Multilocus sequence analysis reveals the genetic diversity of European fruit tree phytoplasmas and supports the existence of inter-species recombination

The genetic diversity of three temperate fruit tree phytoplasmas ‘Candidatus Phytoplasma prunorum’, ‘Ca. P. mali’ and ‘Ca. P. pyri’ has been established by multilocus sequence analysis. Among the four genetic loci used, the genes imp and aceF distinguished 30 and 24 genotypes, respectively, and showed the highest variability. Percentage of substitution for imp ranged from 50 to 68% according to species. Percentage of substitution varied between 9 and 12% for aceF, whereas it was between 5 and 6% for pnp and secY. In the case of ‘Ca P. prunorum’ the three most prevalent aceF genotypes were detected in both plants and insect vectors, confirming that the prevalent isolates are propagated by insects. The four isolates known to be hypo-virulent had the same aceF sequence, indicating a possible monophyletic origin. Haplotype network reconstructed by eBURST revealed that among the 34 haplotypes of ‘Ca. P. prunorum’, the four hypo-virulent isolates also grouped together in the same clade. Genotyping of some Spanish and Azerbaijanese ‘Ca. P. pyri’ isolates showed that they shared some alleles with ‘Ca. P. prunorum’, supporting for the first time to our knowledge, the existence of inter-species recombination between these two species.

Functional analysis of pyochelin-/enantiopyochelin-related genes from a pathogenicity island of Pseudomonas aeruginosa strain PA14.

Genomic islands are foreign DNA blocks inserted in so-called regions of genomic plasticity (RGP). Depending on their gene content, they are classified as pathogenicity, symbiosis, metabolic, fitness or resistance islands, although a detailed functional analysis is often lacking. Here we focused on a 34-kb pathogenicity island of Pseudomonas aeruginosa PA14 (PA14GI-6), which is inserted at RGP5 and carries genes related to those for pyochelin/enantiopyochelin biosynthesis. These enantiomeric siderophores of P. aeruginosa and certain strains of Pseudomonas protegens are assembled by a thiotemplate mechanism from salicylate and two molecules of cysteine. The biochemical function of several proteins encoded by PA14GI-6 was investigated by a series of complementation analyses using mutants affected in potential homologs. We found that PA14_54940 codes for a bifunctional salicylate synthase/salicyl-AMP ligase (for generation and activation of salicylate), that PA14_54930 specifies a dihydroaeruginoic acid (Dha) synthetase (for coupling salicylate with a cysteine-derived thiazoline ring), that PA14_54910 produces a type II thioesterase (for quality control), and that PA14_54880 encodes a serine O-acetyltransferase (for increased cysteine availability). The structure of the PA14GI-6-specified metabolite was determined by mass spectrometry, thin-layer chromatography, and HPLC as (R)-Dha, an iron chelator with antibacterial, antifungal and antitumor activity. The conservation of this genomic island in many clinical and environmental P. aeruginosa isolates of different geographical origin suggests that the ability for Dha production may confer a selective advantage to its host.

Immunopathology of cardiomyopathy in the experimental Chagas disease

The mechanisms by which Trypanosoma cruzi causes cardiomyopathy and induces neuronal destruction are discussed in this paper. The results suggest that autoimmunity in the chronic phase is the main cause of the progressive cardiac destruction, and that autoreactivity is restricted to the CD4+ T cell compartment. During the acute phase, the neuronal and cardiac fiber destruction occurs when ruptured parasite nests release T. cruzi antigens that bind to the cell surface in the vicinity which become targets for the cellular and humoral immune response against T. cruzi. The various factors involved in the genesis of autoimmunity in chronic T. cruzi infection include molecular mimicry, presentation of self-antigens and imbalance of immune regulation.

Association of CYP3A5 genotypes with blood pressure and renal function in African families.

