Giardia agilis: Ultrastructure of the Trophozoites in the Frog Intestine

Intestine samples of Bufo sp. tadpoles with parasitism confirmed for Giardia agilis were studied by transmission electron microscopy. The G. agilis trophozoites were long and thin. The plasma membrane was sometimes undulated and the cytoplasm, adjacent to the dorsal and ventral regions, showed numerous vacuoles. The two nuclei presented prominent nucleoli. The cytoplasm was electron-dense with free ribosomes, glycogen and rough endoplasmic reticulum-like structures. Polyhedral inclusions were observed in the cytoplasm and outside the protozoan; some of these inclusions exhibited membrane disruption. The flagella ultrastructure is typical, with the caudal pair accompanied by the funis. Next to the anterior pair, osmiophilic material was noticed. The ventro-lateral flange was short and thick, supported by the marginal plates that penetrated into its distal extremity; only its distal portion had adjacent osmiophilic filament. The G. agilis trophozoites showed the general subcellular feature of the genus. However, the ventro-lateral flange ultrastructure was an intermediate type between G. muris and G. duodenalis.

EXAMINATION BY ELISA OF SERA OBTAINED FROM CHICKEN BREEDER AND LAYER FLOCKS SHOWING EVIDENCE OF FOWL TYPHOID OR PULLORUM DISEASE

An indirect ELISA using soluble whole cell antigen was used to screen serum samples obtained from breeder and layer flocks some of which had shown clinical or bacteriological evidence of infection with Salmonella Gallinarum or S. Pullorum. There was good correlation between Salmonella infection and the presence of serum samples showing high optical density (OD) values. Sera from seven flocks showing high values were retested using group D (0-1, 9, 12) lipopolysaccharide (LPS) and g,m-H flagella as detecting antigens. Sera from six flocks produced high OD values with LPS and low values with flagella confirming infection with a non-flagellate, group D Salmonella while one produced high values with both antigens indicating mixed infection with another group D serotype.

Occurrence of biflagellate spermatozoa in Cetopsidae, Aspredinidae, and Nematogenyidae (Teleostei : Ostariophysi : Siluriformes)

In the present study spermiogenesis was investigated in Cetopsis coecutiens (Cetopsidae), and Bunocephalus amazonicus (Aspredinidae), while spermatozoa ultrastructure was investigated in C. coecutiens, B. amazonicus, and Nematogenys inermis (Nematogenyidae). Aspredinidae and Cetopsidae share a spermatogenesis of the semicystic type, and a particular type of spermiogenesis process not reported in any fish group. In the three species analyzed, spermatozoa are biflagellate with flagella having the classical axoneme formulae (9 + 2). The analysis of thirteen characters showed the presence of eight characters shared by Cetopsidae and Aspredinidae, and six characters shared by Cetopsidae and Nematogenyidae, which may suggest that these three families may be more related than actually hypothesized, comprising a very primitive siluriform lineage originated after Diplomystidae.

SEROLOGICAL RESPONSE OF CHICKENS TO INFECTION WITH SALMONELLA-GALLINARUM S-PULLORUM DETECTED BY ENZYME-LINKED-IMMUNOSORBENT-ASSAY

The serological response to Salmonella pullorum and S. gallinarum infection in chickens was studied with an indirect enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). In broiler chickens, a more virulent strain of S. pullorum produced a significantly lower serum IgG titer than did a less virulent strain. In laying hens, the serum and egg-yolk IgG titers were very similar. In chickens infected with S. gallinarum, high IgG titers persisted for 30 weeks. In chickens reinfected with this strain, each reinfection was followed by transitory increases in IgG lasting no longer than 2 weeks. Serum samples from Brazil taken from a laying flock with evidence of fowl typhoid showed much higher antibody levels than did those from three uninfected flocks. Using lipopolysaccharide as the detecting antigen, infections caused by these salmonellae could be differentiated from those caused by other groups. Incorporation of the appropriate flagella antigen in the ELISA allowed differentiation between infections caused by S. pullorum and S. enteritidis.

