Functional diversity of bacterial genes associated with aromatic hydrocarbon degradation in anthropogenic dark earth of Amazonia

The objective of this work was to evaluate the catabolic gene diversity for the bacterial degradation of aromatic hydrocarbons in anthropogenic dark earth of Amazonia (ADE) and their biochar (BC). Functional diversity analyses in ADE soils can provide information on how adaptive microorganisms may influence the fertility of soils and what is their involvement in biogeochemical cycles. For this, clone libraries containing the gene encoding for the alpha subunit of aromatic ring-hydroxylating dioxygenases (alpha-A RH D bacterial gene) were constructed, totaling 800 clones. These libraries were prepared from samples of an ADE soil under two different land uses, located at the Caldeirao Experimental Station secondary forest (SF) and agriculture (AG)-, and the biochar (SF_BC and AG_BC, respectively). Heterogeneity estimates indicated greater diversity in BC libraries; and Venn diagrams showed more unique operational protein clusters (OPC) in the SF_BC library than the ADE soil, which indicates that specific metabolic processes may occur in biochar. Phylogenetic analysis showed unidentified dioxygenases in ADE soils. Libraries containing functional gene encoding for the alpha subunit of the aromatic ring-hydroxylating dioxygenases (ARHD) gene from biochar show higher diversity indices than those of ADE under secondary forest and agriculture.

Amplicon DNA melting analysis for the simultaneous detection of Brucella spp and Mycobacterium tuberculosis complex. Potential use in rapid differential diagnosis between extrapulmonary tuberculosis and focal complications of brucellosis.

Some sites of extrapulmonary tuberculosis and focal complications of brucellosis are very difficult to differentiate clinically, radiologically, and even histopathologically. Conventional microbiological methods for the diagnosis of extrapulmonary tuberculosis and complicated brucellosis not only lack adequate sensitivity, they are also time consuming, which could lead to an unfavourable prognosis. The aim of this work was to develop a multiplex real-time PCR assay based on SYBR Green I to simultaneously detect Brucella spp and Mycobacterium tuberculosis complex and evaluate the efficacy of the technique with different candidate genes. The IS711, bcsp31 and omp2a genes were used for the identification of Brucella spp and the IS6110, senX3-regX3 and cfp31 genes were targeted for the detection of the M. tuberculosis complex. As a result of the different combinations of primers, nine different reactions were evaluated. A test was defined as positive only when the gene combinations were capable of co-amplifying both pathogens in a single reaction tube and showed distinguishable melting temperatures for each microorganism. According to the melting analysis, only three combinations of amplicons (senX3-regX3+bcsp31, senX3-regX3+IS711 and IS6110+IS711) were visible. Detection limits of senX3-regX3+bcsp31 and senX3-regX3+IS711 were of 2 and 3 genome equivalents for M. tuberculosis complex and Brucella while for IS6110+IS711 they were of 200 and 300 genome equivalents, respectively. The three assays correctly identified all the samples, showing negative results for the control patients. The presence of multicopy elements and GC content were the components most influencing the efficiency of the test; this should be taken into account when designing a multiplex-based SYBR Green I assay. In conclusion, multiplex real time PCR assays based on the targets senX3-regX3+bcsp31 and senX3-regX3+IS711 using SYBR Green I are highly sensitive and reproducible. This may therefore be a practical approach for the rapid differential diagnosis between extrapulmonary tuberculosis and complicated brucellosis.

Avaliação do potencial biotecnológico de linhagens mutantes de Rhizobium tropici

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Expresión de genes placentarios y análisis de sus productos proteicos: Relación con genes homólogos bacterianos

La diferenciación celular es la resultante del control de la expresión de un conjunto de genes específicos que determinan las características funcionales y morfológicas de una célula. Diversas causas inductoras de tumores alteran el control genético en células completamente diferenciadas, promoviendo entre los numerosos disturbios moleculares, la activa expresión de genes que deberían estar reprimidos. En las etapas prematuras de su desarrollo la placenta humana posee propiedades biológicas que se asemejan a las de un tumor, como por ejemplo el activo crecimiento tisular, la invasividad y la expresión de proteínas que no se encuentran habitualmente en tejidos normales sino solamente en condiciones de transformación tumoral. En condiciones normales sintetiza y secreta una variedad de esteroides (progesterona y estradiol), enzimas involucradas en su síntesis (3beta-SDH, aromatasa), hormonas peptídicas (HCG, HPL) y proteínas específicas del embarazo, entre ellas las denominadas PSG. Objetivos Generales: Comprende el estudio de la expresión, regulación y probable funcionalidad de genes placentales tanto en condiciones fisiológicas como patológicas. Se caracterizarán secuencias de DNA y proteínas que intervienen en el control de esos genes. Se analizarán algunos genes que determinan la patogénesis bacteriana. Objetivos Específicos. Comprende las siguientes actividades: Tema 1: Expresión y funcionalidad de genes PSG y de 3beta-SDH. Tema 2: Expresión diferencial de genes en tumores trofoblásticos (Mola Hidatiforme). Tema 3: Caracterización topográfica-funcional de 3beta-SDH. Relación con otras enzimas esteroidogénicas. Tema 4: Estudios de genes y productos de organismos procariotas. Tema 5: Aplicaciones de la Biología Molecular en: a) Diagnóstico de enfermedades Hematológicas y Endocrinológicas. b) Tipificación de bacterias patógenas

