Linking carbon metabolism to carotenoid production in mycobacteria using Raman spectroscopy

Bacteria can utilize multiple sources of carbon for growth, and for pathogenic bacteria like Mycobacterium tuberculosis, this ability is crucial for survival within the host. In addition, phenotypic changes are seen in mycobacteria grown under different carbon sources. In this study, we use Raman spectroscopy to analyze the biochemical components present in M. smegmatis cells when grown in three differently metabolized carbon sources. Our results show that carotenoid biosynthesis is enhanced when M. smegmatis is grown in glucose compared to glycerol and acetate. We demonstrate that this difference is most likely due to transcriptional upregulation of the carotenoid biosynthesis operon (crt) mediated by higher levels of the stress-responsive sigma factor SigF. Moreover, we find that increased SigF and carotenoid levels correlate with greater resistance of glucose-grown cells to oxidative stress. Thus, we demonstrate the use of Raman spectroscopy in unraveling unknown aspects of mycobacterial physiology and describe a novel effect of carbon source variation on mycobacteria.

Biology and Fishery of Florida's commercial sponges

(PDF has 2 pages.)

Taxonomy and distribution of the boring sponges (Clionidae) along the Atlantic coast of North America

Covers the history of the study of boring sponges, taxonomy and distributions. Also includes identification of species, descriptions, key, references and plates. (PDF contains 30 pages)

Produção de carotenoides em culturas in vitro de Cleome rosea Vahl ex DC (Capparaceae) e avaliação de sua toxicidade e potencial antioxidante

A produção e a otimização de substâncias de valor medicinal têm sido alcançadas pelo uso das técnicas de cultura de tecidos vegetais, que têm apresentado grande relevância quando se considera o status de conservação de uma espécie ou sua ocorrência em ambientes ameaçados. No presente trabalho foi avaliada a produção de carotenoides em culturas de calos e células em suspensão de Cleome rosea Vahl ex DC, espécie nativa encontrada em áreas de restinga nos estados do Rio de Janeiro e de São Paulo. Plantas micropropagadas obtidas a partir de raízes produzidas in vitro foram usadas como fonte de explantes para o início das culturas de calos. A produção de massa calogênica foi avaliada em meio MS suplementado com diferentes concentrações das auxinas ácido 2,4-diclorofenoxiacético e ácido 4-amino- 3,5,6-tricloropicolínico, na presença de luz ou no escuro. O uso de diferentes meios básicos de cultura (B5, Nitsch, White) também foi avaliado. A calogênese foi induzida em todos os tratamentos, entretanto a maior produção de biomassa foi alcançada pelas culturas mantidas na presença de luz. A maior produção de massa calogênica foi obtida em culturas iniciadas no meio MS suplementado com 0,2 mg.L-1 de 2,4-D. A exposição das culturas à luz foi um fator essencial para a produção de carotenoides, que só ocorreu nas culturas mantidas nessa condição. Culturas de calos foram submetidas a tratamentos com substâncias elicitoras (extrato de levedura, metil jasmonato, quitosana) em diferentes concentrações e por um período de exposição de sete ou 14 dias visando otimizar a produção do pigmento. A maior produção de carotenoides nas culturas elicitadas foi alcançada com o tratamento com metil jasmonato (MJ) na concentração de 300 μM, independentemente do tempo de exposição ao elicitor. Análises cromatográficas mostraram que o processo de elicitação com MJ induziu ao aumento na produção de β-caroteno. Calos elicitados nessa condição foram usados para iniciar culturas de células em suspensão (CCS). Estas culturas foram acompanhadas por três subculturas realizadas a cada 20 dias, durante a fase exponencial de crescimento. Embora as CCS tenham mantido uma produção de biomassa constante ao longo das subculturas, os valores de produção de carotenoides foram inferiores àqueles alcançados pelas culturas de calos e não houve diferenças estatísticas significativas quando comparadas às CCS iniciadas a partir de calos não elicitados. Extratos de calos produzidos em meio MS suplementado com 0,2 mg.L-1 de 2,4-D foram avaliados quanto à sua capacidade antioxidante por meio da incubação dos extratos com DNA plasmidial em presença de cloreto estanoso (SnCl2), um potente agente redutor capaz de produzir quebras na molécula de DNA. Os extratos foram avaliados em concentrações crescentes (25 - 500 μg.mL-1) e apresentaram uma proteção dose dependente à ação do SnCl2. Estudos de toxicidade com o modelo de Artemia salina demonstraram que os extratos não apresentaram toxicidade nas concentrações avaliadas. Os resultados alcançados mostram que a elicitação foi eficiente para a otimização da produção de β-caroteno nas culturas in vitro e que os extratos obtidos a partir desses materiais apresentaram atividade antioxidante, indicando o êxito das técnicas de cultura de tecidos para a produção deste metabólito sob condição in vitro.

Juvenile Red Rockfish, Sebastes sp., Associations with Sponges in the Gulf of Alaska

In 2001, a research submersible was used to survey seafloor habitat and associated benthos in the northeastern Gulf of Alaska. One inspected site had a uniform sand-silt substrate, punctuated by widely spaced (10–20 m apart) boulders. Two-thirds of the boulders had sponge, Aphrocallistes sp., colonies. Eighty-two juvenile (5–10 cm) red rockfish (Sebastes sp.) were also observed during the dive, and all of these fish were closely associated with the sponges. No juvenile red rockfish were seen in proximity to boulders without sponges, nor were any observed on the sand-silt substrate between boulders.

Trawl-induced Damage to Sponges Observed From a Research Submersible

Three experimental trawl paths subjected to a single pass with the trawl in 1996 in about 200 m of water on the eastern Gulf of Alaska continental shelf were revisited in July 1997, 1 year post-trawl. Many large, erect sponges, the taxa impacted most significantly, had been removed or damaged by the trawl. Sponges in the cold, deep water of the Gulf of Alaska were slow to recover from trawling effects. These findings contrast with recovery times for shallow, warmwater sponges and may have fishery management implications for cold-water regions.

A guide to the deep-water sponges of the Aleutian Island Archipelago

The first dedicated collections of deep-water (>80 m) sponges from the central Aleutian Islands revealed a rich fauna including 28 novel species and geographical range extensions for 53 others. Based on these collections and the published literature, we now confirm the presence of 125 species (or subspecies)of deep-water sponges in the Aleutian Islands. Clearly the deep-water sponge fauna of the Aleutian Islands is extraordinarily rich and largely understudied. Submersible observations revealed that sponges, rather than deep-water corals, are the dominant feature shaping benthic habitats in the region and that they provide important refuge habitat for many species of fish and invertebrates including juvenile rockfish (Sebastes spp.) and king crabs (Lithodes sp). Examination of video footage collected along 127 km of the seafloor further indicate that there are likely hundreds of species still uncollected from the region, and many unknown to science. Furthermore, sponges are extremely fragile and easily damaged by contact with fishing gear. High rates of fishery bycatch clearly indicate a strong interaction between existing fisheries and sponge habitat. Bycatch in fisheries and fisheries-independent surveys can be a major source of information on the location of the sponge fauna, but current monitoring programs are greatly hampered by the inability of deck personnel to identify bycatch. This guide contains detailed species descriptions for 112 sponges collected in Alaska, principally in the central Aleutian Islands. It addresses bycatch identification challenges by providing fisheries observers and scientists with the information necessary to adequately identify sponge fauna. Using that identification data, areas of high abundance can be mapped and the locations of indicator species of vulnerable marine ecosystems can be determined. The guide is also designed for use by scientists making observations of the fauna in situ with submersibles, including remotely operated vehicles and autonomous underwater vehicles.