Co-encapsulation of enzymes and antibodies for chemical deactivation of pathogens on paper

Le papier bioactif est obtenu par la modification de substrat du papier avec des biomolécules et des réactifs. Ce type de papier est utilisé dans le développement de nouveaux biocapteurs qui sont portables, jetables et économiques visant à capturer, détecter et dans certains cas, désactiver les agents pathogènes. Généralement les papiers bioactifs sont fabriqués par l’incorporation de biomolécules telles que les enzymes et les anticorps sur la surface du papier. L’immobilisation de ces biomolécules sur les surfaces solides est largement utilisée pour différentes applications de diagnostic comme dans immunocapteurs et immunoessais mais en raison de la nature sensible des enzymes, leur intégration au papier à grande échelle a rencontré plusieurs difficultés surtout dans les conditions industrielles. Pendant ce temps, les microcapsules sont une plate-forme intéressante pour l’immobilisation des enzymes et aussi assez efficace pour permettre à la fonctionnalisation du papier à grande échelle car le papier peut être facilement recouvert avec une couche de telles microcapsules. Dans cette étude, nous avons développé une plate-forme générique utilisant des microcapsules à base d’alginate qui peuvent être appliquées aux procédés usuels de production de papier bioactif et antibactérien avec la capacité de capturer des pathogènes à sa surface et de les désactiver grâce à la production d’un réactif anti-pathogène. La conception de cette plate-forme antibactérienne est basée sur la production constante de peroxyde d’hydrogène en tant qu’agent antibactérien à l’intérieur des microcapsules d’alginate. Cette production de peroxyde d’hydrogène est obtenue par oxydation du glucose catalysée par la glucose oxydase encapsulée à l’intérieur des billes d’alginate. Les différentes étapes de cette étude comprennent le piégeage de la glucose oxydase à l’intérieur des microcapsules d’alginate, l’activation et le renforcement de la surface des microcapsules par ajout d’une couche supplémentaire de chitosan, la vérification de la possibilité d’immobilisation des anticorps (immunoglobulines G humaine comme une modèle d’anticorps) sur la surface des microcapsules et enfin, l’évaluation des propriétés antibactériennes de cette plate-forme vis-à-vis l’Escherichia coli K-12 (E. coli K-12) en tant qu’un représentant des agents pathogènes. Après avoir effectué chaque étape, certaines mesures et observations ont été faites en utilisant diverses méthodes et techniques analytiques telles que la méthode de Bradford pour dosage des protéines, l’électroanalyse d’oxygène, la microscopie optique et confocale à balayage laser (CLSM), la spectrométrie de masse avec désorption laser assistée par matrice- temps de vol (MALDI-TOF-MS), etc. Les essais appropriés ont été effectués pour valider la réussite de modification des microcapsules et pour confirmer à ce fait que la glucose oxydase est toujours active après chaque étape de modification. L’activité enzymatique spécifique de la glucose oxydase après l’encapsulation a été évaluée à 120±30 U/g. Aussi, des efforts ont été faits pour immobiliser la glucose oxydase sur des nanoparticules d’or avec deux tailles différentes de diamètre (10,9 nm et 50 nm) afin d’améliorer l’activité enzymatique et augmenter l’efficacité d’encapsulation. Les résultats obtenus lors de cette étude démontrent les modifications réussies sur les microcapsules d’alginate et aussi une réponse favorable de cette plate-forme antibactérienne concernant la désactivation de E. coli K-12. La concentration efficace de l’activité enzymatique afin de désactivation de cet agent pathogénique modèle a été déterminée à 1.3×10-2 U/ml pour une concentration de 6.7×108 cellules/ml de bactéries. D’autres études sont nécessaires pour évaluer l’efficacité de l’anticorps immobilisé dans la désactivation des agents pathogènes et également intégrer la plate-forme sur le papier et valider l’efficacité du système une fois qu’il est déposé sur papier.

