959 resultados para Genotyping by sequencing


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Parcela considerável de pacientes com distúrbios de crescimento não têm a causa de seus quadros clínicos estabelecida, incluindo aproximadamente 50% dos pacientes com diagnóstico clínico de síndrome de Silver−Russell (SRS) e 10-20% dos pacientes com síndrome de Beckwith-Wiedemann (BWS). O objetivo deste estudo foi investigar as causas genéticas e epigenéticas de distúrbios de crescimento, de etiologia desconhecida, numa contribuição para o entendimento de mecanismos que regulam o crescimento. O estudo compreendeu: (1) a investigação de microdesequilíbrios cromossômicos, por aCGH; (2) a análise do perfil de expressão alelo-específica de genes sujeitos a imprinting (IG), por pirossequenciamento (PSQ) ou sequenciamento de Sanger; (3) a investigação do padrão de metilação global em pacientes com restrição de crescimento, utilizando microarray de metilação. A casuística constituiu-se de 41 pacientes não aparentados, com distúrbios de crescimento, de etiologia desconhecida: (1) 25, com hipótese diagnóstica de SRS; (2) seis, com restrição de crescimento intrauterino e peso ao nascimento abaixo do 10º percentil, associados a outros sinais clínicos; (3) sete, com hipótese diagnóstica de BWS; e (4) três, com macrossomia pré-natal ou pós-natal, associada a outros sinais. A investigação de microdesequilíbrios cromossômicos foi realizada em 40 pacientes. Foram detectadas 58 variantes raras em 30/40 pacientes (75%): 40 foram consideradas provavelmente benignas (18 pacientes, 45%), 12, com efeito patogênico desconhecido (11 pacientes, 27,5%), duas, provavelmente patogênicas (um paciente, 2,5%) e quatro, patogênicas (três pacientes, 7,5%). Essas frequências são comparáveis àquelas descritas em estudos que investigaram CNV em grupos de pacientes com distúrbios de crescimento e outras alterações congênitas, incluindo SRS, e mostram a importância da investigação de microdesequilíbrios cromossômicos nesses pacientes. A diversidade dos microdesequilíbrios cromossômicos identificados é reflexo da heterogeneidade clínica das casuísticas. Neste estudo, muitos dos pacientes com hipótese diagnóstica de SRS e BWS apresentavam sinais clínicos atípicos, explicando a ausência neles das alterações (epi)genéticas que causam essas síndromes. A identificação de CNV características de outras síndromes reflete a sobreposição de sinais clínicos com BWS e SRS. A análise do perfil de expressão alelo-específica de IG foi realizada em um subgrupo de 18 pacientes com restrição de crescimento. Trinta IG com função em proliferação celular, crescimento fetal ou neurodesenvolvimento foram inicialmente selecionados. Após seleção de SNP transcritos com alta frequência na população, genotipagem de pacientes, genitores e indivíduos controle, determinação da expressão dos IG em sangue periférico e seu padrão de expressão (mono ou bialélico), 13 IG, expressos no sangue, tiveram a expressão alelo-específica avaliada, sete deles por PSQ e seis por sequenciamento de Sanger. Alterações no perfil de expressão de dois genes, de expressão normalmente paterna, foram detectadas em 4/18 pacientes (22%). Este estudo é o primeiro a utilizar pirossequenciamento e sequenciamento de Sanger na avaliação do perfil de expressão alelo-específica de IG, em pacientes com restrição de crescimento. Apesar de terem limitações, ambas as técnicas mostraram-se robustas e revelaram alterações de expressão alélica interessantes; entretanto, a relação dessas alterações com o quadro clínico dos pacientes permanece por esclarecer. A investigação da metilação global do DNA foi realizada em subgrupo de 21 pacientes com restrição de crescimento e em 24 indivíduos controle. Dois tipos de análise foram realizados: (1) análise diferencial de grupo e (2) análise diferencial individual. Na primeira análise, em que foi comparado o padrão de metilação do grupo de pacientes com quadro clínico sugestivo de SRS (n=16) com o do grupo controle (n=24), não houve indicação de hipo ou hipermetilação global no grupo SRS. Na segunda análise, foi comparado o padrão de metilação de cada um dos 21 pacientes com restrição de crescimento e dos 24 indivíduos controle, com o padrão de metilação do grupo controle. O número médio de CpG hipermetilados e de segmentos diferencialmente metilados (SDM) foi significativamente maior nos pacientes. Foram identificados 82 SDM hipermetilados, estando 57 associados a gene(s) (69,5%), em 16 pacientes, e 51 SDM hipometilados, 41 deles associados a gene(s) (80,4%), em 10 pacientes. A análise de ontologia genética dos 61 genes associados aos SDM hipo ou hipermetilados nos pacientes destacou genes que atuam no desenvolvimento e na morfogênese do sistema esquelético e de órgãos fetais, e na regulação da transcrição gênica e de processos metabólicos. Alterações de metilação em genes que atuam em processos de proliferação e diferenciação celulares e crescimento foram identificadas em 9/20 dos pacientes (45%), sugerindo implicação clínica. Não foi detectada alteração epigenética comum aos pacientes com diagnóstico clínico de SRS, explicável provavelmente pela heterogeneidade clínica. A investigação de metilação global, utilizando microarray, produziu novos dados que podem contribuir para a compreensão de mecanismos moleculares que influenciam o crescimento pré- e pós-natal. Na translocação aparentemente equilibrada - t(5;6)(q35.2;p22.3)dn, detectada em paciente com suspeita clínica de SRS, a interrupção de um gene, pela quebra no cromossomo 6, pode ser a causa do quadro clínico; alternativamente, a translocação pode ter impactado a regulação de genes de desenvolvimento localizados próximos aos pontos de quebra. A análise de expressão em sangue periférico mostrou que os níveis de cDNA do gene, interrompido pelo ponto de quebra da translocação, estavam reduzidos à metade. Além de sinais típicos da SRS, a paciente apresentava algumas características clínicas sugestivas de displasia cleidocraniana. Assim, a translocação t(5;6) pode ter alterado a interação de genes de desenvolvimento e seus elementos reguladores, levando à desregulação de sua expressão espaço-temporal, e resultando num fenótipo atípico, com características sobrepostas de mais de uma síndrome genética

