Superoxide Dismutase 1-mediated Production of Ethanol- and DNA-derived Radicals in Yeasts Challenged with Hydrogen Peroxide MOLECULAR INSIGHTS INTO THE GENOME INSTABILITY OF PEROXIREDOXIN-NULL STRAINS

Peroxiredoxins are receiving increasing attention as defenders against oxidative damage and sensors of hydrogen peroxide-mediated signaling events. In the yeast Saccharomyces cerevisiae, deletion of one or more isoforms of the peroxiredoxins is not lethal but compromises genome stability by mechanisms that remain under scrutiny. Here, we show that cytosolic peroxiredoxin-null cells (tsa1 Delta tsa2 Delta) are more resistant to hydrogen peroxide than wildtype (WT) cells and consume it faster under fermentative conditions. Also, tsa1 Delta tsa2 Delta cells produced higher yields of the 1-hydroxyethyl radical from oxidation of the glucose metabolite ethanol, as proved by spin-trapping experiments. A major role for Fenton chemistry in radical formation was excluded by comparing WT and tsa1 Delta tsa2 Delta cells with respect to their levels of total and chelatable metal ions and of radical produced in the presence of chelators. The main route for 1-hydroxyethyl radical formation was ascribed to the peroxidase activity of Cu, Zn-superoxide dismutase (Sod1), whose expression and activity increased similar to 5- and 2-fold, respectively, in tsa1 Delta tsa2 Delta compared with WT cells. Accordingly, overexpression of human Sod1 in WT yeasts led to increased 1-hydroxyethyl radical production. Relevantly, tsa1 Delta tsa2 Delta cells challenged with hydrogen peroxide contained higher levels of DNA-derived radicals and adducts as monitored by immuno-spin trapping and incorporation of (14)C from glucose into DNA, respectively. The results indicate that part of hydrogen peroxide consumption by tsa1 Delta tsa2 Delta cells is mediated by induced Sod1, which oxidizes ethanol to the 1-hydroxyethyl radical, which, in turn, leads to increased DNA damage. Overall, our studies provide a pathway to account for the hypermutability of peroxiredoxin-null strains.

Dynamic Solid Phase DNA Extraction and PCR Amplification in Polyester-Toner Based Microchip

A variety of substrates have been used for fabrication of microchips for DNA extraction, PCR amplification, and DNA fragment separation, including the more conventional glass and silicon as well as alternative polymer-based materials. Polyester represents one such polymer, and the laser-printing of toner onto polyester films has been shown to be effective for generating polyester-toner (PeT) microfluidic devices with channel depths on the order of tens of micrometers. Here, we describe a novel and simple process that allows for the production of multilayer, high aspect-ratio PeT microdevices with substantially larger channel depths. This innovative process utilizes a CO(2) laser to create the microchannel in polyester sheets containing a uniform layer of printed toner, and multilayer devices can easily be constructed by sandwiching the channel layer between uncoated cover sheets of polyester containing precut access holes. The process allows the fabrication of deep channels, with similar to 270 mu m, and we demonstrate the effectiveness of multilayer PeT microchips for dynamic solid phase extraction (dSPE) and PCR amplification. With the former, we found that (i) more than 65% of DNA from 0.6 mu L of blood was recovered, (ii) the resultant DNA was concentrated to greater than 3 ng/mu L., (which was better than other chip-based extraction methods), and (iii) the DNA recovered was compatible with downstream microchip-based PCR amplification. Illustrative of the compatibility of PeT microchips with the PCR process, the successful amplification of a 520 bp fragment of lambda-phage DNA in a conventional thermocycler is shown. The ability to handle the diverse chemistries associated with DNA purification and extraction is a testimony to the potential utility of PeT microchips beyond separations and presents a promising new disposable platform for genetic analysis that is low cost and easy to fabricate.

Mapping of Diepoxybutane Damage in the Cytochrome b Domain of Mitochondrial DNA and the β-globin Domain of Nuclear Chicken DNA Using Quantitative PCR

Diepoxybutane (DEB), a known industrial carcinogen, reacts with DNA primarily at the N7 position of deoxyguanosine residues and creates interstrand cross-links at the sequence 5'-GNC. Since N7-N7 cross-links cause DNA to fragment upon heating, quantative polymerase chain reaction (QPCR) is being used in this experiment to measure the amount of DEB damage (lesion frequency) with three different targets-mitochondrial (unpackaged), open chromatin region, and closed chromatin region. Initial measurements of DEB damage within these three targets were not consistent because the template DNA was not the limiting reagent in the PCR. Follow-up PCR trials using a limiting amount of DNA are still in progress although initial experimentation looks promising. Sequencing of these three targets to confirm the primer targets has only been successfully performed for the closed chromatin target and does not match the sequence from NIH used to design that primer pair. Further sequencing trials need to be conducted on all three targets to assure that a mitochondrial, open chromatin, and closed chromatin region are actually being amplified in this experimental series.

