Deletion of Yeast p24 Genes Activates the Unfolded Protein Response

Yeast cells lacking a functional p24 complex accumulate a subset of secretory proteins in the endoplasmic reticulum (ER) and increase the extracellular secretion of HDEL-containing ER residents such as Kar2p/BiP. We report that a loss of p24 function causes activation of the unfolded protein response (UPR) and leads to increased KAR2 expression. The HDEL receptor (Erd2p) is functional and traffics in p24 deletion strains as in wild-type strains, however the capacity of the retrieval pathway is exceeded. Other conditions that activate the UPR and elevate KAR2 expression also lead to extracellular secretion of Kar2p. Using an in vitro assay that reconstitutes budding from the ER, we detect elevated levels of Kar2p in ER-derived vesicles from p24 deletion strains and from wild-type strains with an activated UPR. Silencing the UPR by IRE1 deletion diminished Kar2p secretion under these conditions. We suggest that activation of the UPR plays a major role in extracellular secretion of Kar2p.

Removing symbiotic Wolbachia bacteria specifically inhibits oogenesis in a parasitic wasp

Wolbachia are bacteria that live in the cells of various invertebrate species to which they cause a wide range of effects on physiology and reproduction. We investigated the effect of Wolbachia infection in the parasitic wasp, Asobara tabida Nees (Hymenoptera, Braconidae). In the 13 populations tested, all individuals proved to be infected by Wolbachia. The removal of Wolbachia by antibiotic treatment had a totally unexpected effect—aposymbiotic female wasps were completely incapable of producing mature oocytes and therefore could not reproduce. In contrast, oogenesis was not affected in treated Asobara citri, a closely related species that does not harbor Wolbachia. No difference between natural symbiotic and cured individuals was found for other adult traits including male fertility, locomotor activity, and size, indicating that the effect on oogenesis is highly specific. We argue that indirect effects of the treatments used in our study (antibiotic toxicity or production of toxic agents) are very unlikely to explain the sterility of females, and we present results showing a direct relationship between oocyte production and Wolbachia density in females. We conclude that Wolbachia is necessary for oogenesis in these A. tabida strains, and this association would seem to be the first example of a transition from facultative to obligatory symbiosis in arthropod–Wolbachia associations.

Allele-Dependent Barley Grain β-Amylase Activity1

The wild ancestor of cultivated barley, Hordeum vulgare subsp. spontaneum (K. Koch) A. & Gr. (H. spontaneum), is a source of wide genetic diversity, including traits that are important for malting quality. A high β-amylase trait was previously identified in H. spontaneum strains from Israel, and transferred into the backcross progeny of a cross with the domesticated barley cv Adorra. We have used Southern-blot analysis and β-amy1 gene characterization to demonstrate that the high β-amylase trait in the backcross line is co-inherited with the β-amy1 gene from the H. spontaneum parent. We have analyzed the β-amy1 gene organization in various domesticated and wild-type barley strains and identified three distinct β-amy1 alleles. Two of these β-amy1 alleles were present in modern barley, one of which was specifically found in good malting barley cultivars. The third allele, linked with high grain β-amylase activity, was found only in a H. spontaneum strain from the Judean foothills in Israel. The sequences of three isolated β-amy1 alleles are compared. The involvement of specific intron III sequences, in particular a 126-bp palindromic insertion, in the allele-dependent expression of β-amylase activity in barley grain is proposed.

Regulation of SOS mutagenesis by proteolysis.

