Sequence diversity and evolutionary dynamics of the dimorphic antigen merozoite surface protein-6 and other Msp genes of Plasmodium falciparum

Immune evasion by Plasmodium falciparum is favored by extensive allelic diversity of surface antigens. Some of them, most notably the vaccine-candidate merozoite surface protein (MSP)-1, exhibit a poorly understood pattern of allelic dimorphism, in which all observed alleles group into two highly diverged allelic families with few or no inter-family recombinants. Here we describe contrasting levels and patterns of sequence diversity in genes encoding three MSP-1-associated surface antigens of P. falciparum, ranging from an ancient allelic dimorphism in the Msp-6 gene to a near lack of allelic divergence in Msp-9 to a more classical multi-allele polymorphism in Msp-7 Other members of the Msp-7 gene family exhibit very little polymorphism in non-repetitive regions. A comparison of P. falciparum Msp-6 sequences to an orthologous sequence from P. reichenowi provided evidence for distinct evolutionary histories of the 5` and 3` segments of the dimorphic region in PfMsp-6, consistent with one dimorphic lineage having arisen from recombination between now-extinct ancestral alleles. In addition. we uncovered two surprising patterns of evolution in repetitive sequence. Firsts in Msp-6, large deletions are associated with (nearly) identical sequence motifs at their borders. Second, a comparison of PfMsp-9 with the P. reichenowi ortholog indicated retention of a significant inter-unit diversity within an 18-base pair repeat within the coding region of P. falciparum, but homogenization in P. reichenowi. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Plasmodium falciparum: sequence diversity and antibody recognition of the Merozoite surface protein-2 (MSP-2) in Brazilian Amazonia

The merozoite surface protein-2 (MSP-2) of Plasmodium falciparum comprises repeats flanked by dimorphic domains defining the allelic families FC27 and IC1. Here, we examined sequence diversity at the msp-2 locus in Brazil and its impact on MSP-2 antibody recognition by local patients. Only 25 unique partial sequences of msp-2 were found in 61 isolates examined. The finding of identical msp-2 sequences in unrelated parasites, collected 6-13 years apart, suggests that no major directional selection is exerted by variant-specific immunity in this malaria-endemic area. To examine antibody cross-reactivity, recombinant polypeptides derived from locally prevalent and foreign MSP-2 variants were used in ELISA. Foreign IC1-type variants, such as 3D7 (currently tested for human vaccination), were less frequently recognized than FC27-type and local IC1-type variants. Antibodies discriminated between local and foreign IC1-type variants, but cross-recognized structurally different local IC1-type variants. The use of evolutionary models of MSP-2 is suggested to design vaccines that minimize differences between local parasites and vaccine antigens. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Origins of sequence diversity in the malaria vaccine candidate merozoite surface protein-2 (MSP-2) in Amazonian isolates of Plasmodium falciparum

The recent evolution of Plasmodium falciparum is at odds with the extensive polymorphism found in most genes coding for antigens. Here, we examined the patterns and putative mechanisms of sequence diversification in the merozoite surface protein-2 (MSP-2), a major malarial repetitive surface antigen. We compared the msp-2 gene sequences from closely related clones derived from sympatric parasite isolates from Brazilian Amazonia and used microsatellite typing to examine, in these same clones, the haplotype background of chromosome 2, where msp-2 is located. We found examples of msp-2 sequence rearrangements putatively created by nonreciprocal recombinational events, such as replication slippage and gene conversion, while maintaining the chromosome haplotype. We conclude that these nonreciprocal recombination events may represent a major source of antigenic diversity in MSP-2 in P falciparum populations with low rates of classical meiotic recombination. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Influence of HLA-DRB-1 alleles on the production of antibody against CSP, MSP-1, AMA-1, and DBP in Brazilian individuals naturally infected with Plasmodium vivax

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Genetic relatedness of Plasmodium falciparum isolates and the origin of allelic diversity at the merozoite surface protein-1 (MSP-1) locus in Brazil and Vietnam

