Influência do LPS e do zinco na interação mãe e filhote

O comportamento materno consiste em um conjunto de mudanças comportamentais e fisiológicas, exercidas pelos indivíduos adultos em torno dos indivíduos reprodutivamente imaturos, garantindo sua sobrevivência e a propagação de sua espécie. A interação mãe e filhote é tida tipicamente como simbiótica. Os filhotes quando separados da mãe sinalizam para serem recolhidos através de dicas olfativas, visuais e da vocalização que representa uma forma de comunicação filhote e mãe. O modelo de febre clássico e amplamente empregado envolve a utilização do lipopolissacarídeo (LPS), principal componente da parede celular de bactérias Gram-Negativas. Além da febre, as infecções apresentam uma cadeia de respostas não especificas do hospedeiro que se sabe estarem envolvidos em muitas das funções vitais, incluindo a resposta imune estas incluem a hipozinquemia. Sendo assim, fêmeas virgens, gestantes e lactantes receberam LPS (100 µg/kg, i.p.) e foram tratadas com zinco (2 mg/kg, s.c.) O peso corporal, consumo de água, ração, e a temperatura corporal foram medidas por noventa e seis horas, duas horas após a administração do LPS. No quinto dia de lactação foram observados o comportamento maternal, a atividade geral em campo aberto e a vocalização ultrassônica nos filhotes. No dia do desmame os filhotes dessas fêmeas receberam um desafio com LPS (50 µg/kg, i.p.) e duas horas após a administração, foram observados a atividade geral em campo aberto, e o burst e fagocitose de neutrófilos. Observamos que: 1) Em ratas virgens, gestantes e lactantes, a exposição ao LPS e o tratamento com zinco modificou de forma específica a temperatura e peso corporal, consumo de água e ração e a atividade geral observadas em campo aberto; 2) No período de lactação, houve redução da latência para busca do primeiro filhote. Na prole das fêmeas lactantes verificou-se que: 3) Houve alteração no padrão de vocalização dos filhotes; 4) houve alteração na atividade geral observada em campo aberto e no burst e fagocitose de neutrófilos no vigésimo primeiro dia pós natal, após um desafio com a endotoxina, Assim, os resultados indicam que a administração de LPS e o tratamento com zinco têm seus efeitos modulados conforme o estágio fisiológico em que a fêmea se encontra, e interfere com a interação mãe/filhote, resultando em efeitos de curto e longo prazo sobre o comportamento dos filhotes. A partir deste trabalho, a possibilidade da exposição de mães à endotoxina bacteriana e da modulação de seus efeitos pelo zinco programar as respostas inflamatórias dos filhos torna-se factível

Clonagem molecular, expressão, purificação e caracterização estrutural da endoglucanase de Trichoderma harzianum visando o desenvolvimento de coquetéis enzimáticos para a produção de etanol lignocelulósico

O aumento na demanda mundial por energia, a perspectiva de encolhimento dos recursos energéticos e a preocupação global com a questão ambiental, despertaram o interesse por fontes alternativas de energia. A biomassa lignocelulósica é abundante e de baixo custo, com potencial para complementar a produção em larga escala de combustíveis. A degradação das moléculas constituintes da parede celular à açúcares fermentescíveis e então à etanol, ocorre através da hidrólise enzimática da biomassa. Contudo, a utilização de enzimas para esse fim encontra-se em estágio exploratório e representa um gargalo na implementação de tecnologias de etanol 2G em escala industrial, desencadeando a busca de celulases bioquimicamente mais ativas, estáveis e economicamente viáveis. O presente trabalho visou a caracterização da endoglucanase I do fungo Trichoderma harzianum, e para isso foi realizada expressão, ensaios bioquímicos e biofísicos do domínio catalítico (ThCel7B-CCD) e da proteína inteira (ThCel7B-full). A enzima exibiu um perfil acidofílico, com atividade ótima em pH 3,0 a 55°C. A proteína também se mostrou capaz de hidrolisar uma variedade de substratos, sendo a maior atividade hidrolítica em β-glucano (75 U mg-1). Ao analisar a estabilidade térmica medida a 55°C em pH 5, a atividade residual manteve-se intacta por mais de 2 meses. Outra característica relevante foi o elevado grau de sinergismo entre ThCel7B e ThCel7A. Análises de microscopia eletrônica de flocos de aveia submetidas à hidrólise com ThCel7B evidenciaram os efeitos de degradação do substrato em relação às amostras controle. O conjunto desses resultados, além de importante para a compreensão do mecanismo molecular de ThCel7B e de outras endoglucanases da família GH7, também revelou uma enzima de interesse biotecnológicos uma vez que o comportamento ácido e sua estabilidade térmica são características relevantes para aplicações industriais sob condições extremamente ácidas.