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Os astrovírus são agentes virais associados com enteropatias e infecções extra-intestinais em aves, ocasionando prejuízos no desenvolvimento produtivo e saúde animal. Porém, são escassos os estudos no Brasil que visem a detecção e caracterização deste vírus com maior amplitude. Nesse contexto, detectaram-se e caracterizaram-se cepas de astrovírus a partir de 60 amostras fecais de aves procedentes de diferentes criações comerciais brasileiras (postura, corte e matrizes), mediante o emprego de uma reação PanAstrovírus como triagem inicial, que consistiu numa reação de RT-hemi-nested-PCR, visando a amplificação e posterior sequenciamento de um segmento parcial do gene RdRp (RNA polimerase dependente de RNA) do gene ORF1b, uma região gênica conservada entre todos os astrovírus. Subsequentemente, nas amostras positivas na triagem, realizou-se a amplificação, clonagem e sequenciamento do gene ORF2 codificante do capsídeo viral, analisado mediante análise filogenética. Os dados obtidos demonstraram uma frequência de infecção por astrovírus em 48,3% (29/60) das amostras analisadas. As espécies virais detectadas foram as seguintes: Avastrovírus 2 (Avian Nephritis Virus, ANV) em 72,4% (21/29), Chicken Astrovírus (CAstV) em 6,8% (2/29) e Avastrovírus 1 (Turkey Astrovírus tipo 1, TAstV-1) em 20,8% (6/29) das amostras positivas. O sequenciamento total do gene ORF2 foi possível em oito amostras (8/21) positivas a ANV, em uma amostra (1/6) positiva a TAstV-1 e uma amostra (1/2) positiva para CAstV. A análise deste gene revelou, nas sequências ANV, a presença de três genótipos bem diferenciados, segundo critérios do Astroviridae Study Group, sendo que um deles, agrupou-se dentro do genótipo 5. Além disso, quando analisado com sequências procedentes de outras regiões, as sequências deste estudo formaram seis clusters, dois deles, relacionados com sequências procedentes de Austrália e Reino Unido. O análise do ORF2 em CAstV, revelou também um agrupamento com cepas procedentes do Reino Unido. Já o análise da ORF2 de TAstV-1, revelou divergência genética com cepas isoladas em Estados Unidos, que foram as únicas sequências disponíveis no GenBank. O presente estudo traz a luz vários dados epidemiológicos concernentes aos astrovírus aviário de origem brasileira o que permitirá a realização de outros estudos relacionados a epidemiologia deste vírus, seus possíveis riscos potenciais em saúde pública e a adoção de medidas de controle direcionadas a este agente