Background: Despite the extensive polymorphism at the merozoite surface protein-1 (MSP-1) locus of Plasmodium falciparum, that encodes a major repetitive malaria vaccine candidate antigen, identical and nearly identical alleles frequently occur in sympatric parasites. Here we used microsatellite haplotyping to estimate the genetic distance between isolates carrying identical and nearly identical MSP-1 alleles. Methods: We analyzed 28 isolates from hypoendemic areas in north-western Brazil, collected between 1985 and 1998, and 23 isolates obtained in mesoendemic southern Vietnam in 1996. MSP-1 alleles were characterized by combining PCR typing with allele-specific primers and partial DNA sequencing. The following single-copy microsatellite markers were typed: Polyα, TA42 (only for Brazilian samples), TA81, TA1, TA87, TA109 (only for Brazilian samples), 2490, ARAII, PfG377, PfPK2, and TA60. Results: The low pair-wise average genetic distance between microsatellite haplotypes of isolates sharing identical MSP-1 alleles indicates that epidemic propagation of discrete parasite clones originated most identical MSP-1 alleles in parasite populations from Brazil and Vietnam. At least one epidemic clone propagating in Brazil remained relatively unchanged over more than one decade. Moreover, we found no evidence that rearrangements of MSP-1 repeats, putatively created by mitotic recombination events, generated new alleles within clonal lineages of parasites in either country. Conclusion: Identical MSP-1 alleles originated from co-ancestry in both populations, whereas nearly identical MSP-1 alleles have probably appeared independently in unrelated parasite lineages.

Efeito de bebidas enriquecidas com frutooligossacarídeos (FOS), produzidos pela linhagem Aspergillus japonicus-119, no trato intestinal de ratos Wistar

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Microbiologia Aplicada) - IBRC

Bethel Baptist Church of Sumter, SC, History - Accession 209 - M93 (119)

The Bethel Baptist Church of Sumter, SC History consists of a short history of Bethel Baptist Church in Sumter, SC from its beginning in 1780 to 1974.

Influence of HLA-DRB-1 alleles on the production of antibody against CSP, MSP-1, AMA-1, and DBP in Brazilian individuals naturally infected with Plasmodium vivax

We evaluated the influence of allelic frequency of the human leukocyte antigen (HLA) -DRB1 on the acquisition of antibody response against malaria sporozoite and merozoite peptides in patients with Plasmodium vivax malaria acquired in endemic areas of Brazil. IgG antibodies were detected by enzyme-linked immunosorbent assay against four peptides of circumsporozoite protein (CSP) (amino, carboxyl, and VK210 and VK247 repeats) and peptides of merozoite surface protein 1 (MSP-1), apical membrane antigen 1 (AMA-1), and Duffy-binding protein (DBP). We found an association between HLA-DR3 and HLA-DR5 alleles and lack of antibody response to CSP amino terminal, as well as an association between HILA-DR3 and the highest antibody response to MSP1 (Pv200L). In conclusion, we suggest a potential regulatory role of the H1A-DRB1 alleles in the production of antibodies to a conserved region of P. vivax CSP and MSP1 in Brazilian population exposed to malaria. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Genetic relatedness of Plasmodium falciparum isolates and the origin of allelic diversity at the merozoite surface protein-1 (MSP-1) locus in Brazil and Vietnam

Abstract Background Despite the extensive polymorphism at the merozoite surface protein-1 (MSP-1) locus of Plasmodium falciparum, that encodes a major repetitive malaria vaccine candidate antigen, identical and nearly identical alleles frequently occur in sympatric parasites. Here we used microsatellite haplotyping to estimate the genetic distance between isolates carrying identical and nearly identical MSP-1 alleles. Methods We analyzed 28 isolates from hypoendemic areas in north-western Brazil, collected between 1985 and 1998, and 23 isolates obtained in mesoendemic southern Vietnam in 1996. MSP-1 alleles were characterized by combining PCR typing with allele-specific primers and partial DNA sequencing. The following single-copy microsatellite markers were typed : Polyα, TA42 (only for Brazilian samples), TA81, TA1, TA87, TA109 (only for Brazilian samples), 2490, ARAII, PfG377, PfPK2, and TA60. Results The low pair-wise average genetic distance between microsatellite haplotypes of isolates sharing identical MSP-1 alleles indicates that epidemic propagation of discrete parasite clones originated most identical MSP-1 alleles in parasite populations from Brazil and Vietnam. At least one epidemic clone propagating in Brazil remained relatively unchanged over more than one decade. Moreover, we found no evidence that rearrangements of MSP-1 repeats, putatively created by mitotic recombination events, generated new alleles within clonal lineages of parasites in either country. Conclusion Identical MSP-1 alleles originated from co-ancestry in both populations, whereas nearly identical MSP-1 alleles have probably appeared independently in unrelated parasite lineages.

