Mapping nucleosome position at single base-pair resolution by using site-directed hydroxyl radicals.

A base-pair resolution method for determining nucleosome position in vitro has been developed to com- plement existing, less accurate methods. Cysteaminyl EDTA was tethered to a recombinant histone octamer via a mutant histone H4 with serine 47 replaced by cysteine. When assembled into nucleosome core particles, the DNA could be cut site specifically by hydroxyl radical-catalyzed chain scission by using the Fenton reaction. Strand cleavage occurs mainly at a single nucleotide close to the dyad axis of the core particle, and assignment of this location via the symmetry of the nucleosome allows base-pair resolution mapping of the histone octamer position on the DNA. The positions of the histone octamer and H3H4 tetramer were mapped on a 146-bp Lytechinus variegatus 5S rRNA sequence and a twofold-symmetric derivative. The weakness of translational determinants of nucleosome positioning relative to the overall affinity of the histone proteins for this DNA is clearly demonstrated. The predominant location of both histone octamer and H3H4 tetramer assembled on the 5S rDNA is off center. Shifting the nucleosome core particle position along DNA within a conserved rotational phase could be induced under physiologically relevant conditions. Since nucleosome shifting has important consequences for chromatin structure and gene regulation, an approach to the thermodynamic characterization of this movement is proposed. This mapping method is potentially adaptable for determining nucleosome position in chromatin in vivo.

Heat shock induces a loss of rRNA-encoding DNA repeats in Brassica nigra.

Stress-induced mutations may play an important role in the evolution of plants. Plants do not sequester a germ line, and thus any stress-induced mutations could be passed on to future generations. We report a study of the effects of heat shock on genomic components of Brassica nigra Brassicaceae. Plants were submitted to heat stress, and the copy number of two nuclear-encoded single-copy genes, rRNA-encoding DNA (rDNA) and a chloroplast DNA gene, was determined and compared to a nonstressed control group. We determined whether genomic changes were inherited by examining copy number in the selfed progeny of control and heat-treated individuals. No effects of heat shock on copy number of the single-copy nuclear genes or on chloroplast DNA are found. However, heat shock did cause a statistically significant reduction in rDNA copies inherited by the F1 generation. In addition, we propose a DNA damage-reppair hypothesis to explain the reduction in rDNA caused by heat shock.

Molecular phylogeny of the extinct ground sloth Mylodon darwinii.

DNA was extracted from the remains of 35 ground sloths from various parts of North and South America. Two specimens of Mylodon darwinii, a species that went extinct at the end of the last glaciation, yielded amplifiable DNA. However, of the total DNA extracted, only approximately 1/1000 originated from the sloth, whereas a substantial part of the remainder was of bacterial and fungal origin. In spite of this, > 1100 bp of sloth mitochondrial rDNA sequences could be reconstructed from short amplification products. Phylogenetic analyses using homologous sequences from all extant edentate groups suggest that Mylodon darwinii was more closely related to the two-toed than the three-toed sloths and, thus, that an arboreal life-style has evolved at least twice among sloths. The divergence of Mylodon and the two-toed sloth furthermore allows a date for the radiation of armadillos, anteaters, and sloths to be estimated. This result shows that the edentates differ from other mammalian orders in that they contain lineages that diverged before the end of the Cretaceous Period.

The only essential function of TFIIIA in yeast is the transcription of 5S rRNA genes.

We have developed a system to transcribe the yeast 5S rRNA gene in the absence of the transcription factor TFIIIA. A long transcript was synthesized both in vitro and in vivo from a hybrid gene in which the tRNA-like promoter sequence of the RPR1 gene was fused to the yeast 5S RNA gene. No internal initiation directed by the endogenous 5S rDNA promoter or any processing of the hybrid transcript was observed in vitro. Yeast cells devoid of transcription factor TFIIIA, which, therefore, could not synthesize any 5S rRNA from the endogenous chromosomal copies of 5S rDNA, could survive if they carried the hybrid RPR1-5S construct on a multicopy plasmid. In this case, the only source of 5S rRNA was the precursor RPR1-5S transcript that gave rise to two RNA species slightly larger than wild-type 5S rRNA. This establishes that the only essential function of TFIIIA is to promote the synthesis of 5S rRNA. However, cells devoid of TFIIIA and surviving with these two RNAs grew more slowly at 30 degrees C compared with wild-type cells and were thermosensitive at 37 degrees C.