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Introdução: O risco à saúde humana ocasionado pela contaminação biológica de águas captadas para abastecimento público é realçado pela ocorrência de surtos de doenças associadas aos protozoários Giardia e Cryptosporidium, que possuem baixas doses infecciosas e alta capacidade de sobrevivência no ambiente, além de serem capazes de resistir ao processo tradicional de desinfecção da água (cloração). Partindo-se da hipótese de que há um risco elevado de infecção por estes protozoários pela ingestão de água tratada por métodos convencionais e que fazem uso de mananciais superficiais impactados por contaminação biológica, resultando num possível incremento da incidência de diarréias, este estudo se propôs a verificar a ocorrência destes protozoários em águas captadas para abastecimento público no município de Cajamar-SP, caracterizar sua patogenicidade e avaliar o risco associado ao seu consumo através da água tratada. Métodos: Foram coletadas 48 amostras do ribeirão dos Cristais no ponto de captação da estação de tratamento de água, semanalmente, durante 12 meses (de 16/05/2013 a 21/05/2014). A detecção e a análise da concentração dos protozoários foram realizadas de acordo com Método 1623.1 da United States Environmental Protection Agency e a extração e caracterização dos espécies/genótipos de Giardia e Cryptosporidium foi realizada através metodologias moleculares e seqüenciamento. O risco de infecção pela ingestão de cistos de Giardia e oocistos de Cryptosporidium presentes na água tratada foi calculado usando a ferramenta da Avaliação Quantitativa do Risco Microbiológico, a partir dos dados de concentração dos patógenos obtidos pelo Método 1623.1, eficiência de remoção dos (oo)cistos durante o processo convencional de tratamento da água, modelo dose-resposta e taxa de ingestão diária de água para indivíduos menores de 5 anos e maiores de 21 anos. Resultados: Cistos de Giardia foram detectados em 83,3% das amostras (40/48), com concentrações variando desde o limite de detecção (<0,1) até 8,6 cistos/L. Oocistos de Cryptosporidium foram etectados em 37,5% das amostras (18/48), com concentrações variando desde o limite de detecção (<0,1) até 2 oocistos/L. As espécies/genótipos encontrados (Giardia intestinalis A e B e Cryptosporidium parvum e hominis) são característicos de contaminação antrópica e são frequentemente identificados em estudos epidemiológicos como responsáveis por surtos. A estimativa do risco anual de infecção por Giardia foi de 3,3x10-3 (IC95% 4,6x10-3) para crianças e de 11,5x10-3 (IC95% 13,3x10-3) para adultos, enquanto o risco por Cryptosporidium foi de 1,1x10-3 (IC95% 1,7x10-3) para crianças e de 3,9x10-3 (IC95% 5,0x10-3) para adultos. O incremento da incidência de diarréias foi observado no cenário de estudo após um acidente que resultou em transbordamento de esgotos não tratados no manancial, coincidindo com o aumento na detecção de (oo)cistos. Conclusão: Os resultados evidenciaram que a vulnerabilidade do ribeirão dos Cristais a contaminações biológicas pode culminar em um risco elevado de infecção e adoecimento por Giardia e Cryptosporidium através da ingestão de água tratada. Portanto, o caso é preocupante, tanto do ponto de vista do tratamento e abastecimento de água potável, quanto da degradação e contaminação do manancial, evidenciando a necessidade de se estabelecer medidas de intervenção direcionadas a promover a qualidade da água e garantir sua segurança

