Assembly of functional Escherichia coli RNA polymerase containing beta subunit fragments.

The Escherichia coli rpoB gene, which codes for the 1342-residue beta subunit of RNA polymerase (RNAP), contains two dispensable regions centered around codons 300 and 1000. To test whether these regions demarcate domains of the RNAP beta subunit, fragments encoded by segments of rpoB flanking the dispensable regions were individually overexpressed and purified. We show that these beta-subunit polypeptide fragments, when added with purified recombinant beta', sigma, and alpha subunits of RNAP, reconstitute a functional enzyme in vitro. These results demonstrate that the beta subunit is composed of at least three distinct domains and open another avenue for in vitro studies of RNAP assembly and structure.

A chloroplast homologue of the signal recognition particle subunit SRP54 is involved in the posttranslational integration of a protein into thylakoid membranes.

The mechanisms involved in the integration of proteins into the thylakoid membrane are largely unknown. However, many of the steps of this process for the light-harvesting chlorophyll a/b protein (LHCP) have been described and reconstituted in vitro. LHCP is synthesized as a precursor in the cytosol and posttranslationally imported into chloroplasts. Upon translocation across the envelope membranes, the N-terminal transit peptide is cleaved, and the apoprotein is assembled into a soluble "transit complex" and then integrated into the thylakoid membrane via three transmembrane helices. Here we show that 54CP, a chloroplast homologue of the 54-kDa subunit of the mammalian signal recognition particle (SRP54), is essential for transit complex formation, is present in the complex, and is required for LHCP integration into the thylakoid membrane. Our data indicate that 54CP functions posttranslationally as a molecular chaperone and potentially pilots LHCP to the thylakoids. These results demonstrate that one of several pathways for protein routing to the thylakoids is homologous to the SRP pathway and point to a common evolutionary origin for the protein transport systems of the endoplasmic reticulum and the thylakoid membrane.

Identification of the gene (SSU71/TFG1) encoding the largest subunit of transcription factor TFIIF as a suppressor of a TFIIB mutation in Saccharomyces cerevisiae.

Mutations in the Saccharomyces cerevisiae SSU71 gene were isolated as suppressors of a transcription factor TFIIB defect that confers both a cold-sensitive growth defect and a downstream shift in transcription start-site selection at the cyc1 locus. The ssu71-1 suppressor not only suppresses the conditional phenotype but also restores the normal pattern of transcription initiation at cyc1. In addition, the ssu71-1 suppressor confers a heat-sensitive phenotype that is dependent upon the presence of the defective form of TFIIB. Molecular and genetic analysis of the cloned SSU71 gene demonstrated that SSU71 is a single-copy essential gene encoding a highly charged protein with a molecular mass of 82,194 daltons. Comparison of the deduced Ssu71 amino acid sequence with the protein data banks revealed significant similarity to RAP74, the larger subunit of the human general transcription factor TFIIF. Moreover, Ssu71 is identical to p105, a component of yeast TFIIF. Taken together, these data demonstrate a functional interaction between TFIIB and the large subunit of TFIIF and that this interaction can affect start-site selection in vivo.

Phenotypic knockout of the high-affinity human interleukin 2 receptor by intracellular single-chain antibodies against the alpha subunit of the receptor.

The experimental manipulation of peptide growth hormones and their cellular receptors is central to understanding the pathways governing cellular signaling and growth control. Previous work has shown that intracellular antibodies targeted to the endoplasmic reticulum (ER) can be used to capture specific proteins as they enter the ER, preventing their transport to the cell surface. Here we have used this technology to inhibit the cell surface expression of the alpha subunit of the high-affinity interleukin 2 receptor (IL-2R alpha). A single-chain variable-region fragment of the anti-Tac monoclonal antibody was constructed with a signal peptide and a C-terminal ER retention signal. Intracellular expression of the single-chain antibody was found to completely abrogate cell surface expression of IL-2R alpha in stimulated Jurkat T cells. IL-2R alpha was detectable within the Jurkat cells as an immature 40-kDa form that was sensitive to endoglycosidase H, consistent with its retention in a pre- or early Golgi compartment. A single-chain antibody lacking the ER retention signal was also able to inhibit cell surface expression of IL-2R alpha although the mechanism appeared to involve rapid degradation of the receptor chain within the ER. These intracellular antibodies will provide a valuable tool for examining the role of IL-2R alpha in T-cell activation, IL-2 signal transduction, and the deregulated growth of leukemic cells which overexpress IL-2R alpha.