A spectroscopic and photometric study of MSP companions in Galactic Globular Clusters

This Thesis is devoted to the study of the optical companions of Millisecond Pulsars in Galactic Globular Clusters (GCs) as a part of a large project started at the Department of Astronomy of the Bologna University, in collaboration with other institutions (Astronomical Observatory of Cagliari and Bologna, University of Virginia), specifically dedicated to the study of the environmental effects on passive stellar evolution in galactic GCs. Globular Clusters are very efficient “Kilns” for generating exotic object, such as Millisecond Pulsars (MSP), low mass X-ray binaries(LMXB) or Blue Straggler Stars (BSS). In particular MSPs are formed in binary systems containing a Neutron Star which is spun up through mass accretion from the evolving companion (e.g. Bhattacharia & van den Heuvel 1991). The final stage of this recycling process is either the core of a peeled star (generally an Helium white dwarf) or a very light almos exhausted star, orbiting a very fast rotating Neutron Star (a MSP). Despite the large difference in total mass between the disk of the Galaxy and the Galactic GC system (up a factor 103), the percentage of fast rotating pulsar in binary systems found in the latter is very higher. MSPs in GCs show spin periods in the range 1.3 ÷ 30ms, slowdown rates ˙P 1019 s/s and a lower magnetic field, respect to ”normal” radio pulsars, B 108 gauss . The high probability of disruption of a binary systems after a supernova explosion, explain why we expect only a low percentage of recycled millisecond pulsars respect to the whole pulsar population. In fact only the 10% of the known 1800 radio pulsars are radio MSPs. Is not surprising, that MSP are overabundant in GCs respect to Galactic field, since in the Galactic Disk, MSPs can only form through the evolution of primordial binaries, and only if the binary survives to the supernova explosion which lead to the neutron star formation. On the other hand, the extremely high stellar density in the core of GCs, relative to most of the rest of the Galaxy, favors the formation of several different binary systems, suitable for the recycling of NSs (Davies at al. 1998). In this thesis we will present the properties two millisecond pulsars companions discovered in two globular clusters, the Helium white dwarf orbiting the MSP PSR 1911-5958A in NGC 6752 and the second case of a tidally deformed star orbiting an eclipsing millisecond pulsar, PSR J1701-3006B in NGC6266