Análise proteômica diferencial de Trypanosoma cruzi na presença de substâncias extraídas de plantas da família piperaceae

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Importância do flagelo para a patogenicidade de Salmonella enterica subespécie Enterica Sorovar Gallinarum biovar Gallinarum

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Biflagellate spermatozoon structure of the hermaphrodite fish Satanoperca jurupari (Heckel, 1840) (Teleostei, Cichlidae) from the Amazon River

Foram estudados aspectos ultra-estruturais do espermatozóide do teleósteo hermafrodita Satanoperca jurupari (HECKEL, 1840) do rio Amazonas. Em diferentes oocistos testiculares encontram-se fases evolutivas de espermatócitos, espermátides e espermatozóides. Nos estádios mais jovens, nos espermatócitos, foram observados os respectivos complexos sinaptonêmicos. O espermatozóide maduro do tipo "introsperm" apresenta cabeça pequena de ~ 3 mm de comprimento e 1,3 mm de largura, sem acrosoma, com uma pequena peça intermediária de ~ 1,2 mm de comprimento e 1,8 mm de largura, contendo algumas mitocôndrias esféricas, circundando os dois centríolos e formando um colar mitocondrial. Esse espermatozóide apresenta 2 flagelos, cada um com ~ 15 mm de comprimento e com a formação microtubular comum de 9 + 2. Cada flagelo tem 2 extensões citoplasmáticas lateralmente opostas, sendo formadas cerca de 3 mm abaixo da peça intermediária, acompanhando o flagelo até a parte final.

Avaliação da patogenia de estirpes de Salmonella enterica SUBSP. enterica sorotipo Gallinarum biovar Gallinarum com os genes responsáveis pela expressão de flagelo ativos

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV

Importância dos genes fliC e motB de Salmonella enterica subsp. enterica sorovar Enteritidis na colonização intestinal e invasão sistêmica em aves (Gallus gallus domesticus)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Determination of flagellar types by PCR-RFLP analysis of enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) and Shiga toxin-producing E. coli (STEC) strains isolated from animals in Sao Paulo, Brazil

This study evaluated the polymerase chain reaction- restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) analysis of fliC for typing flagella antigen (H) of Shiga toxin-producing Escherichia coil (STEC) and enteropathogenic E. coli (EPEC) strains isolated from different animals. The molecular typing of the H type was efficient in the determination of 93 (85%) strains. Two nonmotile (H-) E. coil strains showed a PCR-RFLP electrophoretic profile that did not match known H type patterns. The fliC nucleotide sequence of strains B2N and 4a revealed a nucleotide substitution at the restriction site and a nucleotide insertion that generated a stop codon, respectively. The results of this study showed that PCR-RFLP analysis of fliC is faster, less laborious and as efficient for the determination of H type E. coli isolated from animals, compared to serotyping and that it is useful in determining H type in nonmotile strains and strains expressing non-reactive H antigens. Moreover, the fliC sequence of strain B2N suggests that we could have found a new flagellin antigen type. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

LrhA als Regulator der Flagellen, Motilität, Chemotaxis und Typ 1 Fimbrien in Escherichia coli

Das lrhA-Gen von E. coli kodiert für einen Transkriptionsregulator der LysR-Familie. Die Funktion von LrhA war ungeklärt und sollte durch Vergleich der Gesamt-mRNA aus einem E. coli-Wildtyp und einer isogenen lrhA-Mutante mit Hilfe von Genomanalysen untersucht werden. In der lrhA-Mutante war der mRNA-Gehalt vieler Gene um den Faktor 3 bis 80 erhöht. Es handelt sich um Flagellen-, Motilitäts- und Chemotaxisgene, bzw. um Gene der Typ 1 Fimbrien. Diese Ergebnisse wurden in Expressionsmessungen bestätigt. LrhA war in der Lage an den Promotor von flhDC zu binden, aber nicht an die Promotoren der übrigen Gene für Motilität und Chemotaxis. FlhDC kodiert für den übergeordneten Regulator FlhD2C2 der Fagellensynthese.LrhA war außerdem in der Lage an die Promotoren der Gene für Typ 1 Fimbrien fimA und fimE zu binden. Typ 1 Fimbrien stellen in E. coli Virulenzfaktoren dar. Eine Regulation weiterer Virulenzfaktoren durch LrhA konnte in DNA-Pathoarrays ausgeschlossen werden.LrhA ist damit ein wichtiger Transkriptionsregulator, der die Expression der Gene für Flagellen, Motilität, Chemotaxis und Typ 1 Fimbrien reguliert. FlhDC, fimA und fimE stellen dabei direkte Zielgene von LrhA dar. Außerdem konnte eine positive Autoregulation von LrhA nachgewiesen werden.