Loss of the catalytic subunit of the DNA-dependent protein kinase in DNA double-strand-break-repair mutant mammalian cells.

The DNA-dependent protein kinase (DNA-PK) consists of three polypeptide components: Ku-70, Ku-80, and an approximately 350-kDa catalytic subunit (p350). The gene encoding the Ku-80 subunit is identical to the x-ray-sensitive group 5 complementing gene XRCC5. Expression of the Ku-80 cDNA rescues both DNA double-strand break (DSB) repair and V(D)J recombination in group 5 mutant cells. The involvement of Ku-80 in these processes suggests that the underlying defect in these mutant cells may be disruption of the DNA-PK holoenzyme. In this report we show that the p350 kinase subunit is deleted in cells derived from the severe combined immunodeficiency mouse and in the Chinese hamster ovary cell line V-3, both of which are defective in DSB repair and V(D)J recombination. A centromeric fragment of human chromosome 8 that complements the scid defect also restores p350 protein expression and rescues in vitro DNA-PK activity. These data suggest the scid gene may encode the p350 protein or regulate its expression and are consistent with a model whereby DNA-PK is a critical component of the DSB-repair pathway.

Intersubunit contacts made by tryptophan 120 with biotin are essential for both strong biotin binding and biotin-induced tighter subunit association of streptavidin.

In natural streptavidin, tryptophan 120 of each subunit makes contacts with the biotin bound by an adjacent subunit through the dimer-dimer interface. To understand quantitatively the role of tryptophan 120 and its intersubunit communication in the properties of streptavidin, a streptavidin mutant in which tryptophan 120 is converted to phenylalanine was produced and characterized. The streptavidin mutant forms a tetrameric molecule and binds one biotin per subunit, as does natural streptavidin, indicating that the mutation of tryptophan 120 to phenylalanine has no significant effect on the basic properties of streptavidin. However, its biotin-binding affinity was reduced substantially, to approximately 10(8) M-1, indicating that the contact made by tryptophan 120 to biotin has a considerable contribution to the extremely tight biotin binding by streptavidin. The mutant retained bound biotin over a wide pH range or with the addition of urea up to 6 M at neutral pH. However, bound biotin was efficiently released by the addition of excess free biotin due, presumably, to exchange reactions. Electrophoretic analysis revealed that the intersubunit contact made by tryptophan 120 to biotin through the dimer-dimer interface is the major interaction responsible for the biotin-induced, tighter subunit association of streptavidin. In addition, the mutant has weaker subunit association than natural streptavidin even in the absence of biotin, indicating that tryptophan 120 also contributes to the subunit association of tetramers in the absence of biotin.

Non-clathrin-coat protein alpha is a conserved subunit of coatomer and in Saccharomyces cerevisiae is essential for growth.

To complete the molecular characterization of coatomer, the preformed cytosolic complex that is involved in the formation of biosynthetic transport vesicles, we have cloned and characterized the gene for non-clathrin-coat protein alpha (alpha-COP) from Saccharomyces cerevisiae. The derived protein, molecular weight of 135,500, contains four WD-40 repeated motifs (Trp/Asp-containing motifs of approximately 40 amino acids). Disruption of the yeast alpha-COP gene is lethal. Comparison of the DNA-derived primary structure with peptides from bovine alpha-COP shows a striking homology. alpha-COP is localized to coated transport vesicles and coated buds of Golgi membranes derived from CHO cells.

Mutation spectrum of the gene encoding the beta subunit of rod phosphodiesterase among patients with autosomal recessive retinitis pigmentosa.

Mutations in the gene encoding the beta subunit of rod cGMP phosphodiesterase are known causes of photoreceptor degeneration in two animal models of retinitis pigmentosa, the rd (retinal degeneration) mouse and the Irish setter dog with rod/cone dysplasia. Here we report a screen of 92 unrelated patients with autosomal recessive retinitis pigmentosa for defects in the human homologue of this gene. We identified seven different mutations that cosegregate with the disease. They were found among four patients with each patient heterozygously carrying two mutations. All of these mutations are predicted to affect the putative catalytic domain, probably leading to a decrease in phosphodiesterase activity and an increase in cGMP levels within rod photoreceptors. Mutations in the gene encoding the beta subunit of rod phosphodiesterase are the most common identified cause of autosomal recessive retinitis pigmentosa, accounting for approximately 4% of cases in North America.