DNA damage-inducible mutagenesis in Escherichia coli is largely dependent upon the activity of the UmuD (UmuD') and UmuC proteins. The intracellular level of these proteins is tightly regulated at both the transcriptional and the posttranslational levels. Such regulation presumably allows cells to deal with DNA damage via error-free repair pathways before being committed to error-prone pathways. We have recently discovered that as part of this elaborate regulation, both the UmuD and the UmuC proteins are rapidly degraded in vivo. We report here that the enzyme responsible for their degradation is the ATP-dependent serine protease, Lon. In contrast, UmuD' (the posttranslational product and mutagenically active form of UmuD) is degraded at a much reduced rate by Lon, but is instead rapidly degraded by another ATP-dependent protease, ClpXP. Interestingly, UmuD' is rapidly degraded by ClpXP only when it is in a heterodimeric complex with UmuD. Formation of UmuD/UmuD' heterodimers in preference to UmuD' homodimers therefore targets UmuD' protein for proteolysis. Such a mechanism allows cells to reduce the intracellular levels of the mutagenically active Umu proteins and thereby return to a resting state once error-prone DNA repair has occurred. The apparent half-life of the heterodimeric UmuD/D' complex is greatly increased in the clpX::Kan and clpP::Kan strains and these strains are correspondingly rendered virtually UV non-mutable. We believe that these phenotypes are consistent with the suggestion that while the UmuD/D' heterodimer is mutagenically inactive, it still retains the ability to interact with UmuC, and thereby precludes the formation of the mutagenically active UmuD'2C complex.

Molecular evidence that the asexual industrial fungus Trichoderma reesei is a clonal derivative of the ascomycete Hypocrea jecorina.

The relationship of the important cellulase producing asexual fungus Trichoderma reesei to its putative teleomorphic (sexual) ancestor Hypocrea jecorina and other species of the Trichoderma sect. Longibrachiatum was studied by PCR-fingerprinting and sequence analyses of the nuclear ribosomal DNA region containing the internal transcribed spacers (ITS-1 and ITS-2) and the 5.8S rRNA gene. The differences in the corresponding ITS sequences allowed a grouping of anamorphic (asexual) species of Trichoderma sect. Longibrachiatum into Trichoderma longibrachiatum, Trichoderma pseudokoningii, and Trichoderma reesei. The sexual species Hypocrea schweinitzii and H. jecorina were also clearly separated from each other. H. jecorina and T. reesei exhibited identical sequences, suggesting close relatedness or even species identity. Intraspecific and interspecific variation in the PCR-fingerprinting patterns supported the differentiation of species based on ITS sequences, the grouping of the strains, and the assignment of these strains to individual species. The variations between T. reesei and H. jecorina were at the same order of magnitude as found between all strains of H. jecorina, but much lower than the observed interspecific variations. Identical ITS sequences and the high similarity of PCR-fingerprinting patterns indicate a very close relationship between T. reesei and H. jecorina, whereas differences of the ITS sequences and the PCR-fingerprinting patterns show a clear phylogenetic distance between T. reesei/H. jecorina and T. longibrachiatum. T. reesei is considered to be an asexual, clonal line derived from a population of the tropical ascomycete H. jecorina.

Long-circulating bacteriophage as antibacterial agents.

The increased prevalence of multidrug-resistant bacterial pathogens motivated us to attempt to enhance the therapeutic efficacy of bacteriophages. The therapeutic application of phages as antibacterial agents was impeded by several factors: (i) the failure to recognize the relatively narrow host range of phages; (ii) the presence of toxins in crude phage lysates; and (iii) a lack of appreciation for the capacity of mammalian host defense systems, particularly the organs of the reticuloendothelial system, to remove phage particles from the circulatory system. In our studies involving bacteremic mice, the problem of the narrow host range of phage was dealt with by using selected bacterial strains and virulent phage specific for them. Toxin levels were diminished by purifying phage preparations. To reduce phage elimination by the host defense system, we developed a serial-passage technique in mice to select for phage mutants able to remain in the circulatory system for longer periods of time. By this approach we isolated long-circulating mutants of Escherichia coli phage lambda and of Salmonella typhimurium phage P22. We demonstrated that the long-circulating lambda mutants also have greater capability as antibacterial agents than the corresponding parental strain in animals infected with lethal doses of bacteria. Comparison of the parental and mutant lambda capsid proteins revealed that the relevant mutation altered the major phage head protein E. The use of toxin-free, bacteria-specific phage strains, combined with the serial-passage technique, may provide insights for developing phage into therapeutically effective antibacterial agents.

Genetic variation in vulnerability to the behavioral effects of neonatal hippocampal damage in rats.