Otimização do método lignina brometo de acetila na determinação do teor de lignina em plantas forrageiras e comparação com os métodos lignina detergente ácido e lignina Klason

Técnicas analíticas empregadas para a quantificação do teor de lignina em plantas forrageiras, atualmente em uso, são questionáveis quanto às suas acurácias. O método lignina detergente ácido (LDA), que é um dos métodos mais utilizado em Ciência Animal e Agronomia, apresenta algumas falhas, particularmente devido à parcial solubilização da lignina durante a preparação da fibra em detergente ácido (FDA). A lignina Klason (LK), outro método muito usado, apresenta o inconveniente de mensurar a proteína da parede celular como sendo lignina. Em ambos os procedimentos recomenda-se também mensurar cinzas nos resíduos de lignina. A quantificação da concentração de lignina pelo método espectrofotométrico lignina brometo de acetila (LBA) vem ganhando interesse de pesquisadores no Brasil e no exterior. Nesta metodologia, a lignina da planta contida na preparação parede celular (PC) é solubilizada numa solução a 25% de brometo de acetila em ácido acético e a absorbância mensurada é com luz UV a 280 nm. O valor da absorbância é inserido numa equação de regressão e a concentração de lignina é obtida. Para que esta técnica analítica seja mais aceita pelos pesquisadores, ela deve ser, obviamente, convincente e atrativa. O presente trabalho analisou alguns parâmetros relacionados à LBA em 7 gramíneas e 6 leguminosas, em dois estádios de maturidade. Dentre as diferentes temperaturas de pré-secagem, os resultados indicaram que os procedimentos de 55°C com ventilação e liofilização podem ser utilizados com a mesma eficácia. As temperaturas de 55°C sem ventilação e 80°C sem ventilação não são recomendadas, pois aumentaram os valores de FDA e LDA, possivelmente devido ao surgimento de artefatos de técnica como os compostos de Maillard. No método LBA os valores menores das amostras de leguminosas chamaram a atenção e colocaram em questão se a lignina destas plantas seria menos solúvel no reagente brometo de acetila. Dentre algumas alterações na metodologia da técnica LBA, a utilização do moinho de bolas (para diminuir o tamanho particular) nas amostras de PC não mostrou efeito; a hipótese era melhorar a solubilização da lignina usando partículas menores. O uso de um ultrasonicador, que aumenta a vibração das moléculas e assim, facilitaria a solubilização da lignina no reagente brometo de acetila, melhorou a solubilização da lignina em cerca de 10%, tanto nas gramíneas como nas leguminosas. Foi acoplado um ensaio biológico como referência, a degradabilidade in vitro da matéria seca (DIVMS); e como a lignina está intimamente associada à estrutura fibrosa da parede celular, também foi feito um ensaio de degradabilidade in vitro da fibra em detergente neutro (DIVFDN). Os resultados confirmaram o efeito da maturidade, reduzindo a degradabilidade nas plantas mais maduras, e que o teor de lignina de leguminosas é realmente inferior ao de gramíneas. Os resultados de degradabilidade apresentaram coeficientes de correlação mais elevados com o método LBA, quando foi empregada a técnica do ultrasom; o método LK mostrou os menores coeficientes. Também testou-se, com sucesso, a utilização da FDN, como preparação fibrosa, ao invés de PC. A razão é simples: enquanto que a FDN é amplamente conhecida, a preparação PC não o é. Inquestionável que esta manobra facilitará substancialmente a divulgação desse método, tornando-a mais aceitável pela comunidade científica

Análise de metabólitos e proteínas totais em folhas de Eucalyptus grandis durante a infecção por Puccinia psidii