Human general transcription factor TFIIA: characterization of a cDNA encoding the small subunit and requirement for basal and activated transcription.

The human general transcription factor TFIIA is one of several factors involved in specific transcription by RNA polymerase II, possibly by regulating the activity of the TATA-binding subunit (TBP) of TFIID. TFIIA purified from HeLa extracts consists of 35-, 19-, and 12-kDa subunits. Here we describe the isolation of a cDNA clone (hTFIIA gamma) encoding the 12-kDa subunit. Using expression constructs derived from hTFIIA gamma and TFIIA alpha/beta (which encodes a 55-kDa precursor to the alpha and beta subunits of natural TFIIA), we have constructed a synthetic TFIIA with a polypeptide composition similar to that of natural TFIIA. The recombinant complex supports the formation of a DNA-TBP-TFIIA complex and mediates both basal and Gal4-VP16-activated transcription by RNA polymerase II in TFIIA-depleted nuclear extracts. In contrast, TFIIA has no effect on tRNA and 5S RNA transcription by RNA polymerase III in this system. We also present evidence that both the p55 and p12 recombinant subunits interact with TBP and that the basic region of TBP is critical for the TFIIA-dependent function of TBP in nuclear extracts.

Applicazione della spettrometria di massa MALDI-TOF in microbiologia clinica

Riassunto La spettrometria di massa (MS) nata negli anni ’70 trova oggi, grazie alla tecnologia Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight (MALDI-TOF), importanti applicazioni in diversi settori: biotecnologico (per la caratterizzazione ed il controllo di qualità di proteine ricombinanti ed altre macromolecole), medico–clinico (per la diagnosi di laboratorio di malattie e per lo sviluppo di nuovi trattamenti terapeutici mirati), alimentare ed ambientale. Negli ultimi anni, questa tecnologia è diventata un potente strumento anche per la diagnosi di laboratorio in microbiologia clinica, rivoluzionando il flusso di lavoro per una rapida identificazione di batteri e funghi, sostituendo l’identificazione fenotipica convenzionale basata su saggi biochimici. Attualmente mediante MALDI-TOF MS sono possibili due diversi approcci per la caratterizzazione dei microrganismi: (1) confronto degli spettri (“mass spectra”) con banche dati contenenti profili di riferimento (“database fingerprints”) e (2) “matching” di bio-marcatori con banche dati proteomiche (“proteome database”). Recentemente, la tecnologia MALDI-TOF, oltre alla sua applicazione classica nell’identificazione di microrganismi, è stata utilizzata per individuare, indirettamente, meccanismi di resistenza agli antibiotici. Primo scopo di questo studio è stato verificare e dimostrare l’efficacia identificativa della metodica MALDI-TOF MS mediante approccio di comparazione degli spettri di differenti microrganismi di interesse medico per i quali l’identificazione risultava impossibile a causa della completa assenza o presenza limitata, di spettri di riferimento all’interno della banca dati commerciale associata allo strumento. In particolare, tale scopo è stato raggiunto per i batteri appartenenti a spirochete del genere Borrelia e Leptospira, a miceti filamentosi (dermatofiti) e protozoi (Trichomonas vaginalis). Secondo scopo di questo studio è stato valutare il secondo approccio identificativo basato sulla ricerca di specifici marcatori per differenziare parassiti intestinali di interesse medico per i quali non è disponibile una banca dati commerciale di riferimento e la sua creazione risulterebbe particolarmente difficile e complessa, a causa della complessità del materiale biologico di partenza analizzato e del terreno di coltura nei quali questi protozoi sono isolati. Terzo ed ultimo scopo di questo studio è stata la valutazione dell’applicabilità della spettrometria di massa con tecnologia MALDI-TOF per lo studio delle resistenze batteriche ai carbapenemi. In particolare, è stato messo a punto un saggio di idrolisi dei carbapenemi rilevata mediante MALDI-TOF MS in grado di determinare indirettamente la produzione di carbapenemasi in Enterobacteriaceae. L’efficacia identificativa della metodica MALDI-TOF mediante l’approccio di comparazione degli spettri è stata dimostrata in primo luogo per batteri appartenenti al genere Borrelia. La banca dati commerciale dello strumento MALDI-TOF MS in uso presso il nostro laboratorio includeva solo 3 spettri di riferimento appartenenti alle specie B. burgdorferi ss, B. spielmani e B. garinii. L’implementazione del “database” con specie diverse da quelle già presenti ha permesso di colmare le lacune identificative dovute alla mancanza di spettri di riferimento di alcune tra le specie di Borrelia più diffuse in Europa (B. afzelii) e nel mondo (come ad esempio B. hermsii, e B. japonica). Inoltre l’implementazione con