. A single rapid test was developed for MAR. The intracellular accumulation of the fluorescent probe Hoechst (H) 33342 (bisbenzimide) by MAR mutants and those with defined disruptions in efflux pump and porin genes was determined in 96-well plate format. The accumulation of H33342 was significantly (P < 0.0001) reduced in MAR mutants of S. enterica serovar Typhimurium (n = 4) and E. coli (n = 3) by 41 +/- 8% and 17.3 +/- 7.2%, respectively, compared with their parental strains, which was reversed by the transmembrane proton gradient-collapsing agent carbonyl cyanide-m-chlorophenyl hydrazone (CCCP) and the efflux pump inhibitor phenylalanine-arginine-beta-naphthylamide (PA beta N). The accumulation of H33342 was significantly reduced in mutants of Salmonella Typhimurium with defined disruptions in genes encoding the porins OmpC, OmpF, OmpX and OmpW, but increased in those with disruptions in efflux pump components TolC, AcrB and AcrF. Reduced accumulation of H33342 in three other MAR mutants of Salmonella Typhimurium correlated with the expression of porin and efflux pump proteins. The intracellular accumulation of H33342 provided a sensitive and specific test for MAR that is cheap and relatively rapid. Differential sensitivity to CCCP and PA beta N provided a further means to phenotypically identify MAR mutants and the role of active efflux in each strain.

Intracellular accumulation of high levels of gamma-aminobutyrate by Listeria monocytogenes 10403S in response to low pH: uncoupling of gamma-aminobutyrate synthesis from efflux in a chemically defined medium

It is well established that the glutamate decarboxylase (GAD) system is central to the survival of Listeria monocytogenes at low pH, both in acidic foods and within the mammalian stomach. The accepted model proposes that under acidic conditions extracellular glutamate is transported into the cell in exchange for an intracellular gamma-aminobutyrate (GABA(i)). The glutamate is then decarboxylated to GABA(i), a reaction that consumes a proton, thereby helping to prevent acidification of the cytoplasm. In this study, we show that glutamate supplementation had no influence on either growth rate at pH 5.0 or survival at pH 2.5 when L. monocytogenes 10403S was grown in a chemically defined medium (DM). In response to acidification, cells grown in DM failed to efflux GABA, even when glutamate was added to the medium. In contrast, in brain heart infusion (BHI), the same strain produced significant extracellular GABA (GABA(e)) in response to acidification. In addition, high levels of GABA(i) (>80 mM) were found in the cytoplasm in response to low pH in both growth media. Medium-swap and medium-mixing experiments revealed that the GABA efflux apparatus was nonfunctional in DM, even when glutamate was present. It was also found that the GadT2D2 antiporter/decarboxylase system was transcribed poorly in DM-grown cultures while overexpression of gadD1T1 and gadD3 occurred in response to pH 3.5. Interestingly, BHI-grown cells did not respond with upregulation of any of the GAD system genes when challenged at pH 3.5. The accumulation of GABA(i) in cells grown in DM in the absence of extracellular glutamate indicates that intracellular glutamate is the source of the GABA(i). These results demonstrate that GABA production can be uncoupled from GABA efflux, a finding that alters the way we should view the operation of bacterial GAD systems.

Expression of the efflux pump genes cmeB, cmeF and the porin gene porA in multiple-antibiotic-resistant Campylobacter jejuni