We explored how two independent variables, one genetic (i.e., specific rat strains) and another environmental (i.e., a developmental excitotoxic hippocampal lesion), contribute to phenotypic variation. Sprague-Dawley (SD), Fischer 344 (F344), and Lewis rats underwent two grades of neonatal excitotoxic damage: small and large ventral hippocampal (SVH and LVH) lesions. Locomotion was tested before puberty [postnatal day 35 (P35)] and after puberty (P56) following exposure to a novel environment or administration of amphetamine. The behavioral effects were strain- and lesion-specific. As shown previously, SD rats with LVH lesions displayed enhanced spontaneous and amphetamine-induced locomotion as compared with controls at P56, but not at P35. SVH lesions in SD rats had no effect at any age. In F344 rats with LVH lesions, enhanced spontaneous and amphetamine-induced locomotion appeared early (P35) and was exaggerated at P56. SVH lesions in F344 rats resulted in a pattern of effects analogous to LVH lesions in SD rats--i.e., postpubertal onset of hyperlocomotion (P56). In Lewis rats, LVH lesions had no significant effect on novelty- or amphetamine-induced locomotion at any age. These data show that the degree of genetic predisposition and the extent of early induced hippocampal defect contribute to the particular pattern of behavioral outcome. These results may have implications for modeling interactions of genetic and environmental factors involved in schizophrenia, a disorder characterized by phenotypic heterogeneity, genetic predisposition, a developmental hippocampal abnormality, and vulnerability to environmental stress.

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.

Extratos de Ascophyllum nodosum no tratamento de sementes de milho e soja: avaliações fisiológicas e moleculares

A obtenção de uma lavoura com população adequada de plantas depende da utilização de diferentes práticas agronômicas, estando o sucesso condicionado ao uso de sementes de boa qualidade. No entanto, a semeadura dificilmente é realizada em condições ideais o que resulta em problemas na emergência das plantas. Grande é a procura por alternativas que melhorem a germinação e o desenvolvimento inicial dos cultivos resultando em uniformidade de emergência, garantindo o estande e culminando em produção. O tratamento de sementes com agroquímicos fitossanitários é uma solução parcial no combate de agentes fitopatológicos e pragas, mas poucas são as soluções adotadas para melhorar o desenvolvimento vegetal inicial, que pode levar a desuniformidade e falhas no estande gerando prejuízos econômicos. Os extratos de algas já demonstraram em diversos estudos sua eficiência no desenvolvimento vegetal quando aplicados em plantas. Porém poucos são os estudos voltados para os efeitos dos extratos de algas na germinação e emergência. Assim, o intuito deste trabalho foi testar o extrato comercial de Ascophyllum nodosum, e diferentes fracionamentos do mesmo, no tratamento de sementes de soja e milho. Avaliou-se o efeito de diferentes doses no desenvolvimento das plântulas e as doses de melhor resposta foram utilizadas no tratamento de sementes de soja a fim de associar as respostas obtidas à expressão gênica de 9 genes relacionados ao processo germinativo em 24 e 48h de embebição. Sementes de soja tratadas com o extrato comercial resultaram em plântulas menos desenvolvidas o que pode estar relacionado ao alto teor de sais contidos no produto. O tratamento com as demais frações favoreceu o desenvolvimento das plântulas, principalmente o desenvolvimento radicular. Sementes de milho tratadas não apresentaram desenvolvimento tão satisfatório quanto as sementes de soja tratadas. A análise da expressão gênica relativa demonstrou que o tratamento com frações do extrato comercial é capaz de regular algumas vias do metabolismo hormonal, como a isopentenil transferase e a GA20 oxidase 2, e do catabolismo de reservas, como a acil-CoA oxidase. Em condições ótimas, o tratamento de sementes de soja com frações do extrato comercial de A. nodosum favoreceu o desenvolvimento inicial das plântulas de soja, no entanto não ocasionou grandes alterações no desenvolvimento de milho. Este estudo demonstrou a possibilidade de utilização de frações do extrato de A. nodosum no favorecimento do desenvolvimento inicial de plântulas de soja. Maiores estudos são necessários quanto às respostas em campo e na atenuação de estresses para viabilizar seu uso como um bioestimulante em sementes.