OBJECTIVE: Renal cytochrome P450 3A5 (CYP3A5) activity has been associated with blood pressure and salt sensitivity in humans. We determined whether CYP3A5 polymorphisms are associated with ambulatory blood pressure (ABP) and with glomerular filtration rate (GFR) in African families. METHODS: Using a cross-sectional design, 375 individuals from 72 families, each with at least two hypertensive siblings, were recruited through a hypertension register in the Seychelles (Indian Ocean). We analyzed the association between the CYP3A5 alleles (*1, *3, *6 and *7) and ABP, GFR and renal sodium handling (fractional excretion of lithium), from pedigree data, allowing for other covariates and familial correlations. RESULTS: CYP3A5*1 carriers increased their daytime systolic and diastolic ABP with age (0.55 and 0.23 mmHg/year) more than non-carriers (0.21 and 0.04 mmHg/year). CYP3A5*1 had a significant main effect on daytime systolic/diastolic ABP [regression coefficient (SE): -29.6 (10.0)/-8.2 (4.1) mmHg, P = 0.003/0.045, respectively] and this effect was modified by age (CYP3A5*1 x age interactions, P = 0.017/0.018). For night-time ABP, the effect of CYP3A5*1 was modified by urinary sodium excretion, not by age. For renal function, CYP3A5*1 carriers had a 7.6(3.8) ml/min lower GFR (P = 0.045) than non-carriers. Proximal sodium reabsorption decreased with age in non-carriers, but not in CYP3A5*1 carriers (P for interaction = 0.02). CONCLUSIONS: These data demonstrate that CYP3A5 polymorphisms are associated with ambulatory BP, CYP3A5*1 carriers showing a higher age- and sodium- related increase in ABP than non-carriers. The age effect may be due, in part, to the action of CYP3A5 on renal sodium handling.

A comparison of three DNA extractive procedures with Leptospira for polymerase chain reaction analysis

Three DNA extraction methods were evaluated in this study: proteinase K followed by phenol-chloroform; a plant proteinase (E6870) followed by phenol-chloroform; and boiling of leptospires in 0.1 mM Tris, pH 7.0 for 10 min at 100°C, with no phenol treatment. Every strain treated with proteinase K or E6870 afforded positive polymerase chain reaction (PCR) reaction. On the other hand, from five strains extracted by the boiling method, three did not feature the 849 bp band characteristic in Leptospira. We also evaluated by RAPD-PCR, DNAs from serovars isolated with proteinase K and proteinase 6870 with primers B11/B12. Each of the DNA samples provided PCR profiles in agreement with previous data. Moreover, the results with E6870 showed less background non-specific amplification, suggesting that removal of nucleases was more efficient with E6870. The limit for detection by PCR using Lep13/Lep14 was determined to be 10(2) leptospira, using the silver stain procedure.

Viral diseases and human evolution

The interaction of man with viral agents was possibly a key factor shaping human evolution, culture and civilization from its outset. Evidence of the effect of disease, since the early stages of human speciation, through pre-historical times to the present suggest that the types of viruses associated with man changed in time. As human populations progressed technologically, they grew in numbers and density. As a consequence different viruses found suitable conditions to thrive and establish long-lasting associations with man. Although not all viral agents cause disease and some may in fact be considered beneficial, the present situation of overpopulation, poverty and ecological inbalance may have devastating effets on human progress. Recently emerged diseases causing massive pandemics (eg., HIV-1 and HCV, dengue, etc.) are becoming formidable challenges, which may have a direct impact on the fate of our species.

Les "grans negociacions" a la Unió Europea: la formació de preferències, les estratègies y l’èxit a les negociacions