Associations among Nosema spp. fungi, Varroa destructor mites, and chemical treatments in honey bees, Apis mellifera

Nosema spp. and Varroa destructor are common parasites of honey bee colonies. Beekeepers routinely treat colonies with the fungicide fumagillin to control Nosema and an array of miticides to control V. destructor. Interactions between these parasites and chemical treatments are poorly understood. We allocated honey bee colonies to distinct chemical treatment regimes and monitored parasite intensities in the subsequent year. Infections of Nosema and infestations of V. destructor were positively correlated. Fumagillin was effective at mitigating Nosema intensities only over the short term, suggesting that biannual application is essential. V. destructor intensities were higher in colonies that had been previously treated with miticides, reasons for this warrant further investigation.

Coordination of protein and mRNA abundances of stromal enzymes and mRNA abundances of the Clp protease subunits during senescence of Phaseolus vulgaris (L.) leaves

Our objective was to determine the coordination of transcript and/or protein abundances of stromal enzymes during leaf senescence. First trifolioliate leaves of Phaseolus vulgaris L. plants were sampled beginning at the time of full leaf expansion; at this same time, half of the plants were switched to a nutrient solution lacking N. Total RNA and soluble protein abundances decreased after full leaf expansion whereas chlorophyll abundance remained constant; N stress enhanced the decline in these traits. Abundances of ribulose-1,5-bisposphate carboxylase/oxygenase (Rubisco; EC 4.1.1.39), Rubisco activase and phosphoribulokinase (Ru5P kinase; EC 2.7.1.19) decreased after full leaf expansion in a coordinated manner for both treatments. In contrast, adenosine diphosphate glucose (ADPGlc) pyrophosphorylase (EC 2.7.7.27) abundance was relatively constant during natural senescence but did decline similar to the other enzymes under N stress. Northern analyses indicated that transcript abundances for all enzymes declined markedly on a fresh-weight basis just after full leaf expansion. This rapid decline was particularly strong for the Rubisco small subunit (rbcS) transcript. The decline was enhanced by N stress for rbcS and Rubisco activase (rca), but not for Ru5P kinase (prk) and ADPGlc pyrophosphorylase (agp). Transcripts of the Clp protease subunits clpC and clpP declined in abundance just after full leaf expansion, similar to the other mRNA species. When Northern blots were analyzed using equal RNA loads, rbcS transcripts still declined markedly just after full leaf expansion whereas rca and clpC transcripts increased over time. The results indicated that senescence was initiated near the time of full leaf expansion, was accelerated by N stress, and was characterized by large decline in transcripts of stromal enzymes. The decreased mRNA abundances were in general associated with steadily declining stromal protein abundances, with ADPGlc pyrophosphorylase being the notable exception. Transcript analyses for the Clp subunits supported a recent report (Shanklin et al., 1995, Plant Cell 7: 1713--1722) indicating that the Clp protease subunits were constitutive throughout development and suggested that ClpC and ClpP do not function as a senescence-specific proteolytic system in Phaseolus.

Co-encapsulation of enzymes and antibodies for chemical deactivation of pathogens on paper

