Cross-resistance following artificial selection for increased defense against parasitoids in Drosophila melanogaster

An increase in resistance to one natural enemy may result in no correlated change, a positive correlated change, or a negative correlated change in the ability of the host or prey to resist other natural enemies. The type of specificity is important in understanding the evolutionary response to natural enemies and was studied here in a Drosaphila-parasitoid system. Drosophila melanogaster lines selected for increased larval resistance to the endoparasitoid wasps Asobara tabida or Leptopilina boulardi were exposed to attack by A. tabida, L. boulardi and Leptopilina heterotama at 15 degrees C, 20 degrees C, and 25 degrees C. In general, encapsulation ability increased with temperature, with the exception of the lines selected against L. boulardi, which showed the opposite trend. Lines selected against L, boulardi showed large increases in resistance against all three parasitoid species, and showed similar levels of defense against A. tabida to the lines selected against that parasitoid. In contrast, lines selected against A. tabida showed a large increase in resistance to A. tabida and generally to L. heterotoma, but displayed only a small change in their ability to survive attack by L. boulardi. Such asymmetries in correlated responses to selection for increased resistance to natural enemies may influence host-parasitoid community structure.

Association between feeding rate and parasitoid resistance in Drosophila melanogaster

Replicate lines of Drosophila melanogaster have been selected for increased resistance against one of two species of parasitoid wasp, Asobara tabida and Leptopilina boulardi. In both cases, it has been shown that an improved ability to mount an immunological defense against the parasitoid's egg is associated with reduced survival when the larvae are reared under conditions of low resource availability and thus high competition. We show here that in both sets of selected lines, lower competitive ability is associated with reduced rates of larval feeding, as measured by the frequency of retractions of the cephalopharyngeal skeleton. This suggests that the same or similar physiological processes are involved in the trade-off between competition and resistance against either parasitoid and shows how the interaction between adaptations for competition and natural enemy resistance may be mediated.

Effective elements of cognitive behaviour therapy for psychosis: results of a novel type of subgroup analysis based on principal stratification

Background. Meta-analyses show that cognitive behaviour therapy for psychosis (CBT-P) improves distressing positive symptoms. However, it is a complex intervention involving a range of techniques. No previous study has assessed the delivery of the different elements of treatment and their effect on outcome. Our aim was to assess the differential effect of type of treatment delivered on the effectiveness of CBT-P, using novel statistical methodology. Method. The Psychological Prevention of Relapse in Psychosis (PRP) trial was a multi-centre randomized controlled trial (RCT) that compared CBT-P with treatment as usual (TAU). Therapy was manualized, and detailed evaluations of therapy delivery and client engagement were made. Follow-up assessments were made at 12 and 24 months. In a planned analysis, we applied principal stratification (involving structural equation modelling with finite mixtures) to estimate intention-to-treat (ITT) effects for subgroups of participants, defined by qualitative and quantitative differences in receipt of therapy, while maintaining the constraints of randomization. Results. Consistent delivery of full therapy, including specific cognitive and behavioural techniques, was associated with clinically and statistically significant increases in months in remission, and decreases in psychotic and affective symptoms. Delivery of partial therapy involving engagement and assessment was not effective. Conclusions. Our analyses suggest that CBT-P is of significant benefit on multiple outcomes to patients able to engage in the full range of therapy procedures. The novel statistical methods illustrated in this report have general application to the evaluation of heterogeneity in the effects of treatment.

Regulation of the ERK subgroup of MAP kinase cascades through G protein-coupled receptors.

The extracellularly-responsive kinase (ERK) subfamily of mitogen-activated protein kinases (MAPKs) has been implicated in the regulation of cell growth and differentiation. Activation of ERKs involves a two-step protein kinase cascade lying upstream from ERK, in which the Raf family are the MAPK kinase kinases and the MEK1/MEK2 isoforms are the MAPK kinases. The linear sequence of Raf --> MEK --> ERK constitutes the ERK cascade. Although the ERK cascade is activated through growth factor-regulated receptor protein tyrosine kinases, they are also modulated through G protein-coupled receptors (GPCRs). All four G protein subfamilies (Gq/11 Gi/o, Gs and G12/13) influence the activation state of ERKs. In this review, we describe the ERK cascade and characteristics of its activation through GPCRs. We also discuss the identity of the intervening steps that may couple agonist binding at GPCRs to activation of the ERK cascade.