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la School of politics and international relations, de la University College of Dublin, United Kingdom, entre 2007 i 2009. L’ objectiu del projecte present ha estat contribuir a l’estudi de les negociacions intergovernamentals a la Unió Europea (UE). En primer lloc, s’ha estudiat les estratègies de negociació del estats membres a negociacions intergovernamentals en la UE, per la qual cosa s’ha desenvolupat una tipologia d’estratègies de negociació, diferenciant entre les més agressives (conflictives) i les menys agressives (cooperatives). La conclusió principal ha estat que els actors difereixen en la elecció de les estratègies i que és precisament el poder relatiu dels actors que explica quines estratègies adopten. En segon lloc, s’analitza la ratificació dels resultats a les negociacions intergovernamentals, concentrant-me en l’us dels referèndums. La investigació mostra que els referèndums són sovint usats pels partits polítics com un instrument utilitzat durant les campanyes electorals, posant en dubte la tesis de que l’objectiu principal dels referèndums és influenciar els poder relatiu dels estats membres en negociacions intergovernamentals. Finalment, s’ha estudiat com els actors socials influeixen aquestes negociacions en la UE. La evidencia empírica clarament mostra que la pressió que exerceixen els grups de pressió es sovint subestimada.

Disseny i optimització de membranes compòsit amb xarxes metal•loorgàniques per a nanofiltració i separacions de gasos

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Katholieke Universiteit Leuven, Belgium, entre 2007 i 2009. Aquest projecte descriu la síntesi i aplicació de nous tipus de membranes compòsit basades en xarxes metal•loorgàniques (MOFs). Aquestes es van seleccionar tenint en compte les seves propietats estructurals per tal de discriminar les espècies a separar en funció de la seva mida molecular. Les membranes obtingudes s'han aplicat satisfactòriament tant en separacions líquides, concretament en nanofiltració resistent a dissolvents (SRNF), i en separació de parells de gasos com CO2/CH4, CO2/N2 i H2/CO2. Els resultats obtinguts posen de manifest l'obtenció de membranes sense defectes i amb rendiments prometedors, en la majoria dels casos, amb permeabilitats i selectivitats superiors a membranes purament polimèriques. Tanmateix s'ha desenvolupat un nou equipament d'alt rendiment (HT) per a separacions de gasos que inclou un mòdul que permet realitzar 16 experiments simultàniament. Els resultats obtinguts amb el nou equip són comparables amb els obtinguts amb mòduls convencionals, i alhora presenten una millor reproduïbilitat. Finalment, s'ha establert un nou mètode per a obtenir membranes per a SRNF, que han estat aplicades en processos de separació de catalitzadors homogenis en dissolvents polars apròtics i s'han caracteritzat emprant la tècnica d'espectroscòpia d'annihilació de positrons, que ha permès establir per primer cop una relació entre les propietats estructurals de les membranes a nivell molecular i el seu rendiment en les aplicacions anteriors.

Estràtegies de gestió per al manteniment de la biodiversitat a la sabana brasilera: control d'especies exòtiques amb foc

Report for the scientific sojourn at the Instituto de Biociências, of the Universidade de Sao Paulo, Brazil, from 2007 to 2009. African exotic grasses, used as forage crops for cattle, found optimal conditions in Brazilian savannas for their spread. They established as invasive grasses in almost all conservation units, becoming a serius threat to native biote and to most ecological processes. Fire is a cyclical event in Brazilian savannas and can be used as a management tool for enhancing competitivity of native grasses and controlling exotic grasses. Seeking for alternatives for the management of these grasses, this study investigates the effect of recurrent burnings in different periods of the year (fire regimes) on: distribution patterns of exotic grasses and their associations wotih native grasses, the local edaphic characteristics, the nutrient pool of the aerial biomass of both native and exotic grasses, and soil seed banks. This project is held on the IBGE Ecological Reserve, in Brasília (Brazil), in an area destined specifically for research of fire effects on brazilian savannas. The project quantifies: aerial biomass of native and exotic grasses, soil seed bank of exotic grasses, nutrient pool in soil and also in grasses tissues. Spatial relationships for any association between species, as well as for nutrient pools in soil and in plant tissues will be established. A better understanding of these processes will provide useful tools for adopting specific policies on the management of exotic grasses in Brazilian savanna.