Le papier bioactif est obtenu par la modification de substrat du papier avec des biomolécules et des réactifs. Ce type de papier est utilisé dans le développement de nouveaux biocapteurs qui sont portables, jetables et économiques visant à capturer, détecter et dans certains cas, désactiver les agents pathogènes. Généralement les papiers bioactifs sont fabriqués par l’incorporation de biomolécules telles que les enzymes et les anticorps sur la surface du papier. L’immobilisation de ces biomolécules sur les surfaces solides est largement utilisée pour différentes applications de diagnostic comme dans immunocapteurs et immunoessais mais en raison de la nature sensible des enzymes, leur intégration au papier à grande échelle a rencontré plusieurs difficultés surtout dans les conditions industrielles. Pendant ce temps, les microcapsules sont une plate-forme intéressante pour l’immobilisation des enzymes et aussi assez efficace pour permettre à la fonctionnalisation du papier à grande échelle car le papier peut être facilement recouvert avec une couche de telles microcapsules. Dans cette étude, nous avons développé une plate-forme générique utilisant des microcapsules à base d’alginate qui peuvent être appliquées aux procédés usuels de production de papier bioactif et antibactérien avec la capacité de capturer des pathogènes à sa surface et de les désactiver grâce à la production d’un réactif anti-pathogène. La conception de cette plate-forme antibactérienne est basée sur la production constante de peroxyde d’hydrogène en tant qu’agent antibactérien à l’intérieur des microcapsules d’alginate. Cette production de peroxyde d’hydrogène est obtenue par oxydation du glucose catalysée par la glucose oxydase encapsulée à l’intérieur des billes d’alginate. Les différentes étapes de cette étude comprennent le piégeage de la glucose oxydase à l’intérieur des microcapsules d’alginate, l’activation et le renforcement de la surface des microcapsules par ajout d’une couche supplémentaire de chitosan, la vérification de la possibilité d’immobilisation des anticorps (immunoglobulines G humaine comme une modèle d’anticorps) sur la surface des microcapsules et enfin, l’évaluation des propriétés antibactériennes de cette plate-forme vis-à-vis l’Escherichia coli K-12 (E. coli K-12) en tant qu’un représentant des agents pathogènes. Après avoir effectué chaque étape, certaines mesures et observations ont été faites en utilisant diverses méthodes et techniques analytiques telles que la méthode de Bradford pour dosage des protéines, l’électroanalyse d’oxygène, la microscopie optique et confocale à balayage laser (CLSM), la spectrométrie de masse avec désorption laser assistée par matrice- temps de vol (MALDI-TOF-MS), etc. Les essais appropriés ont été effectués pour valider la réussite de modification des microcapsules et pour confirmer à ce fait que la glucose oxydase est toujours active après chaque étape de modification. L’activité enzymatique spécifique de la glucose oxydase après l’encapsulation a été évaluée à 120±30 U/g. Aussi, des efforts ont été faits pour immobiliser la glucose oxydase sur des nanoparticules d’or avec deux tailles différentes de diamètre (10,9 nm et 50 nm) afin d’améliorer l’activité enzymatique et augmenter l’efficacité d’encapsulation. Les résultats obtenus lors de cette étude démontrent les modifications réussies sur les microcapsules d’alginate et aussi une réponse favorable de cette plate-forme antibactérienne concernant la désactivation de E. coli K-12. La concentration efficace de l’activité enzymatique afin de désactivation de cet agent pathogénique modèle a été déterminée à 1.3×10-2 U/ml pour une concentration de 6.7×108 cellules/ml de bactéries. D’autres études sont nécessaires pour évaluer l’efficacité de l’anticorps immobilisé dans la désactivation des agents pathogènes et également intégrer la plate-forme sur le papier et valider l’efficacité du système une fois qu’il est déposé sur papier.

Marine fungi from the Northwest African upwelling areas and from the Atlantic off Portugal

Quantitative data on lower marine Phycomycetes (fungi) found in the upwelling waters off the West African coast during cruises No. 13 (1968), 19 (1970), 36 (1975) and 44 (1977) of R.V. "Meteor" are reported. The distribution of the total fungi numbers is presented and, as far as possible, the evaluation of the material up to species level is given. Several provisionally named forms and groups of morphologically related, undescribed fungi are included. A correlation between the number of fungi in sediments and the water depth and distance from the coast line is postulated. There are typical distributions of the lower marine fungi in water bodies and sediments. Different values within replicates of the stations in different years show that there is a sequence in development of fungal populations induced by changes in the water bodies. Surface water far from the coast has low numbers of fungi; numbers increase to a maximum nearer to the coast. In the vicinity of the coast the values decrease. The numbers of fungi in the deep sediments are low below 1,200 m. However, there are isolated areas of higher fungal activities, indicated by some deeper grab samples. During two cruises, the "overlying water" in the grab samples was investigated. It was evident that the numbers of fungi lost by stirring of the sediment when the grab was brought up to the surface were small, relatively and absolutely. The seamount "Josephine Bank" has been investigated for the first time with respect to lower marine fungi; the populations are low in the sediments, but one sample of the surface water had a higher number than the water in the surroundings. In some hydrographic series there was a peculiar depth distribution. An increase occurred at a depth greater than 1,000 m. The results are discussed and some correlations to the aging of the fungal populations in the water masses are constructed.