spettri derivanti da ceppi di riferimento di specie già presenti nel “database” ha ulteriormente migliorato l’efficacia identificativa del sistema. Come atteso, il ceppo di isolamento clinico di B. lusitaniae (specie non presente nel “database”) è stato identificato solo a livello di genere corroborando, grazie all’assenza di mis-identificazione, la robustezza della “nuova” banca dati. I risultati ottenuti analizzando i profili proteici di ceppi di Borrelia spp. di isolamento clinico, dopo integrazione del “database” commerciale, indicano che la tecnologia MALDI-TOF potrebbe essere utilizzata come rapida, economica ed affidabile alternativa ai metodi attualmente utilizzati per identificare ceppi appartenenti a questo genere. Analogamente, per il genere Leptospira dopo la creazione ex-novo della banca dati “home-made”, costruita con i 20 spettri derivati dai 20 ceppi di riferimento utilizzati, è stata ottenuta una corretta identificazione a livello di specie degli stessi ceppi ri-analizzati in un esperimento indipendente condotto in doppio cieco. Il dendrogramma costruito con i 20 MSP-Spectra implementati nella banca dati è formato da due rami principali: il primo formato dalla specie non patogena L. biflexa e dalla specie a patogenicità intermedia L. fainei ed il secondo che raggruppa insieme le specie patogene L. interrogans, L. kirschneri, L. noguchii e L. borgpetersenii. Il secondo gruppo è ulteriormente suddiviso in due rami, contenenti rispettivamente L. borgpetersenii in uno e L. interrogans, L. kirschneri e L. noguchii nell’altro. Quest’ultimo, a sua volta, è suddiviso in due rami ulteriori: il primo comprendente la sola specie L. noguchii, il secondo le specie L. interrogans e L. kirshneri non separabili tra loro. Inoltre, il dendrogramma costruito con gli MSP-Spectra dei ceppi appartenenti ai generi Borrelia e Leptospira acquisiti in questo studio, e appartenenti al genere Brachyspira (implementati in un lavoro precedentemente condotto) mostra tre gruppi principali separati tra loro, uno per ogni genere, escludendo possibili mis-identificazioni tra i 3 differenti generi di spirochete. Un’analisi più approfondita dei profili proteici ottenuti dall’analisi ha mostrato piccole differenze per ceppi della stessa specie probabilmente dovute ai diversi pattern proteici dei distinti sierotipi, come confermato dalla successiva analisi statistica, che ha evidenziato picchi sierotipo-specifici. È stato, infatti, possibile mediante la creazione di un modello statistico dedicato ottenere un “pattern” di picchi discriminanti in grado di differenziare a livello di sierotipo sia i ceppi di L. interrogans sia i ceppi di L. borgpetersenii saggiati, rispettivamente. Tuttavia, non possiamo concludere che i picchi discriminanti da noi riportati siano universalmente in grado di identificare il sierotipo dei ceppi di L. interrogans ed L. borgpetersenii; i picchi trovati, infatti, sono il risultato di un’analisi condotta su uno specifico pannello di sierotipi. È stato quindi dimostrato che attuando piccoli cambiamenti nei parametri standardizzati come l’utilizzo di un modello statistico e di un programma dedicato applicato nella routine diagnostica è possibile utilizzare la spettrometria di massa MALDI-TOF per una rapida ed economica identificazione anche a livello di sierotipo. Questo può significativamente migliorare gli approcci correntemente utilizzati per monitorare l’insorgenza di focolai epidemici e per la sorveglianza degli agenti patogeni. Analogamente a quanto dimostrato per Borrelia e Leptospira, l’implementazione della banca dati dello spettrometro di massa con spettri di riferimento di miceti filamentosi (dermatofiti) si è rilevata di particolare importanza non solo per l’identificazione di tutte le specie circolanti nella nostra area ma anche per l’identificazione di specie la cui frequenza nel nostro Paese è in aumento a causa dei flussi migratori dalla zone endemiche (M. audouinii, T. violaceum e T. sudanense). Inoltre, l’aggiornamento del “database” ha consentito di superare la mis-identificazione dei ceppi appartenenti al complesso T. mentagrophytes (T. interdigitale e T. mentagrophytes) con T. tonsurans, riscontrata prima dell’implementazione della banca dati commerciale. Il dendrogramma ottenuto dai 24 spettri implementati appartenenti a 13 specie di dermatofiti ha rivelato raggruppamenti che riflettono quelli costruiti su base filogenetica. Sulla base dei risultati ottenuti mediante sequenziamento della porzione della regione ITS del genoma fungino non è stato possibile distinguere T. interdigitale e T. mentagrophytes, conseguentemente anche gli spettri di queste due specie presentavano picchi dello stesso peso molecoalre. Da sottolineare che il dendrogramma costruito con i 12 profili proteici già inclusi nel database commerciale e con i 24 inseriti