Law and the practise of principle in diverse societies

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la London School of Economics and Political Science, United Kingdom, entre 2007 i 2009. L’objecte principal del projecte ha estat analitzar les implicacions jurídico-polítiques i institucionals d’una teoria de la justícia i la igualtat liberals aplicada a societats multiculturals amb un marcat predomini de la diversitat cultural. L’anàlisi desenvolupa una línia d'investigació interdisciplinar - entre el dret i la teoria política - iniciada en una tesis doctoral sobre multiculturalisme i drets de les minories culturals (UPF, 2000) que va culminar en la publicació de Group Rights as Human Rights (Springer, 2006). La recerca adopta com a punt de partida les conclusions de l'esmentada obra, en especial, la rellevància del reconeixement de drets col•lectius; tanmateix, el tipus de qüestions plantejades, l’enfoc i la metodologia emprades són substancialment diferents. En concret, s'adrecen preguntes específiques sobre el model i aspiracions del constitucionalisme democràtic i el paper del dret en contextos multiculturals. També s’atorga un pes central a la dimensió institucional dels models de gestió de la diversitat que s’analitzen, prioritzant un enfocament comparatiu a partir de l’estudi de controvèrsies concretes. L’objectiu és superar algunes limitacions importants de la literatura actual, com ara la tendència a examinar en abstracte la compatibilitat de determinades demandes amb el constitucionalisme democràtic, sense abordar el funcionament d'estratègies de gestió de la diversitat cultural emprades en contextos concrets. Els treballs producte d'aquest projecte articulen les línies bàsiques d’un model pluralista, basat en principis més que en regles, que desafia els plantejaments dominants actualment. Aquest model es caracteritza pel compromís amb la legitimitat i igualtat comparatives, rebutjant el paternalisme i les visions liberals típiques sobre el paper de la regulació. La presumpció de l’“standing” moral dels grups identitaris és fonamental per tal de considerar-los interlocutors vàlids amb interessos genuïns. També s’argumenta que la integració social en contextos multiculturals no depèn tant de l’eliminació del conflicte sinó, sobre tot, d’una gestió eficient que eviti abusos de poder sistemàtics. El model defensa el rol del dret en la institucionalització del diàleg intercultural, però admet que el diàleg no necessàriament condueix a l’acord o a una estructura reguladora coherent i uniforme. Les aspiracions del ordre jurídic pluralista són més modestes: afavorir la negociació i resolució en cada conflicte, malgrat la persistència de la fragmentació i la provisionalitat dels acords. La manca d'un marc regulador comú esdevé una virtut en la mesura que permet la interacció de diferents subordres; una interacció governada per una multiplicitat de regles no necessàriament harmòniques. Els avantatges i problemes d’aquest model s'analitzen a partir de l'anàlisi de l’estructura fragmentària de l'ordre jurídic internacional i del règim Europeu de drets humans.

Target-guided synthesis of metal-based phosphatase inhibitors

Report for the scientific sojourn at the Imperial College of London, United Kingdom, from 2007 to 2009. PTEN is a tumour suppressor enzyme that plays important roles in the PI3K pathway which regulates growth, proliferation and survival and is thus related to many human disorders such as diabetes, neurodegenerative diseases, cardiovascular complications and cancer. It is hence of great interest to understand in detail its molecular behaviour and to find small molecules that can switch on/off its activity. For this purpose, metal complexes have been synthesized and preliminary studies in vivo show that all are capable of inhibiting PTEN.