Efeito do substrato e das condições de tratamento do fermento sobre a fermentação etanólica contaminada com leveduras Saccharomyces cerevisiae selvagens e Lactobacillus fermentum

Pouco se sabe sobre o efeito do substrato e a interação entre as leveduras selvagens e bactérias do gênero Lactobacillus na fermentação alcoólica, pois os estudos tem se concentrado na avaliação dos efeitos da contaminação por um ou outro contaminante separadamente. Diante disso, este trabalho teve como objetivos estudar o efeito do substrato e das condições de tratamento do fermento sobre as fermentações contaminadas com ambos os micro-organismos, leveduras S. cerevisiae selvagens (três linhagens apresentando colônias rugosas e células dispostas em pseudohifas) e Lactobacillus fermentum, tendo a linhagem industrial de S. cerevisiae PE-2 como levedura do processo. Foram realizadas fermentações em batelada em mosto de caldo e de melaço, sem reciclo e com reciclo celular, utilizando tanto a cultura pura da linhagem PE-2 quanto as culturas mistas com as linhagens rugosas e ou L. fermentum. Foram avaliadas modificações no tratamento ácido do fermento, visando o controle do crescimento dos contaminantes sem afetar a levedura do processo. Em seguida, foram conduzidas fermentações contaminadas e não contaminadas submetidas ao tratamento ácido combinado com adição de etanol, tanto em caldo quanto em melaço, utilizando-se PE-2, uma das linhagens rugosas e L. fermentum. A atividade da invertase extracelular foi também avaliada em ambos os substratos para os micro-organismos estudados, em condições de crescimento. Concluiu-se que o tipo de substrato de fermentação, caldo de cana ou melaço, influenciou o desempenho da linhagem industrial PE-2 assim como afetou o desenvolvimento das contaminações com as leveduras rugosas S. cerevisiae na presença ou ausência da bactéria L. fermentum, em fermentações sem reciclo celular. O efeito da contaminação foi mais evidente quando se utilizou caldo de cana do que melaço como substrato, no caso da contaminação com leveduras rugosas, e o inverso no caso da contaminação com L. fermentum. O efeito da contaminação sobre a eficiência fermentativa foi maior na presença da levedura rugosa do que com a bactéria, e a contaminação dupla (tanto com a levedura rugosa quanto com a bactéria) não teve efeito maior sobre a eficiência fermentativa do que a contaminação simples, por um ou por outro micro-organismo isoladamente, especialmente na fermentação em batelada com reciclo celular, independentemente do substrato. Nas fermentações com reciclo de células, o efeito do substrato foi menos evidente. O controle do crescimento das linhagens rugosas pode ser realizado modificando o tratamento ácido normalmente realizado na indústria, seja pela adição de etanol à solução ácida ou pelo abaixamento do pH, dependendo da linhagem rugosa. O tratamento combinado baixo pH (2,0) + 13% etanol afetou a fisiologia da linhagem industrial, trazendo prejuízos à fermentação com reciclo celular, com pequeno controle sobre o crescimento da levedura rugosa e causando morte celular à L. fermentum. A diferença na atividade invertásica entre as linhagens rugosas e industrial de S. cerevisiae pode ser a responsável pela fermentação lenta apresentada pelas linhagens rugosas quando presentes na fermentação, sendo não significativa a influência do substrato sobre a atividade dessa enzima.

What Does Globalization Have to Do with the Erosion of Welfare States? Sorting Out the Issues. CES Germany & Europe Working Papers, No. 07.5, 1996

Is it really true that the economic processes described as globalization are eroding West European and North Ameri­ can welfare states (WS) ? This paper is a first step in a project aimed at answering the question. Focusing on conflict­ ing arguments about the economic mechanisms which generate pressures on WS, it groups them into three answers to the title question: globalization has everything, nothing, or something to do with it. Tentatively concluding that the third answer, that domestic and international economic mechanisms do interact in specific ways to strain WS, it sets the stage for the second stage of the project. That is to analyze the political mechanisms shaping the policy re­ sponses to those strains and perhaps themselves contributing to those strains. To expore the issues to be addressed in this second step. a brief preliminary exploration of recent social policy patterns suggests that domestic political fac­ tors go a long way toward explaining them without much recourse to globalization, especially in the U.S. but also, if to a lesser extent, in Western Europe.