nel nuovo database non riproduce l’albero filogenetico per alcune specie del genere Tricophyton: gli spettri MSP già presenti nel database e quelli aggiunti delle specie T. interdigitale e T. mentagrophytes raggruppano separatamente. Questo potrebbe spiegare le mis-identificazioni di T. interdigitale e T. mentagrophytes con T. tonsurans ottenute prima dell’implementazione del database. L’efficacia del sistema identificativo MALDI-TOF è stata anche dimostrata per microrganismi diversi da batteri e funghi per i quali la metodica originale è stata sviluppata. Sebbene tale sistema identificativo sia stato applicato con successo a Trichomonas vaginalis è stato necessario apportare modifiche nei parametri standard previsti per l’identificazione di batteri e funghi. Le interferenze riscontrate tra i profili proteici ottenuti per i due terreni utilizzati per la coltura di questo protozoo e per i ceppi di T. vaginalis hanno, infatti, reso necessario l’utilizzo di nuovi parametri per la creazione degli spettri di riferimento (MSP-Spectra). L’importanza dello sviluppo del nuovo metodo risiede nel fatto che è possibile identificare sulla base del profilo proteico (e non sulla base di singoli marcatori) microorganismi cresciuti su terreni complessi che potrebbero presentare picchi nell'intervallo di peso molecolare utilizzato a scopo identificativo: metaboliti, pigmenti e nutrienti presenti nel terreno possono interferire con il processo di cristallizzazione e portare ad un basso punteggio identificativo. Per T. vaginalis, in particolare, la “sottrazione” di picchi dovuti a molecole riconducibili al terreno di crescita utilizzato, è stata ottenuta escludendo dall'identificazione l'intervallo di peso molecolare compreso tra 3-6 kDa, permettendo la corretta identificazione di ceppi di isolamento clinico sulla base del profilo proteico. Tuttavia, l’elevata concentrazione di parassita richiesta (105 trofozoiti/ml) per una corretta identificazione, difficilmente ottenibile in vivo, ha impedito l’identificazione di ceppi di T. vaginalis direttamente in campioni clinici. L’approccio identificativo mediante individuazione di specifici marcatori proteici (secondo approccio identificativo) è stato provato ed adottato in questo studio per l’identificazione e la differenziazione di ceppi di Entamoeba histolytica (ameba patogena) ed Entamoeba dispar (ameba non patogena), specie morfologiacamente identiche e distinguibili solo mediante saggi molecolari (PCR) aventi come bersaglio il DNA-18S, che codifica per l’RNA della subunità ribosomiale minore. Lo sviluppo di tale applicazione ha consentito di superare l’impossibilità della creazione di una banca dati dedicata, a causa della complessità del materiale fecale di partenza e del terreno di coltura impiagato per l’isolamento, e di identificare 5 picchi proteici in grado di differenziare E. histolytica da E. dispar. In particolare, l’analisi statistica ha mostrato 2 picchi specifici per E. histolytica e 3 picchi specifici per E. dispar. L’assenza dei 5 picchi discriminanti trovati per E. histolytica e E. dispar nei profili dei 3 differenti terreni di coltura utilizzati in questo studio (terreno axenico LYI-S-2 e terreno di Robinson con e senza E. coli) permettono di considerare questi picchi buoni marcatori in grado di differenziare le due specie. La corrispondenza dei picchi con il PM di due specifiche proteine di E. histolytica depositate in letteratura (Amoebapore A e un “unknown putative protein” di E. histolytica ceppo di riferimento HM-1:IMSS-A) conferma la specificità dei picchi di E. histolytica identificati mediante analisi MALDI-TOF MS. Lo stesso riscontro non è stato possibile per i picchi di E. dispar in quanto nessuna proteina del PM di interesse è presente in GenBank. Tuttavia, va ricordato che non tutte le proteine E. dispar sono state ad oggi caratterizzate e depositate in letteratura. I 5 marcatori hanno permesso di differenziare 12 dei 13 ceppi isolati da campioni di feci e cresciuti in terreno di Robinson confermando i risultati ottenuti mediante saggio di Real-Time PCR. Per un solo ceppo di isolamento clinico di E. histolytica l’identificazione, confermata mediante sequenziamento della porzione 18S-rDNA, non è stata ottenuta mediante sistema MALDI-TOF MS in quanto non sono stati trovati né i picchi corrispondenti a E. histolytica né i picchi corrispondenti a E. dispar. Per questo ceppo è possibile ipotizzare la presenza di mutazioni geno/fenotipiche a livello delle proteine individuate come marcatori specifici per E. histolytica. Per confermare questa ipotesi sarebbe necessario analizzare un numero maggiore di ceppi di isolamento clinico con analogo profilo proteico. L’analisi condotta a diversi tempi di incubazione del campione di feci positivo per E. histolytica ed E. dipar ha mostrato il ritrovamento dei 5 picchi