Genomics of wine yeast: functional analysis of new and variable genes

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a l’Institut National de la Recherche Agronomique, França, entre 2007 i 2009. Saccharomyces cerevisiae ha estat el llevat utilitzat durant mil.lenis en l'elaboració de vins. Tot i així, es té poc coneixement sobre les pressions de selecció que han actuat en la modelització del genoma dels llevats vínics. S’ha seqüenciat el genoma d'una soca vínica comercial, EC1118, obtenint 31 supercontigs que cobreixen el 97% del genoma de la soca de referència, S288c. S’ha trobat que el genoma de la soca vínica es diferencia bàsicament en la possessió de 3 regions úniques que contenen 34 gens implicats en funcions claus per al procés fermentatiu. A banda, s’han dut a terme estudis de filogènia i synteny (ordre dels gens) que mostren que una d'aquestes tres regions és pròxima a una espècie relacionada amb el gènere Saccharomyces, mentre que les altres dos regions tenen un origen no-Saccharomyces. S’ha identificat mitjançant PCR i seqüenciació a Zygosaccharomyces bailii, una espècie contaminant de les fermentacions víniques, com a espècie donadora d'una de les dues regions. Les hibridacions naturals entre soques de diferents espècies dins del grup Saccharomyces sensu stricto ja han estat descrites. El treball és el primer que presenta hibridacions entre espècies Saccharomyces i no-Saccharomyces (Z. bailii, en aquest cas). També s’assenyala que les noves regions es troben freqüent i diferencialment presents entre els clades de S. cerevisiae, trobant-se de manera gairebé exclusiva en el grup de les soques víniques, suggerint que es tracta d'una adquisició recent de transferència gènica. En general, les dades demostren que el genoma de les soques víniques pateix una constant remodelació mitjançant l'adquisició de gens exògens. Els resultats suggereixen que aquests processos estan afavorits per la proximitat ecològica i estan implicats en l'adaptació molecular de les soques víniques a les condicions d'elevada concentració en sucres, poc nitrogen i elevades concentracions en etanol.

Desenvolupament d'eines d'alta ressolució per al cribatge (screening) de l'activitat de fàrmacs

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Satandford University, EEUU, entre 2007 i 2009. Els darrers anys, hi ha hagut un avanç espectacular en la tecnologia aplicada a l’anàlisi del genoma i del proteoma (microarrays, PCR quantitativa real time, electroforesis dos dimensions, espectroscòpia de masses, etc.) permetent la resolució de mostres complexes i la detecció quantitativa de diferents gens i proteïnes en un sol experiment. A més a més, la seva importància radica en la capacitat d’identificar potencials dianes terapèutiques i possibles fàrmacs, així com la seva aplicació en el disseny i desenvolupament de noves eines de diagnòstic. L’aplicabilitat de les tècniques actuals, però, està limitada al nivell al que el teixit pot ser disseccionat. Si bé donen valuosa informació sobre expressió de gens i proteïnes implicades en una malaltia o en resposta a un fàrmac per exemple, en cap cas, s’obté una informació in situ ni es pot obtenir informació espacial o una resolució temporal, així com tampoc s’obté informació de sistemes in vivo. L’objectiu d’aquest projecte és desenvolupar i validar un nou microscopi, d’alta resolució, ultrasensible i de fàcil ús, que permeti tant la detecció de metabòlits, gens o proteïnes a la cèl•lula viva en temps real com l’estudi de la seva funció. Obtenint així una descripció detallada de les interaccions entre proteïnes/gens que es donen dins la cèl•lula. Aquest microscopi serà un instrument sensible, selectiu, ràpid, robust, automatitzat i de cost moderat que realitzarà processos de cribatge d’alt rendiment (High throughput screening) genètics, mèdics, químics i farmacèutics (per aplicacions diagnòstiques i de identificació i selecció de compostos actius) de manera més eficient. Per poder realitzar aquest objectius el microscopi farà ús de les més noves tecnologies: 1)la microscopia òptica i d’imatge, per millorar la visualització espaial i la sensibilitat de l’imatge; 2) la utilització de nous mètodes de detecció incloent els més moderns avanços en nanopartícules; 3) la creació de mètodes informàtics per adquirir, emmagatzemar i processar les imatges obtingudes.