Distribution of the Ixodes ricinus-like ticks of eastern North America.

We analyzed the geographic distribution of the Ixodes ricinus-like ticks in eastern North America by comparing the mitochondrial 16S rDNA sequences of specimens sampled directly from the field during the 1990s. Two distinct lineages are evident. The southern clade includes ticks from the southeastern and middle-eastern regions of the United States. The range of the northern clade, which appears to have been restricted to the northeastern region until the mid-1900s, now extends throughout the northeastern and middle-eastern regions. These phyletic units correspond to northern and southern taxa that have previously been assigned specific status as Ixodes dammini and Ixodes scapularis, respectively. The expanding range of I. dammini appears to drive the present outbreaks of zoonotic disease in eastern North America that include Lyme disease and human babesiosis.

Molecular coevolution of mammalian ribosomal gene terminator sequences and the transcription termination factor TTF-I.

Both the DNA elements and the nuclear factors that direct termination of ribosomal gene transcription exhibit species-specific differences. Even between mammals--e.g., human and mouse--the termination signals are not identical and the respective transcription termination factors (TTFs) which bind to the terminator sequence are not fully interchangeable. To elucidate the molecular basis for this species-specificity, we have cloned TTF-I from human and mouse cells and compared their structural and functional properties. Recombinant TTF-I exhibits species-specific DNA binding and terminates transcription both in cell-free transcription assays and in transfection experiments. Chimeric constructs of mouse TTF-I and human TTF-I reveal that the major determinant for species-specific DNA binding resides within the C terminus of TTF-I. Replacing 31 C-terminal amino acids of mouse TTF-I with the homologous human sequences relaxes the DNA-binding specificity and, as a consequence, allows the chimeric factor to bind the human terminator sequence and to specifically stop rDNA transcription.

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.

Impacto da diversidade bacteriana sob a degradação clorotalonil no solo manejado com biochar

A diversidade microbiana é geralmente considerada por seu papel nos principais processos do ecossistema, tais como a decomposição da matéria orgânica e ciclos biogeoquímicos. No entanto, informações sobre o impacto da diversidade em funções menores, como degradação de xenobióticos são escassas. Nós estudamos a partir da abordagem da \'diluição para extinção\', o papel da diversidade sobre a capacidade da comunidade microbiana em degradar o fungicida clorotalonil (organoclorado). Também estudamos o comportamento da comunidade bacteriana após aplicação do pesticida no solo com e sem biochar. A diversidade microbiana do solo natural foi alterada artificialmente por diluição, constituindo um gradiente de diversidade (SN > 10-1 > 10-3 > 10-6), seguido pela inoculação em amostras de solo estéril e posterior reestruturação (15 dias). Após a reestruturação da comunidade, as amostras foram manejadas com biochar (1% m/m) e tratadas com a dose de campo do CHT. O comportamento da comunidade bacteriana foi estudo por PCR-DGGE e qPCR do gene 16S rDNA através de um experimento com molécula fria (não radiomarcada). Enquanto a capacidade de degradação do CHT foi estudada por radiorespirometria (14C-CHT). Inicialmente, a comunidade de bactérias foi influenciada pelo gradiente de diversidade obtido por diluição. A separação dos grupos bacterianos se mostrou bastante similar nos três primeiros períodos pré-aplicação do CHT (SN > 10-1 - 10-3 > 10-6), enquanto que no período de 15 dias, a dinâmica de grupos foi alterada (SN > 10-1 > 10-3 - 10-6). O fungicida e o biochar não exerceram efeitos na comunidade bacteriana no tempo zero (imediatamente após a aplicação), a modificação no perfil da comunidade foi atribuído à diluição. Nos períodos de 21 e 42 dias, o perfil comunidade bacteriana apresentou forte modificação. Os grupos bacterianos se mostraram mais dispersos quando considerado somente o CHT. Embora, a análise de ANOSIM indicou não haver diferença nas amostras com e sem biochar, sugerindo que o clorotalonil foi quem mais contribuiu na dispersão dos grupos bacterianos. No período de 42 d, a comunidade apresentou resposta positiva, sendo observado aumentos no número de bandas e no índice de Shannon em todos tratamentos. Isto possivelmente, devido a menor concentração do fungicida disponível na solução do solo, diminuindo assim, os efeitos deletérios sobre a comunidade. Os dados de qPCR não apresentaram alteração no número de copias do gene 16S rDNA em todos os tratamentos. A remoção da diversidade impactou fortemente a capacidade da comunidade bacteriana de degradar o clorotalonil. Apesar da capacidade de degradar não ter sido perdida, a mínima alteração na diversidade promoveu elevada redução na taxa de mineralização do CHT. A dissipação do CHT se mostrou rápida (D50 < 1 dia) em todos os tratamentos, além disso, a formação de 14C-resíduos não extraíveis foi constituiu um dos principais mecanismos de dissipação do CHT. A partir da degradação do fungicida, foram detectados três metabólitos. Conclui-se que a modificação por diluição da diversidade bacteriana promoveu impacto negativo na mineralização do clorotalonil. E que a formação de resíduos não extraíveis consistiu no principal mecanismo de dissipação do CHT em ambos solos.