Potential sites of triple-helical nucleic acid formation in chromosomes of Rhynchosciara (Diptera: Sciaridae) and Drosophila melanogaster

Antibodies to specific nucleic acid conformations are amongst the methods that have allowed the study of non-canonical (Watson-Crick) DNA structures in higher organisms. In this work, the structural limitations for the immunological detection of DNA.RNA hybrid duplexes were examined using specific RNA homopolymers as probes for homopolymer polydeoxyadenylic acid (poly(dA)).polydeoxythymidylic acid (poly(dT))-rich regions of Rhynchosciara americana (Diptera: Sciaridae) chromosomes. Anti-DNA.RNA duplexes did not react with the complex formed between chromosomal poly(dA) and exogenous polyuridylic acid (poly(rU)). Additionally, poly(rU) prevented the detection of polyadenylic acid.poly(dT) hybrid duplexes preformed in situ. These results raised the possibility that three-stranded structures rather than duplexes were formed in chromosomal sites. To test this hypothesis, the specificity of antibodies to triple-helical nucleic acids was reassessed employing distinct nucleic acid configurations. These antibodies were raised to the poly(dA).poly(rU).poly(rU) complex and have been used here for the first time in immunocytochemistry. Anti-triplex antibodies recognised the complex poly(dA).poly(rU).poly(rU) assembled with poly(rU) in poly(dA).poly(dT)-rich homopolymer regions of R. americana chromosomes. The antibodies could not detect short triplex stretches, suggesting the existence of constraints for triple-helix detection, probably related to triplex tract length. In addition, anti-poly(dA).poly(rU).poly(rU) antibodies reacted with the pericentric heterochromatin of RNase-treated polytene chromosomes of R. americana and Drosophila melanogaster. In apparent agreement with data obtained in cell types from other organisms, the results of this work suggest that significant triple-helix DNA extensions can be formed in pericentric regions of these species.

Monitoramento do impacto de dejetos industriais em amostras de água do Rio Caí através do teste SMART em Dorsophila melanogaster

O presente estudo teve como objetivos (i) avaliar a validade do emprego do teste SMART, em Drosophila melanogaster, como indicador da contaminação de amostras de água superficial associada a misturas complexas, (ii) detectar a atividade tóxico-genética de dejetos industriais, lançados no rio Caí, empregando o cruzamento aprimorado. Dentro desta perspectiva, pretendeu também (iii) comparar os dados obtidos para as amostras sob influência de despejos industriais com aqueles previamente observados para amostras sob influência de dejetos de origem urbana, provenientes das cidades de Montenegro e São Sebastião do Caí (Silva., 1999). Na tentativa de avaliar a genotoxicidade, associada ao curso final do rio Caí, foram selecionados os seguintes pontos de coleta de despejos industriais: Km 18,6 - situado na foz do arroio Bom Jardim, próximo à área de disposição do efluente final líquido e da drenagem das áreas de disposição dos resíduos sólidos do complexo industrial – e Km 13,6 - no canal da bacia de acumulação e segurança 7 do pólo industrial Neste ensaio genético, cada amostra industrial foi administrada às larvas de terceiro estágio em duas diluições (25% e 50%), bem como na sua forma crua (100%) - sendo avaliados um total de 40 indivíduos por amostra por concentração, totalizando a análise de 11.712.000 células por amostra. Foram utilizados dois controles negativos, o controle de campo – representado pela nascente de um riacho localizada em uma área conservada com fraca ação antrópica e próxima aos pontos do rio – assim como o diluente água destilada. Uma vez que as freqüências das diferentes categorias de manchas não foram significantemente superiores àquelas observadas nos controles negativos (água destilada), os pontos Km 18,6 e Km 13,6 foram caracterizados como destituídos de ação genotóxica nos três meses de coleta : março, junho e setembro. Estes achados sugerem que, nas condições experimentais empregadas, os dejetos de origem industrial não foram capazes de induzir lesões do tipo mutação gênica, cromossômica, assim como eventos relacionados com recombinação mitótica. Por outro lado, a comparação dos dados obtidos no presente estudo com os observados por Silva (1999) para dejetos urbanos, revelou a validade do emprego do teste SMART como uma ferramenta para detecção de contaminação ambiental. De fato, as amostras urbanas referentes aos meses de março (Km 52, 78 e 80) e setembro (Km 52) – coletadas concomitantemente com as de origem industrial – foram diagnosticadas como indutoras de aneuploidias e/ou de grandes deleções cromossômicas. As potências genotóxicas médias estimadas mostraram que o Km 80 foi o local com o maior grau de genotoxicidade – seguido pelos Km 78 e 52 – que apresentaram potências semelhantes Considerando os resultados obtidos, em cinco pontos situados ao longo do curso final do rio Caí, conclui-se que os prejuízos causados pelos dejetos urbanos podem ser tão ou mais nocivos que os impostos pelos de origem industrial – especialmente em função de seu grande volume de lançamento.