Detecção de salmonella sp. em psitacídeos de cativeiro através da reação em cadeia da polimerase (PCR)

O interesse da Medicina Veterinária nas espécies silvestres tem aumentado gradativamente, principalmente no estudo dos contextos ecológicos de saúde. Dentro desse contexto, autores realizaram estudos com o objetivo de conhecer a importância de Salmonella sp. na saúde das aves silvestres e seu potencial de transmissão para humanos e outros animais. Informações sobre a prevalência e distribuição dos sorovares de salmonelas na população de animais silvestres e domésticos são essenciais para relacionar os possíveis reservatórios que possam ser responsáveis pela transmissão dessa zoonose. Este trabalho teve como objetivo a detecção de Salmonella sp. em psitacídeos clinicamente sadios por Reação em Cadeia da Polimerase (PCR). Foram coletados suabes cloacais de 280 psitacídeos mantidos em cativeiro no Estado do Rio Grande do Sul, pertencentes a treze espécies, provenientes de um zoológico, um criadouro conservacionista e um criadouro comercial. O DNA das amostras foi extraído pelo método de fenol-clorofórmio e examinados pela PCR com a utilização de um par de iniciadores que amplifica um fragmento de 284 pb do gene invA pertencente ao gênero Salmonella, resultando em 37 amostras positivas. Não houve diferença na prevalência de salmonela entre os três plantéis nem entre as 13 espécies analizadas. Não foi possível a detecção desse patógeno pela PCR com iniciadores para a identificação de S. Typhimurium, S. Enteritidis, S. Pullorum e S. Gallinarum, nem através da Técnica Microbiológica Convencional nas amostras detectadas pela PCR genérica, provavelmente devido a maior sensibilidade e especificidade da PCR genérica. De acordo com a revisão bibliográfica realizada, este foi o primeiro trabalho de detecção direta de Salmonella em psitacídeos utilizando a PCR. Os resultados indicaram que aproximadamente 13,2% dos psitacídeos mantidos em cativeiro eram portadores assintomáticos ou eram transientemente infectados pelo gênero Salmonella.

Estabelecimento de um protocolo de Nested-PCR para detecção do vírus da anemia das galinhas e análise filogenética de cepas brasileiras.

O vírus da anemia das galinhas (CAV) pode causar imunodepressão em galinhas de todas as idades e doença nos frangos jovens, a qual é caracterizada por severa anemia, atrofia da medula óssea e hemorragias. A doença clínica é rara hoje, porém a forma subclínica é freqüentemente encontrada em criações comerciais e resulta num considerável decréscimo do desempenho. O CAV apresenta variabilidade genética, entretanto, em relação às amostras brasileiras do CAV, pouco ou quase nada desta variabilidade é conhecida. O presente trabalho descreve um protocolo de Nested-PCR para a detecção do CAV diretamente de amostras clínicas e analisa filogeneticamente as seqüências nucleotídicas das amostras positivas buscando verificar se a patologia apresentada por estas está relacionada com a variabilidade genética. Para a extração de DNA, o método baseado em tiocianato de guanidina mostrou-se mais eficiente e prático de executar que os demais testados. Foi selecionado um par de primers que amplifica uma região de 664 pb do gene vp1 e outro par que amplifica uma região interna de 539 pb para a realização da Nested-PCR. A especificidade dos primers foi avaliada utilizando amostras de lotes controlados para CAV e 30 diferentes isolados de vírus e bactérias causadoras de doenças em galinhas, as quais não geraram produto de amplificação. A sensibilidade foi determinada a partir de diluições seriadas da vacina comercial para o CAV. A Nested-PCR mostrou ser mais sensível do que a PCR e foi capaz de detectar 0,16 DICC50% da cepa vacinal. Além disso, a Nested-PCR detectou DNA viral em tecidos, soro e cama aviária de lotes com e sem sintomas clínicos.O produto de amplificação de 539 pb do gene vp1 de 44 amostras, provenientes de diferentes Estados produtores de frangos do Brasil, foi seqüenciado e foram encontradas 10 novas seqüências nucleotídicas do CAV. Estas 10 seqüências nucleotídicas foram analisadas filogeneticamente pelo método de distância neighbour joining com 1000 replicações o qual, mostrou que não houve correlação entre a patogenia apresentada nos animais e os grupos genéticos. Estas seqüências nucleotídicas também foram comparadas com 30 cepas de CAV isoladas em outros países e não foi observada correlação entre a distribuição geográfica e a variabilidade genética. Substituições de amino ácidos foram observadas em 9 posições sendo que, 65R substituindo o resíduo Q e 98F substituindo o resíduo Y ainda não haviam sido observadas. Conclui-se que, como técnica de detecção do CAV, o protocolo de Nested-PCR aqui descrito é mais sensível e menos trabalhoso do que o isolamento viral. As amostras Brasileiras de CAV possuem características filogenéticas similares às isoladas em outros países.