discriminanti solo dopo 12 ore dall’inoculo del campione nel terreno iniziale di Robinson. Questo risultato suggerisce la possibile applicazione del sistema MALDI-TOF MS per identificare ceppi di isolamento clinico di E. histolytica ed E. dipar nonostante la presenza di materiale fecale che materialmente può disturbare e rendere difficile l’interpretazione dello spettro ottenuto mediante analisi MALDI-TOF MS. Infine in questo studio è stata valutata l’applicabilità della tecnologia MALDI-TOF MS come saggio fenotipico rapido per la determinazione di ceppi produttori di carbapenemasi, verificando l'avvenuta idrolisi del meropenem (carbapeneme di riferimento utilizzato in questo studio) a contatto con i ceppi di riferimento e ceppi di isolamento clinico potenzialmente produttori di carbapenemasi dopo la messa a punto di un protocollo analitico dedicato. Il saggio di idrolisi del meropenem mediante MALDI-TOF MS ha dimostrato la presenza o l’assenza indiretta di carbapenemasi nei 3 ceppi di riferimento e nei 1219 (1185 Enterobacteriaceae e 34 non-Enterobacteriaceae) ceppi di isolamento clinico inclusi nello studio. Nessuna interferenza è stata riscontrata per i ceppi di Enterobacteriaceae variamente resistenti ai tre carbapenemi ma risultati non produttori di carbapenemasi mediante i saggi fenotipici comunemente impiegati nella diagnostica routinaria di laboratorio: nessuna idrolisi del farmaco è stata infatti osservata al saggio di idrolisi mediante MALDI-TOF MS. In un solo caso (ceppo di K. pneumoniae N°1135) è stato ottenuto un profilo anomalo in quanto presenti sia i picchi del farmaco intatto che quelli del farmaco idrolizzato. Per questo ceppo resistente ai tre carbapenemi saggiati, negativo ai saggi fenotipici per la presenza di carbapenemasi, è stata dimostrata la presenza del gene blaKPC mediante Real-Time PCR. Per questo ceppo si può ipotizzare la presenza di mutazioni a carico del gene blaKPC che sebbene non interferiscano con il suo rilevamento mediante PCR (Real-Time PCR positiva), potrebbero condizionare l’attività della proteina prodotta (Saggio di Hodge modificato e Test di Sinergia negativi) riducendone la funzionalità come dimostrato, mediante analisi MALDI-TOF MS, dalla presenza dei picchi relativi sia all’idrolisi del farmaco sia dei picchi relativi al farmaco intatto. Questa ipotesi dovrebbe essere confermata mediante sequenziamento del gene blaKPC e successiva analisi strutturale della sequenza amminoacidica deducibile. L’utilizzo della tecnologia MALDI-TOF MS per la verifica dell’avvenuta idrolisi del maropenem è risultato un saggio fenotipico indiretto in grado di distinguere, al pari del test di Hodge modificato impiegato comunemente nella routine diagnostica in microbiologia, un ceppo produttore di carbapenemasi da un ceppo non produttore sia per scopi diagnostici che per la sorveglianza epidemiologica. L’impiego del MALDI-TOF MS ha mostrato, infatti, diversi vantaggi rispetto ai metodi convenzionali (Saggio di Hodge modificato e Test di Sinergia) impiegati nella routine diagnostica di laboratorio i quali richiedono personale esperto per l’interpretazione del risultato e lunghi tempi di esecuzione e di conseguenza di refertazione. La semplicità e la facilità richieste per la preparazione dei campioni e l’immediata acquisizione dei dati rendono questa tecnica un metodo accurato e rapido. Inoltre, il metodo risulta conveniente dal punto di vista economico, con un costo totale stimato di 1,00 euro per ceppo analizzato. Tutte queste considerazioni pongono questa metodologia in posizione centrale in ambito microbiologico anche nel caso del rilevamento di ceppi produttori di carbapenemasi. Indipendentemente dall’approccio identificativo utilizzato, comparato con i metodi convenzionali il MALDI-TOF MS conferisce in molti casi un guadagno in termini di tempo di lavoro tecnico (procedura pre-analititca per la preparazione dei campioni) e di tempo di ottenimento dei risultati (procedura analitica automatizzata). Questo risparmio di tempo si accentua quando sono analizzati in contemporanea un maggior numero di isolati. Inoltre, la semplicità e la facilità richieste per la preparazione dei campioni e l’immediata acquisizione dei dati rendono questo un metodo di identificazione accurato e rapido risultando più conveniente anche dal punto di vista economico, con un costo totale di 0,50 euro (materiale consumabile) per ceppo analizzato. I risultati ottenuti dimostrano che la spettrometria di massa MALDI-TOF sta diventando uno strumento importante in microbiologia clinica e sperimentale, data l’elevata efficacia identificativa, grazie alla disponibilità sia di nuove banche dati commerciali sia di aggiornamenti delle stesse da parte di diversi utenti, e la possibilità di rilevare con successo anche se in modo indiretto le antibiotico-resistenze.