Efeito do trans-resveratrol sobre a longevidade e o metabolismo de glicogênio de Drosophila melanogaster em diferentes idades

O trans-resveratrol é uma fitoalexina natural encontrada em uvas, amoras, amendoim e muitas espécies de plantas. Em uvas o trans-resveratrol é responsável pela proteção natural contra doenças e sua concentração depende da origem geográfica, da variedade e dos métodos de fabricação do vinho; sendo considerado por muitos autores como um geroprotetor. O objetivo do presente trabalho foi verificar o efeito do transresveratrol na longevidade e no metabolismo de carboidratos (glicogênio, atividade e expressão da enzima glicogênio fosforilase - GFT) de Drosophila melanogaster em diferentes idades (0, 7, 14, 18 e 21 dias). Para a análise da longevidade espécimes de D. melanogaster com idade de 10 dias foram colocados em vidros contendo meio de cultura padrão acrescido de água ou dimetilsulfóxido (DMSO) 0,03%, ou trans-resveratrol nas concentrações de 1, 10 ou 20μM para ovoposição durante 24 horas, a prole recebeu os seus respectivos tratamentos durante toda a vida. Para as análises do metabolismo de glicogênio os espécimes de D. melanogaster foram colocados em meio de cultura padrão adicionado de água ou dimetilsulfóxido 0,03% (DMSO) ou ainda, trans-resveratrol na concentração de 1μM dissolvido em DMSO (0,03%) para ovoposição; seus ovos foram mantidos até a eclosão, durante a fase adulta os animais continuaram a receber os seus respectivos tratamentos até os pontos em que foram feitas as determinações bioquímicas e moleculares. Os resultados indicam que o tratamento com trans-resveratrol modulou o metabolismo de carboidratos em fêmeas e em machos de forma diferenciada; contudo, este composto não foi capaz de alterar a expressão gênica da GFT. Nas fêmeas tratadas com trans-resveratrol 1μM verificou-se um aumento de 127% na longevidade quando comparado ao grupo controle. Já nos machos tratados com trans-resveratrol 1μM observou-se um acréscimo de 50% na longevidade quando comparado ao grupo controle. Em ambos sexos tratados com Trans-resveratrol 10 e 20μM não houve aumento significativo da longevidade. Com base nos resultados podemos sugerir que o trans-resveratrol como outros antioxidantes descritos na literatura tem seus efeitos benéficos na menor dose administrada, podendo nas doses mais elevadas estar atuando como um pró-oxidante. Os resultados obtidos sugerem que o trans-resveratrol modula o metabolismo do glicogênio tanto em machos como em fêmeas e aumenta a longevidade do modelo experimental testado.

Os efeitos do plasma não térmico à pressão atmosférica no desenvolvimento larval e anomalias morfológicas de Drosophila Melanogaster

O plasma não térmico nos cuidados de saúde é um campo emergente que tem as suas raízes na ciência de plasmas. Este tipo de investigação tem crescido rapidamente e é agora objeto de um amplo esforço de pesquisa interdisciplinar envolvendo a medicina, a biologia, a física, a química e a engenharia. Têm sido feitos vários trabalhos de modo a elucidar quais as interações das espécies produzidas pelo plasma com os sistemas vivos. É evidente que o mecanismo da interação do plasma com os sistemas vivos é complexo, em parte devido à complexidade do plasma mas principalmente devido à enorme complexidade da biologia. O principal objetivo desta dissertação foi observar os efeitos do plasma não térmico à pressão atmosférica (PNTPAs) no desenvolvimento larval e anomalias morfológicas de Drosophila melanogaster. Para o efeito, foram expostas e analisadas fenotipicamente 2.566 larvas após exposição, dos diferentes estádios (1.º, 2.º e 3.º) de desenvolvimento. Os testes foram realizados com aplicações de plasma com e sem ultra violeta, em duas linhas diferentes de Drosophila; uma linha selvagem preparada por nós e uma linha laboratorial. A análise fenotípica revelou que após exposição as larvas apresentavam alterações no fenótipo e no comportamento que não foram observadas no controlo, nomeadamente anomalias nas mudas, traqueias partidas, formação de massas melanóticas que podiam persistir até à fase adulta, excesso de gotículas lipídicas, atraso no desenvolvimento, comportamento de não alimentação e formação de pupa imatura que levava à formação de pupa precoce e morte pupal. Na fase pupal, as anomalias mais comuns estavam relacionadas com a forma do pupário (causadas pela pipação prematura), apresentando um desenvolvimento aberrante. Entre os vários fenótipos observados, o mais significativo foi o criptocefálico (alterações na eversão dos discos imaginais) levando à morte pupal. Nos adultos, as principais anomalias morfológicas foram registadas na formação e segmentação das patas, na forma e padrão das nervuras das asas e na formação do tórax. A similaridade destes resultados com trabalhos publicados relacionados com a hormona esteróide ecdisona indicam que provavelmente o PNTPA poderá ter influenciado a biossíntese e/ou a regulação da ecdisona, a principal hormona que regula o desenvolvimento e a metamorfose em Drosophila.