Charakterisierung funktioneller Domänen von Centrin-Isoformen

Centrine sind kleine Ca2+-bindende Proteine aus der Familie der EF-Hand Proteine. Erstmals wurden Centrine als Hauptbestandteil der kontraktilen Flagellenwurzeln von Grünalgen beschrieben. Mittlerweile konnten Centrine in nahezu allen eukaryotischen Organismen nachgewiesen werden. In Säugetieren wurden bis zu vier Isoformen identifiziert, die an Centrosomen oder davon abgeleiteten Strukturen, wie Spindelpolkörpern und Basalkörper, aber auch in Übergangszonen von Cilien exprimiert werden. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Centrine im zellulären Kontext der Photorezeptorzellen nicht nur durch die Bindung von Ca2+ reguliert werden, sondern auch durch reversible Phosphorylierungen. Die Phosphorylierung der Centrin-Isoformen findet in der Retina von Vertebraten lichtabhängig während der Dunkeladaption statt. Die Protein Kinase CK2 (CK2) ist für die beschriebenen lichtabhängigen Phosphorylierungen hauptverantwortlich. Obwohl alle Centrin-Isoformen mehrere mögliche Zielsequenzen für die CK2 besitzen, kommt es nur zur Phosphorylierung einer einzigen Aminosäure in Cen1p, Cen2p und Cen4p. Im Gegensatz dazu stellt die Isoform Cen3p kein Substrat für die CK2 dar. Zudem wurden hier erstmals Phosphatasen identifiziert, die in der Lage sind Centrine zu dephosphorylieren. Die Dephosphorylierung durch die PP2Cund PP2C ist sehr spezifisch, da keine andere Phosphatase der Retina die CK2-vermittelte Phosphorylierung der Centrine rückgängig machen kann. Hoch auflösende licht- und elektronenmikroskopische Analysen zeigten erstmals, dass die Centrine sowohl mit der CK2 als auch mit der PP2C im Verbindungscilium der Photorezeptorzellen colokalisiert sind. Cen1p und CK2 sind in der Lage, direkt an Mikrotubuli zu binden, was die notwendige räumliche Nähe zwischen Enzymen und Substrat herstellt. Bisherige Arbeiten zeigten, dass alle Centrine Ca2+-abhängig mit dem visuellen G-Protein Transducin interagieren. Diese Wechselwirkung dürfte an der Regulation der lichtabhängigen Translokation des visuellen G-Proteins Transducin zwischen dem Außen- und dem Innensegment der Photorezeptorzelle beteiligt sein. In der vorliegenden Arbeit zeigten Interaktionsstudien, dass die Bindungsaffinitäten der Centrine für Transducin durch die CK2-vermittelte Phosphorylierung drastisch verringert wurden. Dieser beobachtete Effekt beruht auf deutlich verringerten Ca2+-Affinitäten der Centrin-Isoformen nach der CK2-vermittelten Phosphorylierung. In der vorliegenden Arbeit wurde ein neuartiger Regulationsmechanismus der Centrine in den Photorezeptorzellen der Vertebraten beschrieben. Centrine werden nicht nur durch Ca2+-Bindung zur Bildung von Protein Komplexen stimuliert, sondern durch die Phosphorylierung zum Auflösen dieser Komplexe angeregt. Damit reguliert die CK2-vermittelte, lichtabhängige Phosphorylierung der Centrine möglicherweise ebenfalls die adaptive Translokation des visuellen G-Proteins Transducin zwischen dem Außen- und Innensegment der Photorezeptorzellen.