Die funktionelle Bedeutung von MSP und Lactadherin im Rahmen der Atherosklerose

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss zweier möglicher Biomarker auf die Atherosklerose untersucht.rnMilk fat globule-EGF factor 8 (MFG-E8, Lactadherin) ist ein Glycoprotein, das vornehmlich von Makrophagen, glatten Muskelzellen und Endothelzellen sezerniert wird. MFG-E8-/--Mäuse zeigen vermehrt apoptotische Zellen in der atherosklerotischen Plaque, verstärkte Inflammationszeichen und vergrößerte Läsionen. In situ-Hybridisierung und Immunfluoreszenz zeigen eine starke Lactadherin-Expression in den Schaumzellen atherosklerotischer Plaques von Apo E-/-, Apo E-/-/GPx 1-/-und LDLR-/- Mäusen, vor allem in der Nähe des Lipid Core. Dort kolokalisiert Lactadherin mit dem Makrophagenmarker CD 68 und dem Chemokin Fraktalkin, das die MFG-E8 Sekretion stimuliert und so die Phagocytose forciert. Untersuchungen mittels RTD-PCR ergaben, dass Peritonealmakrophagen der Genotypen Apo E-/-, Apo E-/-/GPx 1-/- und GPx 1-/-, deren Gemeinsamkeit eine höhere Empfindlichkeit gegenüberrnoxidativem Stress ist, mehr Lactadherin exprimieren als andere Genotypen (B6, LDLR-/-). Die Inkubation muriner oder humaner Makrophagen mit oxLDL und eLDL hat keinen Einfluss auf die Expression der MFG-E8 mRNA. Der Kontakt mit apoptotischer Zellen hingegen erhöht die Expression signifikant. Lactadherin ist entscheidend für die effektive Phagozytose apoptotischer Zellen in der atherosklerotischen Läsion. Seine Expression wird vermutlich durch die Apoptose in der Nähe liegender Zellen und das verstärkte Vorkommen von ROS reguliert. Macrophage stimulating protein (MSP) übt Einfluss auf Migration, Proliferation und Phagocytose von Makrophagen aus. Seine Beteiligung an inflammatorischen Vorgängen und der Karzinogenese ist intensiv untersucht worden, nicht jedoch der Einfluss auf die Atherosklerose. Es ist bekannt, dass der SNP rs3197999 mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) assoziiert ist. Zudem geht er vermutlich mit einem erniedrigten Atheroskleroserisiko einher. Der Polymorphismus c2078t hat den Aminosäureaustausch R689C zur Folge. Rekombinant erzeugtes, mutantes und wildtypisches MSP induziert Migration und Proliferation bei THP-1-Makrophagen. MSPmut vermittelt dies jedoch wesentliche effektiver als MSPwt. Apoptose hingegen wird durch keine der Formen induziert. R689C führt zu einem “gain of function” des MSP-Proteins in Bezug auf die Proliferations- und Migrationsfähigkeit von Makrophagen und verändert vermutlich deren Cytokinfreisetzung. Dies führt möglicherweise zu einer erhöhten Phagocytoseeffizienz in der atherosklerotischen Läsion (erniedrigtes Atherosklerose-Risiko), und zu einer aberranten immunologischen Reaktion im Rahmen der CED (erhöhtes CED-Risiko).