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Pochonia chlamydosporia is a worldwide-distributed soil fungus with a great capacity to infect and destroy the eggs and kill females of plant-parasitic nematodes. Additionally, it has the ability to colonize endophytically roots of economically-important crop plants, thereby promoting their growth and eliciting plant defenses. This multitrophic behavior makes P. chlamydosporia a potentially useful tool for sustainable agriculture approaches. We sequenced and assembled ∼41 Mb of P. chlamydosporia genomic DNA and predicted 12,122 gene models, of which many were homologous to genes of fungal pathogens of invertebrates and fungal plant pathogens. Predicted genes (65%) were functionally annotated according to Gene Ontology, and 16% of them found to share homology with genes in the Pathogen Host Interactions (PHI) database. The genome of this fungus is highly enriched in genes encoding hydrolytic enzymes, such as proteases, glycoside hydrolases and carbohydrate esterases. We used RNA-Seq technology in order to identify the genes expressed during endophytic behavior of P. chlamydosporia when colonizing barley roots. Functional annotation of these genes showed that hydrolytic enzymes and transporters are expressed during endophytism. This structural and functional analysis of the P. chlamydosporia genome provides a starting point for understanding the molecular mechanisms involved in the multitrophic lifestyle of this fungus. The genomic information provided here should also prove useful for enhancing the capabilities of this fungus as a biocontrol agent of plant-parasitic nematodes and as a plant growth-promoting organism.

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Retinitis pigmentosa (RP) is a group of progressive inherited retinal dystrophies that cause visual impairment as a result of photoreceptor cell death. RP is heterogeneous, both clinically and genetically making difficult to establish precise genotype–phenotype correlations. In a Spanish family with autosomal recessive RP (arRP), homozygosity mapping and whole-exome sequencing led to the identification of a homozygous mutation (c.358_359delGT; p.Ala122Leufs*2) in the ZNF408 gene. A screening performed in 217 additional unrelated families revealed another homozygous mutation (c.1621C>T; p.Arg541Cys) in an isolated RP case. ZNF408 encodes a transcription factor that harbors 10 predicted C2H2-type fingers thought to be implicated in DNA binding. To elucidate the ZNF408 role in the retina and the pathogenesis of these mutations we have performed different functional studies. By immunohistochemical analysis in healthy human retina, we identified that ZNF408 is expressed in both cone and rod photoreceptors, in a specific type of amacrine and ganglion cells, and in retinal blood vessels. ZNF408 revealed a cytoplasmic localization and a nuclear distribution in areas corresponding with the euchromatin fraction. Immunolocalization studies showed a partial mislocalization of the p.Arg541Cys mutant protein retaining part of the WT protein in the cytoplasm. Our study demonstrates that ZNF408, previously associated with Familial Exudative Vitreoretinopathy (FEVR), is a new gene causing arRP with vitreous condensations supporting the evidence that this protein plays additional functions into the human retina.