Future-Proofing: Seeking Resilience in the Historic Built Environment

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-06

Emergence of community-acquired methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) infection in Queensland, Australia

Objectives: To investigate the incidence and epidemiology of non-multiresistant methicillin-resistant Staphylococcus aureus (nmMRSA) infection in south-east Queensland, Australia. Study design: A retrospective survey was done of hospital records of all patients who had non-multiresistant MRSA isolated at Ipswich Hospital (a 250-bed general hospital, 40 km south-west of Brisbane, Queensland, Australia) between March 2000 and June 2001. Laboratory typing of these isolates was done with antibiogram, pulsed-field gel electrophoresis, bacteriophage typing and coagulase gene typing. Results: There were 44 infections caused by nmMRSA. Seventeen infections (39%) occurred in patients from the south-west Pacific Islands (predominantly Samoa, Tonga and New Zealand). Laboratory typing showed that the isolates in Pacific Islanders were Pacific Island strains, and 16/17 of these infections were community acquired. Twenty-three infections (52%) occurred in Caucasians. Eleven of the isolates from Caucasians (48%) were a new predominantly community-acquired strain that we have termed the ‘R’ pulsotype, nine (39%) were Pacific Island strains, and three (13%) were health care institution-associated strains. Four infections occurred in patients who were not Caucasians or Pacific Islanders. Overall, 34 of all 44 infections (77%) were community' acquired. Conclusions: Non-multiresistant MRSA infection, relatively frequently observed in Pacific Islanders in south-east Queensland, is now a risk for Caucasians as well, and is usually community acquired. Clinicians should consider taking microbiological specimens for culture and antimicrobial susceptibility testing in patients with suspected staphylococcal infections who are not responding to empirical therapy with β-lactam antibiotics.

Cyclization of pyrrhocoricin retains structural elements crucial for the antimircobial activity of the native peptide

Pyrrhacoricin is a naturally occurring antimicrobial peptide from the European fire bug Pyrrhocoris apterus. It has submicromolar activity against a range of Gram-negative bacterial strains and has created recent interest as a lead for the development of novel antibiotic compounds. In this study, we have used NMR spectroscopy to determine the solution structures of pyrrhocoricin and a synthetic macrocyclic derivative that has improved in vivo pharmaceutical properties. Native pyrrhocoricin is largely disordered in solution, but there is evidence of a subpopulation with ordered turn regions over residues 2-5, 4-7, and 16-19. The macrocyclic derivative incorporates a nine amino acid linker joining the N- and C-termini, which does not adversely affect the antimicrobial potency but leads to a broader spectrum of activity. The NMR data suggest that the turn conformations in the cyclic derivative are similar to those in the native form, thus implicating them in the biological function. (C) 2004 Wiley Periodicals, Inc.

Global changes in gene expression observed at the transition from growth to stationary phase in Listeria monocytogenes ScottA batch culture

Listeria monocytogenes is a food-borne Gram-positive bacterium that is responsible for a variety of infections (worldwide) annually. The organism is able to survive a variety of environmental conditions and stresses, however, the mechanisms by which L. monocytogenes adapts to environmental change are yet to be fully elucidated. An understanding of the mechanism(s) by which L. monocytogenes survives unfavourable environmental conditions will aid in developing new food processing methods to control the organism in foodstuffs. We have utilized a proteomic approach to investigate the response of L. monocytogenes batch cultures to the transition from exponential to stationary growth phase. Proteomic analysis showed that batch cultures of L. monocytogenes perceived stress and began preparations for stationary phase much earlier (approximately A(600) = 0.75, mid-exponential) than predicted by growth characteristics alone. Global analysis of the proteome revealed that the expression levels of more than 50% of all proteins observed changed significantly over a 7-9 h period during this transition phase. We have highlighted ten proteins in particular whose expression levels appear to be important in the early onset of the stationary phase. The significance of these findings in terms of functionality and the mechanistic picture are discussed.