Os mecanismos moleculares envolvidos na resistência de plantas contra patógenos são um tema bastante discutido no meio acadêmico, sendo o objetivo maior dos estudos a diminuição das perdas de produtividade provocadas por doenças em plantações do mundo todo. Muitos modelos de interação patógeno-hospedeiro foram propostos e desenvolvidos priorizando plantas e culturas de rápido desenvolvimento com ciclo de vida curto. Espécies de ciclo longo, porém, devem lidar durante anos - ao menos até a idade reprodutiva - contra o ataque de bactérias, fungos e vírus, sem contar, nesse meio tempo, com recombinações genéticas e mutações que tornariam possível o escape contra as moléstias causadas por microrganismos. Assim, como alternativa aos modelos usuais, o presente trabalho estudou um diferente par de antagonistas: Eucalyptus grandis e Puccinia psidii. Apesar da contribuição de programas de melhoramento genético, o patossistema E. grandis X P. psidii ainda é pouco descrito no nível molecular, havendo poucos estudos sobre os processos e as moléculas que agem de forma a conferir resistência às plantas. Assim, buscando o melhor entendimento da relação entre E. grandis X P. psidii, o presente trabalho estudou a mudança dos perfis de proteínas e metabólitos secundários ocorrida nos tecidos foliares de plantas resistentes e susceptíveis durante a infecção pelo patógeno, com o auxílio da técnica de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas. Os resultados obtidos indicam que as plantas resistentes percebem a presença do patógeno logo nas primeiras horas pós-infecção, produzindo proteínas ligadas à imunidade (HSP90, ILITYHIA, LRR Kinase, NB-ARC disease resistance protein). Essa percepção desencadeia a produção de proteínas de parede celular e de resposta oxidativa, além de modificar o metabolismo primário e secundário. As plantas susceptíveis, por outro lado, têm o metabolismo subvertido, produzindo proteínas responsáveis pelo afrouxamento da parede celular, beneficiando a absorção de nutrientes, crescimento e propagação de P. psidii. No trabalho também são propostos metabólitos biomarcadores de resistência, moléculas biomarcadoras de resposta imune e sinais da infecção por patógeno em E. grandis.

The Trk Potassium Transporter Is Required for RsmB-Mediated Activation of Virulence in the Phytopathogen Pectobacterium wasabiae

Pectobacterium wasabiae (previously known as Erwinia carotovora) is an important plant pathogen that regulates the production of plant cell wall-degrading enzymes through an N-acyl homoserine lactone-based quorum sensing system and through the GacS/GacA two-component system (also known as ExpS/ExpA). At high cell density, activation of GacS/GacA induces the expression of RsmB, a noncoding RNA that is essential for the activation of virulence in this bacterium. A genetic screen to identify regulators of RsmB revealed that mutants defective in components of a putative Trk potassium transporter (trkH and trkA) had decreased rsmB expression. Further analysis of these mutants showed that changes in potassium concentration influenced rsmB expression and consequent tissue damage in potato tubers and that this regulation required an intact Trk system. Regulation of rsmB expression by potassium via the Trk system occurred even in the absence of the GacS/GacA system, demonstrating that these systems act independently and are both required for full activation of RsmB and for the downstream induction of virulence in potato infection assays. Overall, our results identified potassium as an essential environmental factor regulating the Rsm system, and the consequent induction of virulence, in the plant pathogen P. wasabiae.

Chlorophyll catabolism and gene expression in the peel of ripening banana fruits

The biochemical and molecular basis of chlorophyll (Chl) catabolism in bananas was investigated during ripening at 20°C and at an elevated temperature (35°C) where degreening is inhibited. Biochemical analysis showed that Chl breakdown products could be isolated from fruit ripened at both temperatures. The coloured breakdown products, chlorophyllide and pheophorbide, were not detected at any stage of ripening in the two treatments; however, a non-fluorescent Chl catabolite accumulated to a higher concentration at 20 than at 35°C. To investigate the ripening-related gene expression associated with these changes, a cDNA library was generated from the peel of fruit ripened at 20°C. Differential screening of this library produced 20 non-redundant families of clones including those encoding enzymes involved in ethylene biosynthesis, respiration, starch metabolism, cell wall degradation and other metabolic events. The expression of these genes was followed by northern analysis in fruit ripened at 20 and 35°C.