Tipificação molecular de amostras de Brucella spp. utilização a técnica de BOX-PCR

O gênero Brucella é formado por coco-bacilos Gram negativos patogênicos ao homem e animais, sendo classificado como patógeno de grupo de risco III. A identificação dessas bactérias apresenta várias limitações como: exigência de inoculação em vários meios, tempo de incubação longo e necessidade de soros imunes e bacteriófagos. Devido à sua alta patogenicidade e ao longo tempo de exposição dos laboratoristas à bactéria, a brucelose é uma das infecções mais freqüentemente adquiridas em laboratório. Além da contaminação em laboratório, a transmissão ao homem pode ocorrer através de animais infectados e ingestão de produtos derivados, como o leite cru. A procura de métodos rápidos de identificação das espécies e biovares pode ser útil para diminuir os riscos do manuseio desta bactéria e na tomada de medidas de controle epidemiológico. O principal objetivo deste trabalho foi facilitar a classificação de cepas de referência de Brucella spp. e isoladas no Brasil utilizando a técnica de rep-PCR com oligonucleotídeos do elemento BOX, uma seqüência repetida presente no genoma de várias bactérias. Foram analisados 38 isolados representando diferentes espécies e biovares de Brucella sp. e 13 isolados de gêneros relacionados como controle da especificidade da reação. Foi realizada uma confirmação prévia dos isolados de brucela por testes bioquímicos e PCR gênero-específica. A técnica de BOX-PCR agrupou todas as espécies e biovares de Brucella em um único grupo com nível de similaridade entre 100 e 74%. Diferenças entre os isolados, quanto a presença ou ausência de bandas, puderam ser observadas. Entretanto, essas divergências não caracterizam uma espécie ou biovar. Bandas comuns a todos os isolados de Brucella sp. podem caracterizar o gênero.

Caracterização por susceptibilidade a antimicrobianos, PCR-ribotipificação e RAPD de Salmonella Enteritidis envolvidas em surtos de doenças veiculadas por alimentos ocorridas no Rio Grande do Sul, nos anos de 2001 e 2002

A Salmonella é uma das principais causas de doenças transmitidas por alimentos em todo o mundo, sendo que no Rio Grande do Sul ela tem sido apontada como o principal agente de toxinfecções alimentares nos últimos anos. Nesse trabalho, foram caracterizadas linhagens de Salmonella isoladas de alimentos envolvidos em Salmoneloses ocorridas no Rio Grande do Sul, no período de 2001 a 2002. Entre os 85 isolados investigados, 79 (93%) foram sorotipificados como S. Enteritidis, enquanto os outros seis isolados foram classificados como S. Javiana (n=1), S. Infantis (n=1), S. Agona (n=1), S. Typhimurium (n=1) e S. enterica subsp. enterica (1,4,5) (n=2). A resistência das amostras de S. Enteritidis a dez agentes antimicrobianos foi investigada. De modo geral, altas porcentagens de sensibilidade foram verificadas. As maiores porcentagens de resistência foram apresentadas em relação ao ácido nalidíxico (21,5%), à gentamicina (12,7%) e à estreptomicina (11,4%). A resistência a um ou mais antimicrobianos foi verificada em 30 amostras (37,97%), o que permitiu que os isolados fossem agrupados em 32 perfis de susceptibilidade. Apenas duas amostras apresentaram resistência múltipla a quatro drogas. Quando os isolados de S. Enteritidis foram submetidos à PCR-Ribotipificação, somente dois perfis (R1 e R2) foram identificados, sendo que o perfil R1 agrupou 92,4% dos isolados. . Os mesmos isolados também foram analisados por RAPD, sendo possível identificar quatro perfis de bandas (A a D). O perfil A agrupou 81% das amostras, enquanto os perfis B, C e D agruparam 9%, 5% e 5% dos isolados, respectivamente. Os resultados das análises de PCR-Ribotipificação e de RAPD sugerem que uma mesma linhagem de S. Enteritidis foi isolada a partir de alimentos envolvidos em Salmoneloses ocorridas em diferentes cidades do Estado durante o período de 2001 a 2002.