Aims: In Escherichia coli, increased expression of efflux pumps and/or decreased expression of porins can confer multiple antibiotic resistance (MAR), causing resistance to at least three unrelated classes of antibiotics, detergents and dyes. It was hypothesized that in Campylobacter jejuni, the efflux systems CmeABC, CmeDEF and the major outer membrane porin protein, MOMP (encoded by porA) could confer MAR. Methods: The expression of cmeB, cmeF and porA in 32 MAR C. jejuni isolated from humans or poultry was determined by comparative (C)-reverse transcriptase (RT)-PCR and denaturing DHPLC. A further 13 ethidium bromide-resistant isolates and three control strains were also investigated. Accumulation of ciprofloxacin carbonyl cyanide-m-chlorophenyl hydrazone (CCCP) was also determined for all strains. Results: Although resistance to ethidium bromide has been associated with MAR, expression of all three genes was similar in the ethidium bromide-resistant isolates. These data indicate that CmeB, CmeF and MOMP play no role in resistance to this agent in C. jejuni. Six MAR isolates over-expressed cmeB, 3/32 over-expressed cmeB and cmeF. No isolates over-expressed cmeF alone. Expression of porA was similar in all isolates. All nine isolates that over-expressed cmeB contained a mutation in cmeR, substituting glycine 86 with alanine. All cmeB over-expressing isolates also accumulated low concentrations of ciprofloxacin, which were restored to wild-type levels in the presence of CCCP. Conclusions: These data indicate that over-expression of cmeB is associated with MAR in isolates of C. jejuni. However, as cmeB was over-expressed by only one-third (9/32) of MAR isolates, these data also indicate other mechanisms of MAR in C. jejuni.

Fluoroquinolone treatment of experimental Salmonella enterica serovar Typhimurium DT104 infections in chickens selects for both gyrA mutations and changes in efflux pump gene expression

Objectives: To determine the efficacy of enrofloxacin (Baytril) in chickens in eradicating three different resistance phenotypes of Salmonella enterica and to examine the resistance mechanisms of resulting mutants. Methods: In two separate replicate experiments (I and 11), three strains of Salmonella enterica serovar Typhimurium DT104 [strain A, fully antibiotic-sensitive strain; strain B, isogenic multiple antibiotic-resistant (MAR) derivative of A; strain C, veterinary penta-resistant phenotype strain containing GyrA Phe-83], were inoculated into day-old chicks at similar to 10(3) Cfu/bird. At day 10, groups of chicks (n =10) were given either enrofloxacin at 50 ppm in their drinking water for 5 days or water alone (control). Caecal contents were monitored for presence of Salmonella and colonies were replica plated to media containing antibiotics or overlaid with cyclohexane to determine the proportion of isolates with reduced susceptibility. The MICs of antibiotics and cyclohexane tolerance were determined for selected isolates from the chicks. Mutations in topoisomerase genes were examined by DHPLC and expression of marA, soxS, acrB, acrD and acrF by RT-PCR. Results: In experiment 1, but not 11, enrofloxacin significantly reduced the numbers of strain A compared with the untreated control group. In experiment 11, but not 1, enrofloxacin significantly reduced the numbers of strain B. Shedding of strain C was unaffected by enrofloxacin treatment. Birds infected with strains A and B gave rise to isolates with decreased fluoroquinolone susceptibility. Isolates derived from strain A or B requiring > 128 mg/L nalidixic acid for inhibition contained GyrA Asn-82 or Phe-83. Isolates inhibited by 16 mg/L nalidixic acid were also less susceptible to antibiotics of other chemical classes and became cyclohexane-tolerant (e.g. MAR). Conclusions: These studies demonstrate that recommended enrofloxacin treatment of chicks rapidly selects for strains with reduced fluoroquinolone susceptibility from fully sensitive and MAR strains. It can also select for MAR isolates.