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Objective: In Southern European countries up to one-third of the patients with hereditary hemochromatosis (HH) do not present the common HFE risk genotype. In order to investigate the molecular basis of these cases we have designed a gene panel for rapid and simultaneous analysis of 6 HH-related genes (HFE, TFR2, HJV, HAMP, SLC40A1 and FTL) by next-generation sequencing (NGS). Materials and Methods: Eighty-eight iron overload Portuguese patients, negative for the common HFE mutations, were analysed. A TruSeq Custom Amplicon kit (TSCA, by Illumina) was designed in order to generate 97 amplicons covering exons, intron/exon junctions and UTRs of the mentioned genes with a cumulative target sequence of 12115bp. Amplicons were sequenced in the MiSeq instrument (IIlumina) using 250bp paired-end reads. Sequences were aligned against human genome reference hg19 using alignment and variant caller algorithms in the MiSeq reporter software. Novel variants were validated by Sanger sequencing and their pathogenic significance were assessed by in silico studies. Results: We found a total of 55 different genetic variants. These include novel pathogenic missense and splicing variants (in HFE and TFR2), a very rare variant in IRE of FTL, a variant that originates a novel translation initiation codon in the HAMP gene, among others. Conclusion: The merging of TSCA methodology and NGS technology appears to be an appropriate tool for simultaneous and fast analysis of HH-related genes in a large number of samples. However, establishing the clinical relevance of NGS-detected variants for HH development remains a hard-working task, requiring further functional studies.

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Recent episodes of mass mortalities in the Mediterranean Sea have been reported for the closely related marine sponges Ircinia fasciculata and I. variabilis, which live in sympatry. In this context, the assessment of the genetic diversity, bottlenecks and connectivity of these sponges has become urgent in order to evaluate the potential effects of mass mortalities on their latitudinal range. Our study aims to establish 1.) the genetic structure, connectivity, and signs of bottlenecks across the populations of I. fasciculata, and 2.) the hybridization levels between I. fasciculata and I. variabilis. To accomplish the first objective, 194 individuals of I. fasciculata from 12 locations across the Mediterranean were genotyped at 14 microsatellite loci. For the second objective, mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I sequences of 16 individuals from both species were analyzed along with genotypes at 12 microsatellite loci of 40 individuals coexisting in 3 Mediterranean populations. We detected strong genetic structure along the Mediterranean for I. fasciculata, with high levels of inbreeding in all locations and bottleneck signs in most locations. Oceanographic barriers like the Almeria-Oran front, North-Balearic front, and the Ligurian-Thyrrenian barrier seem to be impeding gene flow for I. fasciculata, adding population divergence to the pattern of isolation by distance derived from the low dispersal abilities of sponge larvae. Hybridization between both species occurred in some populations, which might be increasing genetic diversity and somewhat palliating the genetic loss caused by population decimation in I. fasciculata

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Includes bibliographical references.

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Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

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Although most of the Papua New Guinea highlands are too high for stable malaria transmission, local epidemics are a regular feature of the region. Few detailed descriptions of such epidemics are available, however. We describe the investigation of a malaria epidemic in the Obura Valley, Eastern Highlands Province, Papua New Guinea. Of the 244 samples examined by microscopy, 6.6% were positive for Plasmodium falciparum only, 9.4% were positive for Plasmodium vivax only, and 1.2% were mixed infections. MSP2 and MSP3alpha genotyping and AMA1 sequencing were used to determine the genetic variation present in a sample of P. falciparum and P. vivax infections. The P. vivax infections were found to be genetically highly diverse. In contrast, all P. falciparum samples were of a single genotype. This striking difference in genetic diversity suggests endemic, low-level local transmission for P. vivax but an outside introduction of P. falciparum as the most likely source of the epidemic.

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Human polyomaviruses JCV and BKV can cause several clinical manifestations in immunocompromised hosts, including progressive multifocal leukoencephalopathy (PML) and haemorrhagic cystitis. Molecular detection by polymerase chain reaction (PCR) is recognised as a sensitive and specific method for detecting human polyomaviruses in clinical samples. In this study, we developed a PCR assay using a single primer pair to amplify a segment of the VP1 gene of JCV and BKV. An enzyme linked amplicon hybridisation assay (ELAHA) using species-specific biotinylated oligonucleotide probes was used to differentiate between JCV and BKV. This assay (VP1-PCR-ELAHA) was evaluated and compared to a PCR assay targeting the human polyomavirus T antigen gene (pol-PCR). DNA sequencing was used to confirm the polyomavirus species identified by the VP1-PCR-ELAHA and to determine the subtype of each JCV isolate. A total of 297 urine specimens were tested and human polyomavirus was detected in 105 specimens (35.4%) by both PCR assays. The differentiation of JCV and BKV by the VP1-PCR-ELAHA showed good agreement with the results of DNA sequencing. Further, DNA sequencing of the JCV positive specimens showed the most prevalent JCV subtype in our cohort was 2a (27%) followed by 1b (20%), 1a (15%), 2c (14%), 4 (14%) and 2b (10%). The results of this study show that the VP1-PCR-ELAHA is a sensitive, specific and rapid method for detecting and differentiating human polyomaviruses JC and BK and is highly suitable for routine use in the clinical laboratory. (C) 2004 Wiley-Liss, Inc.