List of size fractionated eukaryotic plankton community samples and associated metadata (Database W1)

The present data set provides an Excel file in a zip archive. The file lists 334 samples of size fractionated eukaryotic plankton community with a suite of associated metadata (Database W1). Note that if most samples represented the piconano- (0.8-5 µm, 73 samples), nano- (5-20 µm, 74 samples), micro- (20-180 µm, 70 samples), and meso- (180-2000 µm, 76 samples) planktonic size fractions, some represented different organismal size-fractions: 0.2-3 µm (1 sample), 0.8-20 µm (6 samples), 0.8 µm - infinity (33 samples), and 3-20 µm (1 sample). The table contains the following fields: a unique sample sequence identifier; the sampling station identifier; the Tara Oceans sample identifier (TARA_xxxxxxxxxx); an INDSC accession number allowing to retrieve raw sequence data for the major nucleotide databases (short read archives at EBI, NCBI or DDBJ); the depth of sampling (Subsurface - SUR or Deep Chlorophyll Maximum - DCM); the targeted size range; the sequences template (either DNA or WGA/DNA if DNA extracted from the filters was Whole Genome Amplified); the latitude of the sampling event (decimal degrees); the longitude of the sampling event (decimal degrees); the time and date of the sampling event; the device used to collect the sample; the logsheet event corresponding to the sampling event ; the volume of water sampled (liters). Then follows information on the cleaning bioinformatics pipeline shown on Figure W2 of the supplementary litterature publication: the number of merged pairs present in the raw sequence file; the number of those sequences matching both primers; the number of sequences after quality-check filtering; the number of sequences after chimera removal; and finally the number of sequences after selecting only barcodes present in at least three copies in total and in at least two samples. Finally, are given for each sequence sample: the number of distinct sequences (metabarcodes); the number of OTUs; the average number of barcode per OTU; the Shannon diversity index based on barcodes for each sample (URL of W4 dataset in PANGAEA); and the Shannon diversity index based on each OTU (URL of W5 dataset in PANGAEA).

(Table 2) Rate of reduction in cell size (apical length) and growth rate for seven Fragilariopsis kerguelensis strains sampled during POLARSTERN cruise ANT-XXI/3

The planktonic diatom Fragilariopsis kerguelensis plays an important role in the biogeochemical cycles of the Southern Ocean, where remains of its frustules form the largest deposit of biogenic silica anywhere in the world. We assessed the genetic identity of 26 strains, from cells collected at various sites in the Southern Ocean, using three molecular markers, LSU and ITS rDNA and rbcL. The LSU sequences were identical among the tested strains, ITS sequences were highly similar, and only one base pair difference was detected among the rbcL sequences. These results, together with a large number of successful mating experiments demonstrated that the strains belong to a single biological species. We investigated the mating system and life cycle traits of F. kerguelensis. Cell size diminished gradually in clonal strains. Gamete formation only occurred when strains of opposite mating type - within a cell size range of 7-36 µm - were mixed together. Two binucleate gametes were formed in each gametangium and gamete conjugation produced a zygote that had four nuclei and was surrounded by thin siliceous scales. Two out of the four nuclei subsequently degenerated and the zygote expanded to form an auxospore surrounded by a transverse and a longitudinal perizonium. Staining with the fluorochrome PDMPO provided for the first time a clear demonstration that the longitudinal perizonium is formed after auxospore expansion is complete. Initial cells produced within the mature auxospores were 78-101 µm in length. Various authors have shown that the average valve size of F. kerguelensis varies in sediment samples collected in regions and seasons with different primary production regimes and this parameter has thus been proposed as a biological proxy for palaeo-productivity. A better understanding of the life cycle of F. kerguelensis should help the design of future investigations aimed at testing the link between cell size distribution in the natural environment and the role that environmental factors might have in the regulation of population cell size.