The AcrAB-TolC efflux system of Salmonella enterica serovar Typhimurium plays a role in pathogenesis

The ability of an isogenic set of mutants of Salmonella enterica serovar Typhimurium L354 (SL1344) with defined deletions in genes encoding components of tripartite efflux pumps, including acrB, acrD, acrF and tolC, to colonize chickens was determined in competition with L354. In addition, the ability of L354 and each mutant to adhere to, and invade, human embryonic intestine cells and mouse monocyte macrophages was determined in vitro. The tolC and acrB knockout mutants were hyper-susceptible to a range of antibiotics, dyes and detergents; the tolC mutant was also more susceptible to acid pH and bile and grew more slowly than L354. Complementation of either gene ablated the phenotype. The tolC mutant poorly adhered to both cell types in vitro and was unable to invade macrophages. The acrB mutant adhered, but did not invade macrophages. In vivo, both the acrB mutant and the tolC mutant colonized poorly and did not persist in the avian gut, whereas the acrD and acrF mutant colonized and persisted as well as L354. These data indicate that the AcrAB-TolC system is important for the colonization of chickens by S. Typhimurium and that this system has a role in mediating adherence and uptake into target host cells.

Prolonged treatment of Salmonella enterica serovar Typhimurium with commercial disinfectants selects for multiple antibiotic resistance, increased efflux and reduced invasiveness

Objectives: To study how disinfectants affect antimicrobial susceptibility and phenotype of Salmonella enterica serovar Typhimurium SL1344. Methods: Wild-type strain SL1344 and its isogenic gyrA mutant were passaged daily for 7 days in subinhibitory concentrations, and separately for 16 days in gradually increasing concentrations of a quaternary ammonium disinfectant containing formaldehyde and glutaraldehyde (QACFG), an oxidizing compound blend (OXC), a phenolic tar acids-based disinfectant (TOP) and triclosan. The MICs of antimicrobials and antibiotics for populations and representative isolates and the proportion of cells resistant to the MICs for the wild-type were determined. Expression of acrB gene, growth at 37 degrees C and invasiveness of populations in Caco-2 intestinal epithelial cells were assessed. Results: QACFG and triclosan showed the highest selectivity for variants with reduced susceptibility to chloramphenicol, tetracycline, ampicillin, acriflavine and triclosan. Populations treated with the above biocides had reduced invasiveness in Caco-2 cells, and altered growth kinetics. Resistance to disinfectants was observed only after exposure to gradually increasing concentrations of triclosan, accompanied with a 2000-fold increase in its MIC. Growth in OXC and TOP did not affect the MICs of antibiotics, but resulted in the appearance of a proportion of cells resistant to the MIC of acriflavine and triclosan for the wild-type. Randomly selected stable variants from all populations, except the one treated with TOP, over-expressed acrB. Conclusions: In vitro exposure to QACFG and triclosan selects for Salmonella Typhimurium cells with reduced susceptibility to several antibiotics. This is associated with overexpression of AcrAB efflux pump, but accompanied with reduced invasiveness.

Staphylococcus aureus MnhF mediates cholate efflux and facilitates survival under human colonic conditions

Resistance to the innate defences of the intestine is crucial for the survival and carriage of Staphylococcus aureus, a common coloniser of the human gut. Bile salts produced by the liver and secreted into the intestines are one such group of molecules with potent anti-microbial activity. The mechanisms by which S. aureus is able to resist such defences in order to colonize and survive in the human gut are unknown. Here we show that mnhF confers resistance to bile salts, which can be abrogated by efflux pump inhibitors. MnhF mediates efflux of radiolabelled cholic acid in both S. aureus and when heterologously expressed in Escherichia coli, rendering them resistant. Deletion of mnhF attenuated survival of S. aureus in an anaerobic three stage continuous culture model of the human colon (gut model), which represent different anatomical areas of the large intestine.