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Objective Hereditary hemochromatosis is a common autosomal recessive disorder of iron metabolism. Among Northern Europeans the carrier frequency is estimated to be I in 10, while up to 1 in 200 is affected by the disease. Arthropathy is one early clinical manifestation of this disease, but the articular features are often misdiagnosed. In this study the two frequent mutations of the HLA-linked hemochromatosis gene (HFE) were investigated, in a rheumatology clinic population. Methods Two hundred and six consecutive patients (mean age 57.7 years; 38 male/168 female) attending a rheumatology clinic over a period of 14 months were screened for HFE mutations (C282Y and H63D). All standard diagnostic procedures were used to identify the aetiology: of the arthropathy. Mutations were evaluated by separation on PAGE of digested PCR amplificates of DNA (by SnapI and Bcl-I, for C282Y and H63D, respectively) obtained from PBMCs. Results The C282Y and H63D allele frequencies were 4.5 and 12.8 inpatients with rheumatic diseases. Five patients were homozygote for H63D (2.4%), and one,for C282Y (0.5%). Five patients were compound heterozygous (2.4%). The observed C282Y allele frequency in rheumatic patients with undifferentiated arthritis was 12.9 and exceeded that of healthy subjects (p = 0.01). Conclusions Determination of the HFE genotype is clinically useful in patients with arthritis of unknown origin, to allow early diagnosis of hemochromatosis.

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Two bacterial strains, 2AC and 4BC, both capable of utilizing naphthalene-2-sulfonic acid (2-NSA) as a sole source of carbon, were isolated from activated sludges previously exposed to tannery wastewater. Enrichments were carried out in mineral salt medium (MSM) with 2-NSA as the sole carbon source. 16S rDNA sequencing analysis indicated that 2AC is an Arthrobacter sp. and 4BC is a Comamonas sp. Within 33 h, both isolates degraded 100% of 2-NSA in MSM and also 2-NSA in non-sterile tannery wastewater. The yield coefficient was 0.33 g biomass dry weight per gram of 2-NSA. A conceptual model, which describes the aerobic transformation of organic matter, was used for interpreting the biodegradation kinetics of 2-NSA. The half-lives for 2-NSA, at initial concentrations of 100 and 500 mg/l in MSM, ranged from 20 h (2AC) to 26 h (4BC) with lag-phases of 8 h (2AC) and 12 h (4BC). The carbon balance indicates that 75-90% of the initial TOC (total organic carbon) was mineralized, 5-20% remained as DOC (dissolved organic carbon) and 3-10% was biomass carbon. The principal metabolite of 2-NSA biodegradation (in both MSM and tannery wastewater) produced by Comamonas sp. 4BC had a MW of 174 and accounted for the residual DOC (7.0-19.0% of the initial TOC and 66% of the remaining TOC). Three to ten percent of the initial TOC (33% of the remaining TOC) was associated with biomass. The metabolite was not detected when Arthrobacter sp. 2AC was used, and a lower residual DOC and biomass carbon were recorded. This suggests that the two strains may use different catabolic pathways for 2-NSA degradation. The rapid biodegradation of 2-NSA (100 mg/l) added to non-sterile tannery wastewater (total 2-NSA, 105 mg/l) when inoculated with either Arthrobacter 2AC or Comamonas 4BC showed that both strains were able to compete with the indigenous microorganisms and degrade 2-NSA even in the presence of alternate carbon sources (DOC in tannery wastewater = 91 mg/l). The results provide information useful for the rational design of bioreactors for tannery wastewater treatment.

