Mitochondrial genome evolution in fire ants (Hymenoptera: Formicidae).

BACKGROUND: Complete mitochondrial genome sequences have become important tools for the study of genome architecture, phylogeny, and molecular evolution. Despite the rapid increase in available mitogenomes, the taxonomic sampling often poorly reflects phylogenetic diversity and is often also biased to represent deeper (family-level) evolutionary relationships. RESULTS: We present the first fully sequenced ant (Hymenoptera: Formicidae) mitochondrial genomes. We sampled four mitogenomes from three species of fire ants, genus Solenopsis, which represent various evolutionary depths. Overall, ant mitogenomes appear to be typical of hymenopteran mitogenomes, displaying a general A+T-bias. The Solenopsis mitogenomes are slightly more compact than other hymentoperan mitogenomes (~15.5 kb), retaining all protein coding genes, ribosomal, and transfer RNAs. We also present evidence of recombination between the mitogenomes of the two conspecific Solenopsis mitogenomes. Finally, we discuss potential ways to improve the estimation of phylogenies using complete mitochondrial genome sequences. CONCLUSIONS: The ant mitogenome presents an important addition to the continued efforts in studying hymenopteran mitogenome architecture, evolution, and phylogenetics. We provide further evidence that the sampling across many taxonomic levels (including conspecifics and congeners) is useful and important to gain detailed insights into mitogenome evolution. We also discuss ways that may help improve the use of mitogenomes in phylogenetic analyses by accounting for non-stationary and non-homogeneous evolution among branches.

Bactericidal/permeability-increasing protein (BPI) and BPI homologs at mucosal sites.

At mucosal surfaces, we must co-exist with a high density of diverse microorganisms; therefore, protection against these occurs on multiple levels. Leukocyte- and epithelial derived-antimicrobial peptides and proteins (AMPs) comprise an essential component of immune defense. These molecules possess antibacterial, antifungal and signalling properties and probably contribute to defence and maintenance of homeostasis between the host and commensal microorganisms. Among these AMPs is bactericidal/permeability-increasing protein (BPI), an antimicrobial protein with potent endotoxin-neutralising activity, and several homologs. This review explores the roles of BPI and and its homologs at the mucosal interface. Congeners of BPI are under biopharmaceutical development as novel anti-infective agents, highlighting the potential therapeutic relevance of this protein family.

Impact de la prophylaxie hormonale sur les fractures du fémur proximal des femmes postménopausiques: une étude de simulation. [Impact of hormonal prevention on fractures of the proximal femur in postmenopausal women: a simulation study].

A simulation model of the effects of hormone replacement therapy (HRT) on hip fractures and their consequences is based on a population of 100,000 post-menopausal women. This cohort is confronted with literature derived probabilities of cancers (endometrium or breast, which are contra-indications to HRT), hip fracture, disability requiring nursing home or home care, and death. Administration of HRT for life prevents 55,5% of hip fractures, 22,6% of years with home care and 4,4% of years in nursing homes. If HRT is administered for 15 years, these results are 15,5%, 10% and 2,2%, respectively. A slight gain in life expectancy is observed for both durations of HRT. The net financial loss in the simulated population is 222 million Swiss Francs (cost/benefit ratio 1.25) for lifelong administration of HRT, and 153 million Swiss Francs (cost/benefit ratio 1.42) if HRT is administered during 15 years.

On the identity of the type species of the genus Telema (Araneae, Telemidae)

Telema tenella Simon, 1882, the type species of genus Telema, is the only species of family Telemidae reported from Europe and all other 39 congeners occur far from it. However, it has never been properly described. In this paper T. tenella is redescribed and illustrated.