First report of three Kudoa species from Eastern Australia: Kudoa thyrsites from Mahi mahi (Coryphaena hippurus), Kudoa amamiensis and Kudoa minithyrsites n. sp. from sweeper (Pempheris ypsilychnus)

Fish species around the world are parasitized by myxozoans of the genus Kudoa, several of which infect and cause damage of commercial importance. In particular, Kudoa thyrsites and Kudoa amamiensis infect certain cultured fish species causing damage to muscle tissue, making the fish unmarketable. Kudoa thyrsites has a broad host and geographic range infecting over 35 different fish species worldwide, while K. amamiensis has only been reported from a few species in Japanese waters. Through morphological and molecular analyses we have confirmed the presence of both of these parasites in eastern Australian waters. In addition, a novel Kudoa species was identified, having stellate spores, with one polar capsule larger than the other three. The SSU rDNA sequence of this parasite was 1.5% different from K. thyrsites and is an outlier from K. thyrsites representatives in a phylogenetic analysis. Furthermore, the spores of this parasite are distinctly smaller than those of K. thyrsites, and thus it is described as Kudoa minithyrsites n. sp. Although the potential effects of K. minithyrsites n. sp. on its fish hosts are unknown, both K. thyrsites and K. amamiensis are associated with flesh quality problems in some cultured species and may be potential threats to an expanding aquaculture industry in Australia.

Kinetic and phylogenetic characterization of an anaerobic dechlorinating microbial community

The reductive dechlorination (RD) of tetrachloroethene (PCE) to vinyl chloride (VC) and, to a lesser extent, to ethene (ETH) by an anaerobic microbial community has been investigated by studying the processes and kinetics of the main physiological components of the consortium. Molecular hydrogen, produced by methanol-utilizing acetogens, was the electron donor for the PCE RD to VC and ETH without forming any appreciable amount of other chlorinated intermediates and in the near absence of methanogenic activity. The microbial community structure of the consortium was investigated by preparing a 1 6S rDNA clone library and by fluorescence in situ hybridization (FISH). The PCR primers used in the clone library allowed the harvest of 16SrDNA from both bacterial and archaeal members in the community. A total of 616 clones were screened by RFLP analysis of the clone inserts followed by the sequencing of RFLP group representatives and phylogenetic analysis. The clone library contained sequences mostly from hitherto undescribed bacteria. No sequences similar to those of the known RD bacteria like 'Dehalococcoides ethenogenes' or Dehalobacter restrictus were found in the clone library, and none of these bacteria was present in the RD consortium according to FISH. Almost all clones fell into six previously described phyla of the bacterial domain, with the majority (56(.)6%) being deep-branching members of the Spirochaetes phylum. Other clones were in the Firmicutes phylum (18(.)5%), the Chloroflexi phylum (16(.)4%), the Bacteroidetes phylum (6(.)3%), the Synergistes genus (11(.)1%) and a lineage that could not be affiliated with existing phyla (11(.)1%). No archaeal clones were found in the clone library. Owing to the phylogenetic novelty of the microbial community with regard to previously cultured microorganisms, no specific microbial component(s) could be hypothetically affiliated with the RD phenotype. The predominance of Spirochaetes in the microbial consortium, the main group revealed by clone library analysis, was confirmed by FISH using a purposely developed probe.