Pseudoscalar susceptibilities and quark condensates: chiral restoration and lattice screening masses

We derive the formal Ward identities relating pseudoscalar susceptibilities and quark condensates in three-flavor QCD, including consistently the 77-n' sector and the U-A(1) anomaly. These identities are verified in the low-energy realization provided by ChPT, both in the standard SU(3) framework for the octet case and combining the use of the SU(3) framework and the large-Nc expansion of QCD to account properly for the nonet sector and anomalous contributions. The analysis is performed including finite temperature corrections as well as the calculation of U(3) quark condensates and all pseudoscalar susceptibilities, which together with the full set of Ward identities, are new results of this work. Finally, the Ward identities are used to derive scaling relations for pseudoscalar masses which explain the behavior with temperature of lattice screening masses near chiral symmetry restoration.

The masses of the neutron and donor star in the high-mass X-ray binary IGR J18027-2016

Aims. We report near-infrared observations of the supergiant donor to the eclipsing high mass X-ray binary pulsar IGR J18027-2016. We aim to determine its spectral type and measure its radial velocity curve and hence determine the stellar masses of the components. Methods. ESO/VLT observations of the donor utilising the NIR spectrograph ISAAC were obtained in the H and K bands. The multi-epoch H band spectra were cross-correlated with RV templates in order to determine a radial solution for the system. Results. The spectral type of the donor was confirmed as B0-1 I. The radial velocity curve constructed has a semi-amplitude of 23.8 ± 3.1 km s-1. Combined with other measured system parameters, a dynamically determined neutron star mass of 1.4  ±  0.2–1.6  ±  0.3 M⊙ is found. The mass range of the B0-B1 I donor was 18.6  ±  0.8–21.8  ±  2.4 M⊙. These lower and upper limits were obtained under the assumption that the system is viewed edge-on (i = 90° with β = 0.89) for the lower limit and the donor fills its Roche lobe (β = 1 with i = 73.1°) for the upper limit respectively.