Polychlorinated and polybrominated biphenyls

This volume of the IARC Monographs provides evaluations of the carcinogenicity of polychlorinated biphenyls and polybrominated biphenyls. Polychlorinated biphenyls are a class of aromatic compounds comprising 209 congeners, each containing 1 to 10 chlorine atoms attached to a biphenyl nucleus. Technical products, which were manufactured to obtain a certain degree of chlorination, are mixtures of numerous congeners. These products were widely used as dielectric fluid in capacitors and transformers, and to a lesser extent in building materials. Although their production and use has been banned in most countries, these compounds are ubiquitous environmental pollutants, including in polar regions and the deep ocean, because they are persistent and bioaccumulate. Worldwide monitoring programmes have shown that polychlorinated biphenyls are present in most samples of human milk. An IARC Monographs Working Group reviewed epidemiological evidence, animal bioassays, and mechanistic and other relevant data to reach conclusions as to the carcinogenic hazard to humans of polychlorinated biphenyls, of the subclass of dioxinlike polychlorinated biphenyls, and of polybrominated biphenyls.

Estudo do coeficiente de partição octanol-água de bifenilas policloradas (PCBs) utilizando parâmetros topológicos

A model based on chemical structure was developed for the accurate prediction of octanol/water partition coefficient (K OW) of polychlorinated biphenyls (PCBs), which are molecules of environmental interest. Partial least squares (PLS) was used to build the regression model. Topological indices were used as molecular descriptors. Variable selection was performed by Hierarchical Cluster Analysis (HCA). In the modeling process, the experimental K OW measured for 30 PCBs by thin-layer chromatography - retention time (TLC-RT) has been used. The developed model (Q² = 0,990 and r² = 0,994) was used to estimate the log K OW values for the 179 PCB congeners whose K OW data have not yet been measured by TLC-RT method. The results showed that topological indices can be very useful to predict the K OW.

Distribuição de compostos organoclorados nas águas e sedimentos da bacia do rio Piracicaba/SP - Brasil

The great utilization of synthetic and persistent xenobiotic cumulative compounds is the main causes of the deterioration of aquatic ecosystems. The one of objective of this work was the determination of the organochlorine levels in the Piracicaba river basin, situated at the center of São Paulo state. Four PCBs congeners, PCP and HCB were determined by GC-ECD in two different matrices: water and sediments. The pattern of the compound distribution indicated a dominance of PCP, HCB and PCB-200. The results indicated contamination in the sampling points located in Campinas, Piracicaba, Santa Bárbara d'Oeste and Sumaré cities.

Teores de carbamato de etila e outros componentes secundários em diferentes cachaças produzidas em três regiões do estado de Minas Gerais: Zona da mata, sul de minas e vale do jequitinhonha

Minas Gerais is the highest producer of handmade spirits. Research has been carried out aiming to contribute to progress. Thus, the goal of this work is to evaluate the quality of spirits in three different regions of Minas Gerais state. We analyzed ethyl carbamate, alcoholic grade, volatile acidity, higher alcohols, aldehyde, esters, methanol, furfural and copper. The values obtained for ethyl carbamate varied from undetectable to 643.5 µg L-1, with only one region not following the legislation (150 µg L-1). Most of the compounds in the spirits were present within the limits estabilished by the legislation.

Brazilian vodkas have undetectable levels of ethyl carbamate

While in Europe vodka is mainly derived from potatoes or cereals, a large proportion of Brazilian vodka is likely obtained from sugarcane, which contains ethyl carbamate (EC) precursors. EC, in addition to several other contaminants and congeners, were investigated in 32 samples of Brazilian vodka. All samples complied with the Brazilian regulations for congeners and contaminants, having EC content below 0.01 mg/L (detection limit). These results are probably related to the processing of vodka, in particular the use of extractive and rectifying stainless steel distillation columns, which allow the production of high strength spirits with low levels of congeners and contaminants.