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The acetate-utilizing microbial consortium in a full-scale activated sludge process was investigated without prior enrichment using stable isotope probing (SIP). [C-13]acetate was used in SIP to label the DNA of the denitrifiers. The [C-13]DNA fraction that was extracted was subjected to a full-cycle rRNA analysis. The dominant 16S rRNA gene phylotypes in the C-13 library were closely related to the bacterial families Comamonadaceae and Rhodocyclaceae in the class Betaproteobacteria. Seven oligonucleotide probes for use in fluorescent in situ hybridization (FISH) were designed to specifically target these clones. Application of these probes to the sludge of a continuously fed denitrifying sequencing batch reactor (CFDSBR) operated for 16 days revealed that there was a significant positive correlation between the CFDSBR denitrification rate and the relative abundance of all probe-targeted bacteria in the CFDSBR community. FISH-microautoradiography demonstrated that the DEN581 and DEN124 probe-targeted cells that dominated the CFDSBR were capable of taking Up [C-14] acetate under anoxic conditions. Initially, DEN444 and DEN1454 probe-targeted bacteria also dominated the CFDSBR biomass, but eventually DEN581 and DEN124 probe-targeted bacteria were the dominant bacterial groups. All probe-targeted bacteria assessed in this study were denitrifiers capable of utilizing acetate as a source of carbon. The rapid increase in the number of organisms positively correlated with the immediate increase in denitrification rates observed by plant operators when acetate is used as an external source of carbon to enhance denitrification. We suggest that the impact of bacteria on activated sludge subjected to intermittent acetate supplementation should be assessed prior to the widespread use of acetate in the waste-water industry to enhance denitrification.

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Enhanced biological phosphorus removal (EBPR) performance is directly affected by the competition between polyphosphate accumulating organisms (PAOs) and glycogen accumulating organisms (GAOs). This study investigates the effects of carbon source on PAO and GAO metabolism. Enriched PAO and GAO cultures were tested with the two most commonly found volatile fatty acids (VFAs) in wastewater systems, acetate and propionate. Four sequencing batch reactors (SBRs) were operated under similar conditions and influent compositions with either acetate or propionate as the sole carbon source. The stimulus for selection of the PAO and GAO phenotypes was provided only through variation of the phosphorus concentration in the feed. The abundance of PAOs and GAOs was quantified using fluorescence in situ hybridisation (FISH). In the acetate fed PAO and GAO reactors, Candidatus Accumulibacter phosphatis (a known PAO) and Candidatus Competibacter phosphatis (a known GAO) were present in abundance. A novel GAO, likely belonging to the group of Alphaproteobacteria, was found to dominate the propionate fed GAO reactor. The results clearly show that there are some very distinctive differences between PAOs and GAOs in their ability to take up acetate and propionate. PAOs enriched with acetate as the sole carbon source were immediately able to take up propionate, likely at a similar rate as acetate. However, an enrichment of GAOs with acetate as the sole carbon source took up propionate at a much slower rate (only about 5% of the rate of acetate uptake on a COD basis) during a short-term switch in carbon source. A GAO enrichment with propionate as the sole carbon source took up acetate at a rate that was less than half of the propionate uptake rate on a COD basis. These results, along with literature reports showing that PAOs fed with propionate (also dominated by Accumulibacter) can immediately switch to acetate, suggesting that PAOs are more adaptable to changes in carbon source as compared to GAOs. This study suggests that the PAO and GAO competition could be influenced in favour of PAOs through the provision of propionate in the feed or even by regularly switching the dominant VFA species in the wastewater. Further study is necessary in order to provide greater support for these hypotheses. (c) 2005 Wiley Periodicals, Inc.