Minimal mutation of the cytoplasmic tail inhibits the ability of E-cadherin to activate Rac but not phosphatidylinositol 3-kinase - Direct evidence of a role for cadherin-activated Rac signaling in adhesion and contact formation

Classic cadherins are adhesion-activated cell signaling receptors. In particular, homophilic cadherin ligation can directly activate Rho family GTPases and phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-kinase), signaling molecules with the capacity to support the morphogenetic effects of these adhesion molecules during development and disease. However, the molecular basis for cadherin signaling has not been elucidated, nor is its precise contribution to cadherin function yet understood. One attractive hypothesis is that cadherin-activated signaling participates in stabilizing adhesive contacts ( Yap, A. S., and Kovacs, E. M. ( 2003) J. Cell Biol. 160, 11-16). We now report that minimal mutation of the cadherin cytoplasmic tail to uncouple binding of p120-ctn ablated the ability of E-cadherin to activate Rac. This was accompanied by profound defects in the capacity of cells to establish stable adhesive contacts, defects that were rescued by sustained Rac signaling. These data provide direct evidence for a role of cadherin-activated Rac signaling in contact formation and adhesive stabilization. In contrast, cadherin-activated PI3-kinase signaling was not affected by loss of p120-ctn binding. The molecular requirements for E-cadherin to activate Rac signaling thus appear distinct from those that stimulate PI3-kinase, and we postulate that p120-ctn may play a central role in the E-cadherin-Rac signaling pathway.

Lectin-induced haemocyte inactivation in insects

Most multimeric lectins are adhesion molecules, promoting attachment and spreading on surface glycodeterminants. In addition, some lectins have counter-adhesion properties, detaching already spread cells which then acquire round or spindle-formed cell shapes. Since lectin-mediated adhesion and detachment is observed in haemocyte-like Drosophila cells, which have haemomucin as the major lectin-binding glycoprotein, the two opposite cell behaviours may be the result of lectin-mediated receptor rearrangements on the cell surface. To investigate oligomeric lectins as a possible extracellular driving force affecting cell shape changes, we examined lectin-mediated reactions in lepidopteran haemocytes after cytochalasin D-treatment and observed that while cell-spreading was dependent on F-actin, lectin-uptake was less dependent on F-actin. We propose a model of cell shape changes involving a dynamic balance between adhesion and uptake reactions. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Timing, magnitude, and location of initial soluble aluminum injuries to mungbean roots

Despite a century's knowledge that soluble aluminum (Al) is associated with acid soils and poor plant growth, it is still uncertain how Al exerts its deleterious effects. Hypotheses include reactions of Al with components of the cell wall, plasmalemma, or cytoplasm of cells close to the root tip, thereby reducing cell expansion and root growth. Digital microscopy was used to determine the initial injuries of soluble Al to mungbean (Vigna radiata L.) roots. Roots of young seedlings were marked with activated carbon particles and grown in 1 mm CaCl2 solution at pH 6 for ca. 100 min (control period), and AlCl3 solution was added to ensure a final concentration of 50 muM Al (pH 4). Further studies were conducted on the effects of pH 4 with and without 50 muM Al. Four distinct, but possibly related, initial detrimental effects of soluble Al were noted. First, there was a 56-75% reduction in the root elongation rate, first evident 18-52 min after the addition of Al, root elongation continuing at a decreased rate for ca. 20 It. Decreasing solution pH from 6 to 4 increased the root elongation rate 4-fold after 5 min, which decreased to close to the original rate after 130 min. The addition of Al during the period of rapid growth at pH 4 reduced the root elongation rate by 71% 14 min after the addition of Al. The activated carbon marks on the roots showed that, during the control period, the zone of maximum root growth occurred at 2,200-5,100 mum from the root tip (i.e. the cell elongation zone). It was there that Al first exerted its detrimental effect and low pH increased root elongation. Second, soluble Al prevented the progress of cells from the transition to the elongation phase, resulting in a considerable reduction of root growth over the longer term. The third type of soluble Al injury occurred after exposure for ca. 4 h to 50 mum Al when a kink developed at 2,370 mum from the root tip. Fourth, ruptures of the root epidermal and cortical cells at 1,900-2,300 mum from the tip occurred greater than or equal to4.3 h after exposure to soluble Al. The timing and location of Al injuries support the contention that Al initially reduces cell elongation, thus decreasing root growth and causing damage to epidermal and cortical cells.