57 Fe and 119 Sn Mössbauer studies on new Heusler compounds for spintronic applications

Seit der Entwicklung einer großen Vielfalt von Anwendungsmöglichkeiten der Spintronik auf Basis von Heusler Verbindungen innerhalb der letzten Dekade kann der Forschungsfortschritt an dieser Material Klasse in einer Vielzahl von Publikationen verfolgt werden. Eine typische Heusler Verbindung X2YZ besteht aus zwei Übergangsmetallen (X, Y) und einem Hauptgruppenelement (Z). Diese Arbeit berichtet von Heusler Verbindungen mit besonderem Augenmerk auf deren potentielle halbmetallische Eigenschaften und davon insbesondere solche, die eine richtungsabhängige magnetische Anisotropie (perpendicular magnetic anisotropy- PMA) zeigen könnten. PMA ist insbesondere für Spin transfer Torque (STT) Bauelemente von großem Interesse und tritt in tetragonalrnverzerrten Heusler Verbindungen auf. Bei STT-Elementen werden mittels spinpolarisierter Ströme die magnetische Orientierung von magnetischen Schichten beeinflusst.rnDie signifikantesten Ergebnisse dieser Arbeit sind: die Synthese neuer kubischen Heusler Phasen Fe2YZ, die theoretisch als tetragonal vorausgesagt wurden (Kapitel 1), die Synthese von Mn2FeGa, das in der tetragonal verzerrten Struktur kristallisiert und Potential für STT Anwendungen zeigt (Kapitel 2); die Synthese von Fe2MnGa, das einen magnetischen Phasenübergang mit exchange-bias (EB) Effekt zeigt, der auf einer Koexistenz von ferromagnetischen (FM) und antiferromagnetischen (AFM) Phasen beruht (Kapitel 3); Schlussendlich wird in Kapitel 4 die Synthese von Mn3−xRhxSn diskutiert, in welcher insbesondere tetragonales Mn2RhSn als potentielles Material für Anwendungen in derrnSpintronik vorgestellt wird.rnIn dieser Arbeit wurden hauptsächlich Heusler Verbindungen mit mößbaueraktiven Elementen 57Fe und 119Sn, synthetisiert und untersucht. Im Falle der hier untersuchten Heusler Verbindungen spielt die Charakterisierung durch Mößbauer Spektroskopie eine entscheidende Rolle, da Heusler Verbindungen meistens ein gewisses Maß an Fehlordnung aufweisen, welche deren magnetischen und strukturellen Eigenschaften beeinflussen kann. Die Art der Fehlordnung jedoch kann nur schwer durch standard Pulver-Röntgendiffraktion bestimmt werden, weshalb wir die Vorteile der Mößbauer Spektroskopie als lokale Methode nutzen, um den Typ und den Grad der Fehlordnung aufzuklären. rnDiese Arbeit ist wie folgt gegliedert:rnIn Kapitel 1 wurden die neuen, kubisch-weichferromagnetischen Heuslerphasen Fe2NiGe, Fe2CuGa und Fe2CuAl synthetisiert und charakterisiert. In vorangegangenen theoretischen Studien wurde für deren Existenz in tetragonaler Heuslerstruktur vorhergesagt.rnUngeachtet dessen belegten unsere experimentellen Untersuchungen, dass diese Verbindungen hauptsächlich in der kubischen invers Heusler(X-) struktur mit unterschiedlichen Anteilen an atomarer Fehlordnung kristallisieren. Alle Verbindungen sind weiche Ferromagneten mit hoher Curietemperatur bis zu 900K, weswegen alle als potentielle Materialien für magnetische Anwendungen geeignet sind. In Kapitel 2 wurde Mn2FeGa synthetisiert. Es zeigte sich, dass Mn2FeGa nach Temperatur Nachbehandlung bei 400°C die invers tetragonale Struktur (I4m2) annimmt. Theoretisch wurde die Existenz in der inversen kubischen Heuslerstruktur vorausgesagt. Abhängig von den Synthesebedingungen ändern sich die magnetischen und strukturellen Eigenschaften von Mn2FeGa eklatant. Deshalb ändert sich die Kristallstruktur von M2FeGa bei Temperung bei 800 °C zu einer pseudokubischen Cu3Au-artigen Struktur, in welcher Fe- und Mn-Atome statistisch verteilt vorliegen. Dieser Übergang der Kristallstrukturen wurde durch Mößbauer Spektroskopie anhand des Vorliegens oder Fehlens der Quadrupolaufspaltung im Falle der invers tetragonalen bzw. pseudokubischen Modifikation nachgewiesen. In Kapitel 3 wurde Fe2MnGa ebenfalls erfolgreich synthetisiert und durch verschiedene Methoden charakterisiert. Der Zusammenhang von Kristallstruktur und magnetischen Eigenschaften wurde durch verschiedene Temperungskonditionen und mechanischer Behandlung untersucht. Der Schwerpunkt lag auf einer geschmolzenen Probe ohne weitere Temperung, die einen FM-AFM Phasenübergang zeigte. Diese magnetische Phasenumwandlung führt zu einem starken EB-Verhalten, welches seinen Ursprung hauptsächlich in der Koexistenz von FM- und AFM-Phasen unterhalb der FMAFM- Übergangstemperatur hat. Kapitel 4 ist den neuen Mn-basierten Heusler-Verbindungen Mn3−xRhxSn gewidmet, bei denen wir versuchten, durch den Austausch von Mn durch das größere Rh eine Umwandlung zu einer tetragonalen Struktur von den hexagonalen Mn3Sn-Struktur zu erreichen. Als interessant stellten sich Mn2RhSn und Mn2.1Rh0.9Sn heraus, da sie aus nur einer Phase vorzuliegen scheinen, wohingegen die anderen Verbindungen aus gemischten Phasen mit gleichzeitiger starken Fehlordnung bestehen. Im abschließenden Anhang wurden die Fehlordnung und gelegentliche Mischphasen einer großen Auswahl von Mn3−xFexGa Materialien mit 1≤x≤3, dokumentiert.rn