Mètodes algebraics i de teoria de la prova per a la formalització del raonament vague

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Università degli studi di Siena, Italy , entre 2007 i 2009. El projecte ha consistit en un estudi de la formalització lògica del raonament en presència de vaguetat amb els mètodes de la Lògica Algebraica i de la Teoria de la Prova. S'ha treballat fonamental en quatre direccions complementàries. En primer lloc, s'ha proposat un nou plantejament, més abstracte que el paradigma dominant fins ara, per l'estudi dels sistemes de lògica borrosa. Fins ara en l'estudi d'aquests sistemes l'atenció havia recaigut essencialment en l'obtenció de semàntiques basades en tnormes contínues (o almenys contínues per l'esquerra). En primer nivell de major abstracció hem estudiat les propietats de completesa de les lògiques borroses (tant proposicionals com de primer ordre) respecte de semàntiques definides sobre qualsevol cadena de valors de veritat, no necessàriament només sobre l'interval unitat dels nombres reals. A continuació, en un nivell encara més abstracte, s’ha pres l'anomenada jerarquia de Leibniz de la Lògica Algebraica Abstracta que classifica tots els sistemes lògics amb un bon comportament algebraic i s'ha expandit a una nova jerarquia (que anomenem implicacional) que permet definir noves classes de lògiques borroses que contenen quasi totes les conegudes fins ara. En segon lloc, s’ha continuat una línia d'investigació iniciada els darrers anys consistent en l'estudi de la veritat parcial com a noció sintàctica (és a dir, com a constants de veritat explícites en els sistemes de prova de les lògiques borroses). Per primer cop, s’ha considerat la semàntica racional per les lògiques proposicionals i la semàntica real i racional per les lògiques de primer ordre expandides amb constants. En tercer lloc, s’ha tractat el problema més fonamental del significat i la utilitat de les lògiques borroses com a modelitzadores de (part de) els fenòmens de la vaguetat en un darrer article de caràcter més filosòfic i divulgatiu, i en un altre més tècnic en què defensem la necessitat i presentem l'estat de l'art de l'estudi de les estructures algèbriques associades a les lògiques borroses. Finalment, s’ha dedicat la darrera part del projecte a l'estudi de la complexitat aritmètica de les lògiques borroses de primer ordre.

Registre isotòpic d'alquenones i lípids terrestres en sediment marí: una reconstrucció paleoclimàtica a l'oceà Índic

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Institute of mineralogy and geochemistry de la University of Lausanne, Suïssa, entre 2007 i 2009. Durant l’última dècada, la comunitat científica ha reconegut que les zones tropicals juguen un paper clau en els processos dinàmics que controlen el canvi climàtic global, probablement com a desencadenant dels canvis succeïts en altes latituds. A més a més, els sediments dels oceans tropicals, en trobar-se fora de l’impacte directe de les plaques de gel continentals creades durant les glaciacions, proporcionen un registre continu de les variacions climàtiques del planeta. Malgrat tot, encara hi ha moltes incògnites sobre el paper específic de les zones tropicals, especialment pel que fa a les variacions brusques suborbitals, degut als pocs registres d’alta resolució estudiats en aquestes àrees que abastin varis cicles glacial/interglacial. Per tal d’ajudar a clarificar el paper de les zones tropicals de l’hemisferi sud en el control del clima a escala mil•lenària s’ha estudiat la distribució i la composició isotòpica de biomarcadors moleculars marins i terrestres, a baixa resolució, en el testimoni MD98-2165 (9º39’S, 118º20’E, 2100 m de profunditat d’aigua, 42.3 m de llarg) està situat al sud-oest d’Indonèsia, on s’enregistren les temperatures superficials del mar més elevades del planeta i una elevada activitat convectiva, que té una influència en la distribució de la humitat atmosfèrica en una extensa superfície de la Terra. Les distribucions observades de biomarcadors terrígens (C23-C33 n-alcans i C20-C32 n-alcan-1-ols) són típiques del lipids de plantes superiors que arriben a l’oceà principalment per via eòlica. L’alcà de 31 àtoms de carboni i els alcohols de 28 o 32 àtoms de carboni són els homòlegs més abundants en ambdós testimonis. Cal destacar l’alcohol C32 com a homòleg principal durant les èpoques glacials, tot suggerint una expansió de les plantes tropicals C4 associada a unes condicions més àrides. La procedència d’aquests lipids queda corroborada mitjançant la seva composició isotòpica de carboni, que ens permet diferenciar la ruta fotosintètica emprada i per tant, entre el tipus de plantes.