Association of ABO gene mutations resulting in a rare B subgroup

Background and Objectives B subgroups are rare and the genetic analysis reported to date has been limited.Materials and Methods Serological and molecular investigations were performed in blood from a B-subgroup donor.Results Red cells did not react with anti-B and anti-AB reagents. However, cells absorbed anti-B. Red cells presented positive reactions with anti-H, and saliva secreted H substance. The molecular study demonstrated a B allele with the substitutions 467C>T, 646T>A, 681G>A, 771C>T, 796C>A, 803G>C, 829G>A and an 0 allele with the sequence of 002.Conclusions It is probable that the presence in exon 7 of some of the 002 substitutions could have weakened the enzymatic activity of the encoded B transferase.

Copy number of P elements, KP/full-sized P element ratio and their relationships with environmental factors in Brazilian Drosophila melanogaster populations

The P transposable element copy numbers and the KP/full-sized P element ratios were determined in eight Brazilian strains of Drosophila melanogaster. Strains from tropical regions showed lower overall P element copy numbers than did strains from temperate regions. Variable numbers of full-sized and defective elements were detected, but the full-sized P and KP elements were the predominant classes of elements in all strains. The full-sized P and KP element ratios were calculated and compared with latitude. The northernmost and southernmost Brazilian strains showed fewer full-sized elements than KP elements per genome, and the strains from less extreme latitudes had many more full-sized P than KP elements. However, no clinal variation was observed. Strains from different localities, previously classified as having P cytotype, displayed a higher or a lower proportion of KP elements than of full-sized P elements, as well as an equal number of the two element types, showing that the same phenotype may be produced by different underlying genomic components of the P-M system.

Distribution of the Bari-I transposable element in stable hybrid strains between Drosophila melanogaster and Drosophila simulans and in Brazilian populations of these species

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

Determination of the probable ontogenic time of action of lethal factors on the second chromosome of Drosophila melanogaster derived from a natural population

From the study of the genetic load of second chromosome factors in a natural population of Drosophila melanogaster, 15 lethal-bearing strains were recovered and maintained in the laboratory balanced against Ins (2L + 2R), Cy, L-4. For each lethal factor, the probable time of action during development was determined by the appearance of a sharp reduction, at any given stage, in the frequency of individuals compared to that expected in the absence of the lethal factor. Carried out in this way, the analysis suggested that seven were embryonic lethals, two larval lethals and three pupal lethals. Additionally, three gave no evidence of affecting any of the above-mentioned stages; these are interpreted as gametic lethals.

The distribution of the P-M hybrid dysgenesis system in Drosophila melanogaster strains from Brazil

Wild-caught flies of Drosophila melanogaster from seven natural populations of extreme regions of Brazil (Sao Luis, MA; Teresina, PI; Rio Cipo, MG; Maringa, PR; Sao Jose do Rio Preto, SP; Joinville, SC; and Porto Alegre, RS) were studied with the purpose of evaluating hybrid dysgenesis due to mobilization of P elements and the regulatory capacity of the strains' cytotypes. Diagnostic crosses were made and the strains classified according to their P-M phenotypes. Four strains were classified as moderate P (MA, MG, PI, and SP), two as Q (PR and RS) and one as M' (SC). Females of southern strains (PR, SC, and RS) presented in A crosses lower degrees of gonadal dysgenesis scores than those from northern strains (MA and PI).

Esterase patterns and phylogenetic relationships of Drosophila species in the saltans subgroup (saltans group)

The esterase patterns of sixteen strains from four species in the saltans subgroup were analyzed using polyacrylamide gel electrophoresis. Thirty-four esterase bands were detected. By using alpha and beta naphthyl acetates as substrates, they were classified in 18 alpha-esterases (they hydrolyse the alpha-naphtyl substrate), 15 beta-esterases (they hydrolyse the beta-naphtyl substrate) and 1 alpha/beta-esterase (it hydrolyses the alpha and beta-naphtyl substrates). Among the alpha-esterases, three were detected exclusively in males. Malathion, Eserine and pCMB were used as inhibitors in order to characterize biochemically the esterases. The results indicated the presence of cholinesterases, carboxylesterases and acetylesterases. The degree of mobility of the bands in the gels, their specificity to alpha and beta naphthyl acetates and the results of the inhibition tests allowed us to recognize tentatively nine genetic loci. Phylogenetic relationships among species inferred on the basis of the esterase patterns by PAUP 4.0 b8, with neighbor-joining search and a bootstrap analysis showed that, although the four species are closely related, D. septentriosaltans, D. saltans and D. austrosaltans are closer to each other than to D. prosaltans. These results showed to be consistent with phylogenetic relationships previously inferred from inversion polymorphism.