Charakterisierung spezieller pflanzlicher Gamma-Tubulin-Sequenzbereiche und Detektion potentieller Interaktionspartner mittels Yeast-two-Hybrid-System

Mitotische und postmitotische Vorgänge pflanzlicher Zellen basieren auf der Funktion von Mikrotubuli. Es liegen nur wenige gesicherte Erkenntnisse zur Organisation dieser Multifunktionalität vor. Eine zentrale Bedeutung wird bei der Nukleation der Mikrotubuli an MTOCs durch γ-Tubulin zugeschrieben. Deren Zusammenlagerung an MTOCs ist jedoch noch nicht richtig verstanden. Domänen, die an der Proteinoberfläche exponiert werden, könnten in Interaktionen involviert sein. Hier werden im Besonderen der γ-A und γ-B-Peptivmotiv diskutiert. Es wurde das γ-A- und γ-B-Peptidmotiv des γ-Tubulins hinsichtlich einer Konservierung innerhalb des Pflanzenreiches untersucht. Die beiden Bereiche sind bei den grünen Landpflanzen stark konserviert. Sie divergieren stark zu den einzelligen Grünalgen Chlamydomonas reinhardtii und Chlorella spec. Es wurden daher in der bestehenden phylogentischen Lücke weitere Organismen hinsichtlich des γ-A und γ-B Peptidmotivs untersucht. Auswahlkriterien der Organismen waren Ein-/Mehrzelligkeit, Besitz/Abwesenheit von Centriolen und Besitz/Abwesenheit von Geißeln. Des weiteren wurde mit verschiedenen γ-Tubulin-Konstrukten um das γ-A- und γ-B-Peptidmotiv, gewonnen aus Nicotiana tabacum (BY2) mittels Y2H-System nach Interaktionspartnern gesucht. Bei den Sequenzuntersuchungen des γ-A- und γ-B-Peptidmotivs konnte festgestellt werden, dass die Konservierung innerhalb der Streptophytenlinie erfolgt. Interessant erweist sich die Tatsache, dass dieses Motiv bei den Jochalgen, welche ebenfalls den Streptophyten angehören, nur im γ-A-Peptidmotiv auftritt. Es besteht die Möglichkeit, dass die beiden potentiellen Interaktionspartner verschiedene Proteine als Interaktions-partner besitzen. Durch eine Anwendung eines auf dem GAL4-Protein basierenden Y2H-Systems mit vier unterschiedlichen Konstrukten des γ-Tubulin-A/B-Peptidbereichs als Köder-konstrukt und einer cDNA-Bibliothek als Beutekonstrukt, wurden diverse Sequenzen identifiziert. Identifiziert wurden das Poly(A)-Bindeprotein, Glycerin-aldehyd-3-phosphatdehydrogenase, die S-adenosyl-L-methionine-Synthetase, diverse Proteasom-Untereinheiten, eine sekretorische Peroxidase, eine Ascorbat-Peroxidase, die NtPOX1-Peroxidase und verschiedene Peroxidasen aus Nicotiana tabacum, Sequenzen des Chloroplastengenoms, ein Myosin-ähnliches Protein und eine Sequenz auf dem 5. Chromosom des Medicago truncatula-Klons mth2-16f8 und diverse humane Sequenzen der Proteine DKFZp68 und DKFZp77. Die Ergebnisse weisen auf eine komplexe Funktionsweise der unterschiedlichen Komponenten des pflanzlichen Cytoskeletts und des γ-Tubulins hin. Zur Aufklärung müsste dies in Zukunft mittels anderer genetischer, biochemischer oder funktioneller Methoden untersucht werden. Hypothesen über Interaktionen der Cytoskelettkomponenten können wahrscheinlich nicht allein durch die Anwendung des Y2H-Systems aufgeklärt werden.