A nearly idealized 6 '-O-methylated t-carrageenan from the Australian red alga Claviclonium ovatum (Acrotylaceae, Gigartinales)

The polysaccharides extracted from Claviclonium ovatum were studied by a combination of compositional assays, reductive partial hydrolysis, linkage analysis, Fourier Transform infrared (FTIR) spectroscopy, and C-13, H-1, and C-13/H-1 heteronuclear multiple quantum correlation (HMQC) two-dimensional nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. The chemical and spectroscopic data showed that the alkali-modified C. ovatum polysaccharides are composed of a nearly idealized repeating unit of 6'-O-methylcarrabiose 2,4'-disulfate (the repeating unit of 6-O-methylated iota-earrageenan), although some minor components were also present. The C. ovatum galactans are the most highly methylated carrageenans reported. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Common E protein determinants for attenuation of glycosaminoglycan-binding variants of Japanese encephalitis and West Nile viruses

Natural isolates and laboratory strains of West Nile virus (WNV) and Japanese encephalitis virus (JEV) were attenuated for neuroinvasiveness in mouse models for flavivirus encephalitis by serial passage in human adenocarcinoma (SW13) cells. The passage variants displayed a small-plaque phenotype, augmented affinity for heparin-Sepharose, and a marked increase in specific infectivity for SW13 cells relative to the respective parental viruses, while the specific infectivity for Vero cells was not altered. Therefore, host cell adaptation of passage variants was most likely a consequence of altered receptor usage for virus attachment-entry with the involvement of cell surface glycosaminoglycans (GAG) in this process. In vivo blood clearance kinetics of the passage variants was markedly faster and viremia was reduced relative to the parental viruses, suggesting that affinity for GAG (ubiquitously present on cell surfaces and extracellular matrices) is a key determinant for the neuroinvasiveness of encephalitic flaviviruses. A difference in pathogenesis between WNV and JEV, which was reflected in more efficient growth in the spleen and liver of the WNV parent and passage variants, accounted for a less pronounced loss of neuroinvasiveness of GAG binding variants of WNV than JEV. Single gain-of-net-positive-charge amino acid changes at E protein residue 49, 138, 306, or 389/390, putatively positioned in two clusters on the virion surface, define molecular determinants for GAG binding and concomitant virulence attenuation that are shared by the JEV serotype flaviviruses.

Arp2/3 activity is necessary for efficient formation of E-cadherin adhesive contacts

Classical cadherin adhesion molecules are fundamental determinants of cell-cell recognition that function in cooperation with the actin cytoskeleton. Productive cadherin-based cell recognition is characterized by a distinct morphological process of contact zone extension, where limited initial points of adhesion are progressively expanded into broad zones of contact. We recently demonstrated that E-cadherin ligation recruits the Arp2/3 actin nucleator complex to the plasma membrane in regions where cell contacts are undergoing protrusion and extension. This suggested that Arp2/3 might generate the protrusive forces necessary for cell surfaces to extend upon one another during contact assembly. We tested this hypothesis in mammalian cells by exogenously expressing the CA region of N-WASP. This fragment, which potently inhibits Arp2/3-mediated actin assembly in vitro, also effectively reduced actin assembly at cadherin adhesive contacts. Blocking Arp2/3 activity by this strategy profoundly reduced the ability of cells to extend cadherin adhesive contacts but did not affect cell adhesiveness. These findings demonstrate that Arp2/3 activity is necessary for cells to efficiently extend and assemble cadherin-based adhesive contacts.

An ultrastructural study of the relationship between the mite Floracarus perrepae Knihinicki & Boczek (Acariformes : Eriophyidae) and the fern Lygodium microphyllum (Lygodiaceae)

The ultrastructure of the mite Floracarus perrepae was investigated in relation to its host, Lygodium microphyllum, the Old World climbing fern. Floracarus perrepae has been suggested as a means of biological control for the fern, which is an aggressive weed in tropical areas. Feeding by the mite induces a change in the size of epidermal cells, and cell division is stimulated by mite feeding, causing the leaf margin to curl over into a roll with two to three windings. The enlarged epidermal layer greatly increases its cytoplasmic contents, which become a nutritive tissue for the mite and its progeny. Damage by the mite ultimately debilitates the fern. The structure and depth of stylet penetration by the mite, and the thickness of the epidermal cell wall of L. microphyllum, do not appear to account for the mite's differential ability to induce leaf rolling in its co-adapted host from south-east Queensland but not in the invasive genotype of the fern in Florida. F