Chemical profile of sugarcane spirits produced by double distillation methodologies in rectifying still

The objective of this study was to determine the chemical profile of sugarcane spirits produced by different double distillation methodologies in rectifying still. Fermented sugarcane juice was distilled in rectifying still according to three double distillation methodologies: the methodology used for cognac production; the methodology used for whisky production; and the 10-80-10 percentage composition methodology, referring to the volumes of head, heart and tail of the distillate fractions from the second distillation. For comparison purposes, a simple distilled spirit was also produced. The distillates were analyzed for concentrations of ethanol, copper, volatile acidity, furfural and hydroxymethylfurfural, aldehydes, esters, methanol and higher alcohols. The spirits were also evaluated on the sensory attributes of aroma, taste and preference. Compared to simple distillation, double distillation improved the chemical quality of the spirits, since it has reduced the concentrations of acids, aldehydes, esters, methanol, higher alcohols and, consequently, their coefficient of congeners. Regardless of the methodology employed, the double distillation improved the sensory quality of the spirits since they obtained higher sensory acceptance in relation to spirits produced by simple distillation. Among double distilled spirits, the one produced according to whisky methodology obtained the best scores from appraisers on the aroma and flavor parameters and it was also the most preferred.

Determination of acrolein, ethanol, volatile acidity, and copper in different samples of sugarcane spirits

Seventy-one samples of sugarcane spirits from small and average size stills produced in the northern and southern Minas Gerais (Brazil) were analyzed for acrolein using HPLC (High Performance Liquid Chromatography). Ethanol and copper concentrations and volatile acidity were also determined according to methods established by the Ministry of Agriculture, Livestock and Supply (MAPA). A total of 9.85% of the samples tested showed levels of acrolein above the legal limits, while the copper concentrations of 21.00% of the samples and the volatile acidity of 8.85% of the samples were higher than the limits established by the Brazilian legislation. The concentration of acrolein varied from 0 to 21.97 mg.100 mL-1 of ethanol. However, no significant difference at 5% of significance was observed between the samples produced in the northern and southern Minas Gerais. The method used for determination of acrolein in sugarcane spirits involved the formation of a derivative with 2,4-dinitrophenylhydrazine (2,4-DNPH) and subsequent analysis by HPLC.

Investigations into the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and polychlorinated biphenyls (PCBs) by capillary gas chromatography

Factors involved in the determination of PAHs (16 priority PAHs as an example) and PCBs (10 PCB congeners, representing 10 isomeric groups) by capillary gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC/MS, for PAHs) and electron capture detection (GC/ECD , for PCBs) were studied, with emphasis on the effect of solvent. Having various volatilities and different polarities, solvent studied included dichloromethane, acetonitrile, hexan e, cyclohexane, isooctane, octane, nonane, dodecane, benzene, toluene, p-xylene, o-xylene, and mesitylene. Temperatures of the capillary column, the injection port, the GC/MS interface, the flow rates of carrier gas and make-up gas, and the injection volume were optimized by one factor at a time method or simplex optimization method. Under the optimized conditions, both peak height and peak area of 16 PAHs, especially the late-eluting PAHs, were significantly enhanced (1 to 500 times) by using relatively higher boiling point solvents such as p-xylene and nonane, compared with commonly used solvents like benzene and isooctane. With the improved sensitivity, detection limits of between 4.4 pg for naphthalene and 30.8 pg for benzo[g,h,i]perylene were obtained when p-xylene was used as an injection solvent. Effect of solvent on peak shape and peak intensity were found to be greatly dependent on temperature parameters, especially the initial temperature of the capillary column. The relationship between initial temperature and shape of peaks from 16 PAHs and 10 PCBs were studied and compared when toluene, p-xylene, isooctane, and nonane were used as injection solvents. If a too low initial temperature was used, fronting or split of peaks was observed. On the other hand, peak tailing occurred at a too high initial column temperature. The optimum initial temperature, at which both peak fronting and tailing were avoided and symmetrical peaks were obtained, depended on both solvents and the stationary phase of the column used. On a methyl silicone column, the alkane solvents provided wider optimum ranges of initial temperature than aromatic solvents did, for achieving well-shaped symmetrical GC peaks. On a 5% diphenyl: 1% vinyl: 94% dimethyl polysiloxane column, when the aromatic solvents were used, the optimum initial temperature ranges for solutes to form symmetrical peaks were improved to a similar degree as those when the alkanes were used as injection solvents. A mechanism, based on the properties of and possible interactions among the analyte, the injection solvent, and the stationary phase of the capillary column, was proposed to explain these observations. The effect of initial temperature on peak height and peak area of the 16 PAHs and the 10 PCBs was also studied. The optimum initial temperature was found to be dependent on the physical properties of the solvent used and the amount of the solvent injected. Generally, from the boiling point of the solvent to 10 0C above its boiling point was an optimum range of initial temperature at which cthe highest peak height and peak area were obtained.