The evolution and masses of the neutron star and donor star in the high mass X-ray binary OAO 1657−415

We report near-infrared radial velocity (RV) measurements of the recently identified donor star in the high mass X-ray binary (HMXB) system OAO 1657−415 obtained in the H band using ISAAC on the Very Large Telescope. Cross-correlation methods were employed to construct a RV curve with a semi-amplitude of 22.1 ± 3.5 km s−1. Combined with other measured parameters of this system it provides a dynamically determined neutron star (NS) mass of 1.42 ± 0.26 M⊙ and a mass of 14.3 ± 0.8 M⊙ for the Ofpe/WN9 highly evolved donor star. OAO 1657−415 is an eclipsing HMXB pulsar with the largest eccentricity and orbital period of any within its class. Of the 10 known eclipsing X-ray binary pulsars OAO 1657−415 becomes the ninth with a dynamically determined NS mass solution and only the second in an eccentric system. Furthermore, the donor star in OAO 1657−415 is much more highly evolved than the majority of the supergiant donors in other HMXBs, joining a small but growing list of HMXBs donors with extensive hydrogen depleted atmospheres. Considering the evolutionary development of OAO 1657−415, we have estimated the binding energy of the envelope of the mass donor and find that there is insufficient energy for the removal of the donor’s envelope via spiral-in, ruling out a common envelope evolutionary scenario. With its non-zero eccentricity and relatively large orbital period the identification of a definitive evolutionary pathway for OAO 1657−415 remains problematic, we conclude by proposing two scenarios which may account for OAO 1657−415 current orbital configuration.

Deriving the Dynamical Masses of Ultra-Luminous X-ray Sources with OSIRIS

Ultra Luminous X-ray Sources (ULXs) are extragalactic X-ray point sources with LX ∼ 1039 − 1041 erg s−1 discovered in the 80s with the Einstein satellite and confirmed as black hole X-ray binaries during the last decade. The nature of the compact object is highly controversial. They could be super-Eddington stellar-mass black holes or intermediate mass black holes. Deriving dynamical masses of the brightest ULXs, which can be done with OSIRIS, is the only way to find out the nature of the compact object.

Discontinuity spacing analysis in rock masses using 3D point clouds

The complete characterization of rock masses implies the acquisition of information of both, the materials which compose the rock mass and the discontinuities which divide the outcrop. Recent advances in the use of remote sensing techniques – such as Light Detection and Ranging (LiDAR) – allow the accurate and dense acquisition of 3D information that can be used for the characterization of discontinuities. This work presents a novel methodology which allows the calculation of the normal spacing of persistent and non-persistent discontinuity sets using 3D point cloud datasets considering the three dimensional relationships between clusters. This approach requires that the 3D dataset has been previously classified. This implies that discontinuity sets are previously extracted, every single point is labeled with its corresponding discontinuity set and every exposed planar surface is analytically calculated. Then, for each discontinuity set the method calculates the normal spacing between an exposed plane and its nearest one considering 3D space relationship. This link between planes is obtained calculating for every point its nearest point member of the same discontinuity set, which provides its nearest plane. This allows calculating the normal spacing for every plane. Finally, the normal spacing is calculated as the mean value of all the normal spacings for each discontinuity set. The methodology is validated through three cases of study using synthetic data and 3D laser scanning datasets. The first case illustrates the fundamentals and the performance of the proposed methodology. The second and the third cases of study correspond to two rock slopes for which datasets were acquired using a 3D laser scanner. The second case study has shown that results obtained from the traditional and the proposed approaches are reasonably similar. Nevertheless, a discrepancy between both approaches has been found when the exposed planes members of a discontinuity set were hard to identify and when the planes pairing was difficult to establish during the fieldwork campaign. The third case study also has evidenced that when the number of identified exposed planes is high, the calculated normal spacing using the proposed approach is minor than those using the traditional approach.