Limitations of the widely used GAM42a and BET42a probes targeting bacteria in the Gammaproteobacteria radiation

The 23S rRNA-targeted probes GAM42a and BET42a provided equivocal results with the uncultured gammaproteobacterium 'Candidatus Competibacter phosphatis' where some cells bound GAM42a and other cells bound BET42a in fluorescence in situ hybridization (FISH) experiments. Probes GAM42a and BET42a span positions 1027-1043 in the 23S rRNAand differ from each other by one nucleotide at position 1033. Clone libraries were prepared from PCR products spanning the 16S rRNA genes, intergenic spacer region and 23S rRNA genes from two mixed cultures enriched in 'Candidatus C. phosphatis'. With individual clone inserts, the 16S rDNA portion was used to confirm the source organism as 'Candidatus C. phosphatis' and the 23S rDNA portion was used to determine the sequence of the GAM42a/BET42a probe target region. Of the 19 clones sequenced, 8 had the GAM42a probe target (T at position 1033) and 11 had G at position 1033, the only mismatch with GAM42a. However, none of the clones had the BET42a probe target (A at 1033). Non-canonical base-pairing between the 23S rRNA of 'Candidatus C. phosphatis' with G at position 1033 and GAM42a (G-A) or BET42a (G-T) is likely to explain the probing anomalies. A probe (GAM42_C1033) was optimized for use in FISH, targeting cells with G at position 1033, and was found to highlight not only some 'Candidatus C. phosphatis' cells, but also other bacteria. This demonstrates that there are bacteria in addition to 'Candidatus C. phosphatis' with the GAM42_C1033 probe target and not the BET42a or GAM42a probe target.

Phylogenetic and physiological characterization of a heterotrophic, chemolithoautotrophic Thiothrix strain isolated from activated sludge

The sheathed filamentous bacterium known as strain CT3, isolated by micromanipulation from an activated sludge treatment plant in Italy, is a member of the genus Thiothrix in the gamma-Proteobacteria according to 16S rDNA sequence analysis. The closest phylogenetic neighbours of strain CT3 are strains I and Q(T), which were also isolated from activated sludge and belong to the species Thiothrix fructosivorans. These strains have respectively 99.2 and 99.4 % similarity to CT3 by 16S rDNA sequence comparison. CT3 shows 63-67 % DNA-DNA hybridization with strain I, which is the only currently viable strain of T. fructosivorans. CT3 is the second strain in the genus Thiothrix that has been shown to be capable of growing autotrophically with reduced sulfur compounds as the sole energy source; autotrophy was also confirmed in strain I. The first reported chemolithoautotrophic isolate of this genus was a strain of 'Thiothrix ramosa' that was isolated from a hydrogen sulfide spring and is morphologically distinguishable from all other described strains of Thiothrix, including CT3. CT3 is an aerobic organism that is non-fermentative, not capable of denitrification and able to grow heterotrophically. Autotrophy in the genus Thiothrix should be investigated more fully to better define the taxonomy of this genus.

Symbiont diversity within the widespread Scleractinian coral Plesiastrea versipore across the northwestern Pacific

The molecular diversity of symbiotic dinoflagellates associated with the widespread western Pacific coral Plesiastrea versipora was explored in order to examine if associations between reef-building corals and symbiotic dinoflagellates change with environment. Several ribosomal DNA genes with different evolutionary rates were used.. including the large subunit (28S), the 5.8S region and the internal transcribed spacers (ITS). The phylogenetic analysis of the 28S and 5.8S rDNA regions indicated that a single endosymbiont species, highly related to one of the species of Symbiodinium in clade C (=Synbiodinium goreaui, Trench et Blank), associates with P. versipora along the Ryukyu Archipelago. The persistence of the same endosymbiont within P. versipora across this wide array of latitudes may be a result of such features as the Kuroshio Current, which brings tropical temperatures as far north as Honshu, Japan. Analysis of the faster evolving ITS rDNA region revealed significant genetic variability within endosymbionts from different populations. This variation was due to a high degree of interpopulation variability, based on the proportion of pairwise variation detected among the populations (0.95% approximately). By comparison with other studies, the results also indicate that some ITS1 haplotypes from P. versipora endosymbionts seem to be widely distributed within the western Pacific Ocean, ranging from the Great Barrier Reef to the northeast of the China Sea.