Analyse systématique de la relation entre l’exposition prénatale aux biphényles polychlorés et les effets neurodéveloppementaux et thyroïdiens chez l’enfant

Les biphényles polychlorés (BPC) sont des contaminants de l’environnement, omniprésents dans la chaîne alimentaire, qui ont une propension à la bioaccumulation dans le corps humain. Ils traversent la barrière placentaire et sont suspectés d’induire des altérations du développement mental ou moteur chez des enfants exposés aux BPC pendant la vie intrautérine. Ces effets s’expliqueraient notamment par la capacité des BPC à perturber l’homéostasie de la fonction thyroïdienne chez la femme enceinte ou le nouveau-né. Malgré le nombre considérable d’études épidémiologiques réalisées, la relation entre l’exposition prénatale aux BPC et les altérations du développement mental et moteur ou de la fonction thyroïdienne n’a pas encore été clairement établie ; d’une part, différents bioindicateurs de l’exposition ont été employés (différents congénères de BPC mesurés et différentes matrices biologiques ou unités de mesure) limitant la comparaison directe entre les études et, d’autre part, le lien de causalité entre les BPC et les effets ciblés n’a pas été vérifié avec des critères épidémiologiques reconnus. Cette étude a été réalisée afin d’analyser la relation « concentration biologique de BPC – effet » entre l'exposition aux BPC de la mère pendant la grossesse et le développement mental et moteur de l’enfant ainsi que les paramètres de la fonction thyroïdienne chez la femme enceinte et le nouveau-né à partir d’une analyse systématique des études épidémiologiques disponibles en standardisant les données biologiques entre les études. Sur la base de considérations toxicocinétiques et en appliquant des facteurs de conversion établis à partir de la littérature épidémiologique publiée, les concentrations des BPC rapportées dans les différentes études revues ont été standardisées en termes d’équivalent de BPC totaux par kilogramme de lipides dans le plasma maternel (µg PCBMPEQ/kg de lipides). Afin d’analyser la possibilité d’une association causale entre l’exposition aux BPC et les effets d’intérêt, les critères de Hill ont été appliqués systématiquement à l’ensemble des associations « concentrations biologiques standardisées – effet ciblés ». En appliquant cette approche aux données publiées de 20 études épidémiologiques sur la relation entre les BPC et le poids à la naissance, l’exposition prénatale aux BPC, aux niveaux décrits (moyenne < 1920 µg PCBMPEQ/kg de lipides), n’apparaît pas associée de manière significative à un poids à la naissance inférieur à 2500 g dans les populations étudiées. Par ailleurs, en considérant des études menées sur le suivi de neuf cohortes d’enfants, la probabilité qu’une altération cognitive ou motrice cliniquement significative, qui persiste entre la naissance et l’âge scolaire, soit observée à des concentrations de BPC totaux inférieures à 1000 µg PCBMPEQ/kg de lipides semble faible. Aussi, à partir de l’analyse systématique des données de 17 études épidémiologiques, l’exposition aux BPC aux niveaux standardisés décrits (moyenne < 1000 µg PCBMPEQ/kg de lipides) ne semble pas induire de variation des hormones thyroïdiennes ou de TSH en dehors des intervalles physiologiques reconnus chez la femme enceinte et le nouveau-né. Ainsi, la valeur biologique de référence établie à 1000 µg PCBMPEQ/kg de lipides pour prévenir les effets sur le développement devrait aussi prévenir les effets sur le poids à la naissance et la fonction thyroïdienne chez la femme enceinte ou le nouveau-né. Les résultats présentés dans cette thèse fournissent aux autorités de santé publique responsables de l’établissement de directives et des normes de l’information utile à la révision des critères sanitaires visant à protéger des effets des BPC sur le développement de l’enfant et la fonction thyroïdienne chez la femme enceinte et le nouveau-né.