Interacting controls on innate sources of CO2 efflux from a calcareous arid zone soil under experimental acidification and wetting

More than half of global soil carbon is stored as carbonates, primarily in arid and semi-arid zones. Climate change models predict more frequent and severe rainfall events in some parts of the globe, many of which are dominated by calcareous soils. Such events trigger substantial increases in soil CO2 efflux. We hypothesised that the primary source of CO2 emissions from calcareous, arid zone soil during a single wetting event is abiotic and that soil acidification and wetting have a positive, potentially interacting, effect. We manipulated soil pH, soil moisture, and controlled soil respiration by gamma irradiating half of an 11 day incubation experiment. All manipulated experimental treatments had a rapid and enormous effect on CO2 emission. Respiration contributed ca. 5% of total CO2 efflux; the major source (carbonate buffering) varied depending on the extent of acidification and wetting. Maximum CO2 efflux occurred when pH was lowest and at intermediate matric potential. CO2 efflux was lowest at native pH when soil was air dry. Our data suggest that there may be an underestimate of soil-atmosphere carbon fluxes in arid ecosystems with calcareous soils. There is also a clear potential that these soils may become net carbon sources depending on changes in rainfall patterns, rainfall acidity, and future land management. Our findings have major implications for carbon cycling in arid zone soil and further study of carbon dynamics in these terrestrial systems at a landscape level will be required if we are to improve global climate and carbon cycling models.

The importance of protoporphyrin IX efflux for ALA-PDT dosimetry

One of the major advances in PDT is the use of 5-aminolevulinic acid (ALA) to induce the production of an enclogenous photosensitizer inside the cells using intracellular enzymatic pathways. ALA is the first intermediate in heme biosynthesis and a precursor of the protoporphyrin IX (PpIX). When activated by light, this efficient photosensitizer accumulated in the target cells can produce cytotoxicity. The aim of this study was to find the best conditions for cell killing using ALA to temporarily increase the concentration of PpIX in two cell lines. It was shown that a considerable efflux of synthesized PpIX occurs. Since this efflux is time-dependent, it is essential to know the optimum time for irradiation after ALA administration. So, the efflux of PpIX from the cells is an important parameter to be considered for ALA-PDT dosimetry.

Carbon dioxide efflux in a rhodic hapludox as affected by tillage systems in southern Brazil

Os solos agrícolas podem atuar como dreno ou fonte de C atmosférico, dependendo do sistema de manejo adotado. Este estudo foi desenvolvido em experimento de longa duração (22 anos), durante o período de 30 dias do outono, com o objetivo de avaliar o impacto de sistemas de preparo de solo (preparo convencional-PC e plantio direto-PD) nas emissões de C-CO2 de um Latossolo Vermelho distrófico, em Cruz Alta, RS. As emissões de C-CO2 do solo foram avaliadas com câmaras dinâmica (Flux Chamber 6400-09, Licor) e estática (com captação em solução alcalina), imediatamente após a colheita da soja. A temperatura e a umidade do solo foram registradas, concomitantemente com as emissões de C-CO2, por meio de sensor de temperatura e TDR manual, respectivamente, integrantes do Licor-6400. Estimou-se que, em 30 dias, uma quantidade equivalente a menos de 30 % do C aportado pelos resíduos de soja foi emitida na forma de C-CO2. As emissões de C-CO2 no solo em PD foram similares às emissões do solo em PC, independentemente do tipo de câmara utilizada. Diferenças entre sistemas de preparo quanto à emissão de C-CO2, avaliadas com a câmara dinâmica, foram verificadas somente a curto prazo (leituras diárias), com o PD apresentando maiores emissões do que o PC no início do período experimental e menores no final. A câmara dinâmica foi mais eficiente do que a estática em captar as alterações das emissões de C-CO2 em função da variação da temperatura e a porosidade preenchida por água (PPA) no solo em PD, as quais explicaram 83 e 62 % das emissões de C-CO2, respectivamente. O fator Q10, que avalia a sensibilidade da emissão de C-CO2 à temperatura do solo, foi estimado em 3,93, indicando alta sensibilidade da atividade microbiana à temperatura do solo durante o outono. As emissões de C-CO2 registradas no solo em PD com a câmara estática foram correlacionadas às da câmara dinâmica, porém com valores subestimados em relação àquela notadamente nos maiores valores de fluxo. em condições de baixa temperatura e PPA, o preparo de solo induziu limitado incremento de emissão de C-CO2.