Biofilm formation by the anaerobic pathogen Clostridium difficile

Clostridium difficile is an obligate anaerobic, Gram-positive, endospore-forming bacterium. Although an opportunistic pathogen, it is one of the important causes of healthcare-associated infections. While toxins TcdA and TcdB are the main virulence factors of C. difficile, the factors or processes involved in gut colonization during infection remain unclear. The biofilm-forming ability of bacterial pathogens has been associated with increased antibiotic resistance and chronic recurrent infections. Little is known about biofilm formation by anaerobic gut species. Biofilm formation by C. difficile could play a role in virulence and persistence of C. difficile, as seen for other intestinal pathogens. We demonstrate that C. difficile clinical strains, 630, and the strain isolated in the outbreak, R20291, form structured biofilms in vitro. Biofilm matrix is made of proteins, DNA and polysaccharide. Strain R20291 accumulates substantially more biofilm. Employing isogenic mutants, we show that virulence-associated proteins, Cwp84, flagella and a putative quorum sensing regulator, LuxS, Spo0A, are required for maximal biofilm formation by C. difficile. Moreover we demonstrate that bacteria in C. difficile biofilms are more resistant to high concentrations of vancomycin, a drug commonly used for treatment of CDI, and that inhibitory and sub-inhibitory concentrations of the same antibiotic induce biofilm formation. Surprisingly, clinical C. difficile strains from the same out-break, but from different origin, show differences in biofilm formation. Genome sequence analysis of these strains showed presence of a single nucleoide polymorphism (SNP) in the anti-σ factor RsbW, which regulates the stress-induced alternative sigma factor B (σB). We further demonstrate that RsbW, a negative regulator of alternative sigma factor B, has a role in biofilm formation and sporulation of C. difficile. Our data suggest that biofilm formation by C. difficile is a complex multifactorial process and may be a crucial mechanism for clostridial persistence in the host.

Intraflagellar transport in the developing and mature vertebrate retina

Intraflagellar transport (IFT) is required for the assembly and maintenance of cilia. In this study we analyzed the subcellular localization of IFT proteins in retinal cells by correlative high-resolution immunofluorescence and immunoelectron microscopy. The rod photoreceptor cell was used as a model system to analyze protein distribution in cilia. To date the expression of IFT proteins has been described in the ciliary region without deciphering the precise spatial and temporal subcellular localization of IFT proteins, which was the focus of my work. rnThe establishment of the pre-embedding immunoelectron method was an important first step for the present doctoral thesis. Results of this work reveal the differential localization of IFT20, IFT52, IFT57, IFT88, IFT140 in sub-ciliary compartments and also their presence in non-ciliary compartments of retinal photoreceptor cells. Furthermore, the localization of IFT20, IFT52 and IFT57 in dendritic processes of non-ciliated neurons indicates that IFT protein complexes also operate in non-ciliated cells and may participate in intracellular vesicle trafficking in eukaryotic cells in general.rnIn addition, we have investigated the involvement of IFT proteins in the ciliogenesis of vertebrate photoreceptor cilia. Electron microscopy analyses revealed six morphologically distinct stages. The first stages are characterized by electron dense centriolar satellites and a ciliary vesicle, while the formation of a ciliary shaft and of the light sensitive outer segment disks are features of the later stages. IFT proteins were expressed during all stages of photoreceptor cell development and found to be associated with the ciliary apparatus. In addition to the centriole and basal body IFT proteins are present in the photoreceptor cytoplasm, associated with centriolar satellites, post-Golgi vesicles and with the ciliary vesicle. Therewith the data provide an evidence for the involvement of IFT proteins during ciliogenesis, including the formation of the ciliary vesicle and the elongation of the primary cilium of photoreceptor cells. Moreover, the cytoplasmic localization of IFT proteins in the absence of a ciliary shaft in early stages of ciliogenesis indicates roles of IFT proteins beyond their well-established function for IFT in mature cilia and flagella. rn