Nouvelles stratégies pour l’analyse des cyanotoxines par spectrométrie de masse

Les cyanobactéries ont une place très importante dans les écosystèmes aquatiques et un nombre important d’espèces considéré comme nuisible de par leur production de métabolites toxiques. Ces cyanotoxines possèdent des propriétés très variées et ont souvent été associées à des épisodes d’empoisonnement. L’augmentation des épisodes d’efflorescence d’origine cyanobactériennes et le potentiel qu’ils augmentent avec les changements climatiques a renchéri l’intérêt de l’étude des cyanobactéries et de leurs toxines. Considérant la complexité chimique des cyanotoxines, le développement de méthodes de détection simples, sensibles et rapides est toujours considéré comme étant un défi analytique. Considérant ces défis, le développement de nouvelles approches analytiques pour la détection de cyanotoxines dans l’eau et les poissons ayant été contaminés par des efflorescences cyanobactériennes nuisibles a été proposé. Une première approche consiste en l’utilisation d’une extraction sur phase solide en ligne couplée à une chromatographie liquide et à une détection en spectrométrie de masse en tandem (SPE-LC-MS/MS) permettant l’analyse de six analogues de microcystines (MC), de l’anatoxine (ANA-a) et de la cylindrospermopsine (CYN). La méthode permet une analyse simple et rapide et ainsi que la séparation chromatographique d’ANA-a et de son interférence isobare, la phénylalanine. Les limites de détection obtenues se trouvaient entre 0,01 et 0,02 μg L-1 et des concentrations retrouvées dans des eaux de lacs du Québec se trouvaient entre 0,024 et 36 μg L-1. Une deuxième méthode a permis l’analyse du b-N-méthylamino-L-alanine (BMAA), d’ANA-a, de CYN et de la saxitoxine (STX) dans les eaux de lac contaminés. L’analyse de deux isomères de conformation du BMAA a été effectuée afin d’améliorer la sélectivité de la détection. L’utilisation d’une SPE manuelle permet la purification et préconcentration des échantillons et une dérivatisation à base de chlorure de dansyle permet une chromatographie simplifiée. L’analyse effectuée par LC couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution (HRMS) et des limites de détections ont été obtenues entre 0,007 et 0,01 µg L-1. Des échantillons réels ont été analysés avec des concentrations entre 0,01 et 0,3 µg L-1 permettant ainsi la confirmation de la présence du BMAA dans les efflorescences de cyanobactéries au Québec. Un deuxième volet du projet consiste en l’utilisation d’une technologie d’introduction d’échantillon permettant des analyses ultra-rapides (< 15 secondes/échantillons) sans étape chromatographique, la désorption thermique à diode laser (LDTD) couplée à l’ionisation chimique à pression atmosphérique (APCI) et à la spectrométrie de masse (MS). Un premier projet consiste en l’analyse des MC totales par l’intermédiaire d’une oxydation de Lemieux permettant un bris de la molécule et obtenant une fraction commune aux multiples congénères existants des MC. Cette fraction, le MMPB, est analysée, après une extraction liquide-liquide, par LDTD-APCI-MS/MS. Une limite de détection de 0,2 µg L-1 a été obtenue et des concentrations entre 1 et 425 µg L-1 ont été trouvées dans des échantillons d’eau de lac contaminés du Québec. De plus, une analyse en parallèle avec des étalons pour divers congénères des MC a permis de suggérer la possible présence de congénères ou d’isomères non détectés. Un deuxième projet consiste en l’analyse directe d’ANA-a par LDTD-APCI-HRMS pour résoudre son interférence isobare, la phénylalanine, grâce à la détection à haute résolution. La LDTD n’offre pas de séparation chromatographique et l’utilisation de la HRMS permet de distinguer les signaux d’ANA-a de ceux de la phénylalanine. Une limite de détection de 0,2 µg L-1 a été obtenue et la méthode a été appliquée sur des échantillons réels d’eau avec un échantillon positif en ANA-a avec une concentration de 0,21 µg L-1. Finalement, à l’aide de la LDTD-APCI-HRMS, l’analyse des MC totales a été adaptée pour la chair de poisson afin de déterminer la fraction libre et liée des MC et comparer les résultats avec des analyses conventionnelles. L’utilisation d’une digestion par hydroxyde de sodium précédant l’oxydation de Lemieux suivi d’une purification par SPE a permis d’obtenir une limite de détection de 2,7 µg kg-1. Des échantillons de poissons contaminés ont été analysés, on a retrouvé des concentrations en MC totales de 2,9 et 13,2 µg kg-1 comparativement aux analyses usuelles qui avaient démontré un seul échantillon positif à 2 µg kg-1, indiquant la possible présence de MC non détectés en utilisant les méthodes conventionnelles.

Polimorfismos del gen Butirilcolinesterasa responsables de reacciones adversas en pacientes consumidores de “cocaína”

La butirilcolinesterasa humana (BChE; EC 3.1.1.8) es una enzima polimórfica sintetizada en el hígado y en el tejido adiposo, ampliamente distribuida en el organismo y encargada de hidrolizar algunos ésteres de colina como la procaína, ésteres alifáticos como el ácido acetilsalicílico, fármacos como la metilprednisolona, el mivacurium y la succinilcolina y drogas de uso y/o abuso como la heroína y la cocaína. Es codificada por el gen BCHE (OMIM 177400), habiéndose identificado más de 100 variantes, algunas no estudiadas plenamente, además de la forma más frecuente, llamada usual o silvestre. Diferentes polimorfismos del gen BCHE se han relacionado con la síntesis de enzimas con niveles variados de actividad catalítica. Las bases moleculares de algunas de esas variantes genéticas han sido reportadas, entre las que se encuentra las variantes Atípica (A), fluoruro-resistente del tipo 1 y 2 (F-1 y F-2), silente (S), Kalow (K), James (J) y Hammersmith (H). En este estudio, en un grupo de pacientes se aplicó el instrumento validado Lifetime Severity Index for Cocaine Use Disorder (LSI-C) para evaluar la gravedad del consumo de “cocaína” a lo largo de la vida. Además, se determinaron Polimorfismos de Nucleótido Simple (SNPs) en el gen BCHE conocidos como responsables de reacciones adversas en pacientes consumidores de “cocaína” mediante secuenciación del gen y se predijo el efecto delos SNPs sobre la función y la estructura de la proteína, mediante el uso de herramientas bio-informáticas. El instrumento LSI-C ofreció resultados en cuatro dimensiones: consumo a lo largo de la vida, consumo reciente, dependencia psicológica e intento de abandono del consumo. Los estudios de análisis molecular permitieron observar dos SNPs codificantes (cSNPs) no sinónimos en el 27.3% de la muestra, c.293A>G (p.Asp98Gly) y c.1699G>A (p.Ala567Thr), localizados en los exones 2 y 4, que corresponden, desde el punto de vista funcional, a la variante Atípica (A) [dbSNP: rs1799807] y a la variante Kalow (K) [dbSNP: rs1803274] de la enzima BChE, respectivamente. Los estudios de predicción In silico establecieron para el SNP p.Asp98Gly un carácter patogénico, mientras que para el SNP p.Ala567Thr, mostraron un comportamiento neutro. El análisis de los resultados permite proponer la existencia de una relación entre polimorfismos o variantes genéticas responsables de una baja actividad catalítica y/o baja concentración plasmática de la enzima BChE y algunas de las reacciones adversas ocurridas en pacientes consumidores de cocaína.