Caracterização molecular da resistência a antimicrobianos em Escherichia coli produtoras de β-lactamases de espectro alargado isoladas em cães e estudo da partilha de clones bacterianos entre animais de companhia e coabitantes humanos

A pressão seletiva originada pelo uso excessivo de antimicrobianos na medicina humana e veterinária tem contribuído para a emergência de estirpes bacterianas multirresistentes, sendo os estudos mais escassos relativamente à sua presença nos animais de companhia. Porque os animais e os seus proprietários partilham o mesmo espaço habitacional, apresentando comportamentos de contacto próximo, existe uma hipótese elevada de transferência microbiana inter-espécie. Ante esta possibilidade é importante escrutinar o papel dos animais de companhia enquanto reservatórios de estirpes e de genes de resistência, bem como a sua envolvência na disseminação de estirpes bacterianas multirresistentes. Importa também, investigar o papel das superfícies e objetos domésticos partilhados por ambos, como potenciadores deste fenómeno. O objetivo deste trabalho foi, identificar o filogrupo e fazer a caracterização molecular dos genes que conferem resistência aos β-lactâmicos e às quinolonas, em quarenta isolados de Escherichia coli produtoras de β-lactamases de espectro alargado (ESBL), obtidas em zaragatoas fecais de cães consultados no Hospital Veterinário do ICBAS-UP. Complementarmente pretendeu-se inferir sobre a partilha de clones de Escherichia coli e Enterococcus spp. com elevadas resistências, em cinco agregados familiares (humanos e seus animais de companhia) assim como avaliar a potencial disseminação de estirpes multirresistentes no ambiente doméstico. Previamente foram recolhidas zaragatoas de fezes, pelo e mucosa oral dos animais e em alguns casos, dos seus proprietários, e ainda do ambiente doméstico. As zaragatoas foram processadas e as estirpes isoladas com base em meios seletivos. Foram realizados testes de suscetibilidade antimicrobiana de modo a estabelecer o fenótipo de resistência de cada isolado. O DNA foi extraído por varias metodologias e técnicas de PCR foram utilizadas para caracterização de filogrupos (Escherichia coli) e identificação da espécie (Enterococcus spp.). A avaliação da proximidade filogenética entre isolados foi efetuada por ERIC PCR e PFGE. No conjunto de quarenta isolados produtores de ESBL e/ou resistentes a quinolonas verificou-se que 47,5% pertenciam ao filogrupo A, havendo uma menor prevalência do filogrupo D (25,0%), B1 (17,5%), e B2 (10,0%).A frequência de resistência nestes isolados é factualmente elevada, sendo reveladora de uma elevada pressão seletiva. Com exceção de dois isolados, os fenótipos foram justificados pela presença de β-lactamases. A frequência da presença de genes foi: 47% blaTEM, 34% blaSHV, 24% blaOXA , 18% blaCTX-M-15, 8% blaCTX-M-2, 3% blaCTX-M-9. Nos isolados resistentes às quinolonas verificou-se maioritariamente a presença de mutações nos genes cromossomais gyrA e parC, e em alguns casos a presença de um determinante de resistência mediado por plasmídeo – qnrS. Nos cinco “agregados familiares” (humanos e animais) estudados foi observada uma partilha frequente de clones de E. coli e Enterococcus faecalis com múltiplas resistências, isolados em fezes e mucosa oral de cães e gatos e fezes e mãos dos respetivos proprietários, evidenciando-se assim uma possível transferência direta entre coabitantes (agregados A, C, D, E). Ficou também comprovado com percentagens de similaridade genotípica superiores a 94% que essa disseminação também ocorre para o ambiente doméstico, envolvendo objetos dos animais e de uso comum (agregados A, E). Os resultados obtidos reforçam a necessidade de um uso prudente dos antimicrobianos, pois elevados padrões de resistências terão um impacto não só na qualidade de vida dos animais mas também na saúde humana. Adicionalmente importa sensibilizar os proprietários para a necessidade de uma maior vigilância relativamente às formas de interação com os animais, bem como para a adoção de medidas higiénicas cautelares após essa mesma interação.

Estudo de interações proteína-carbohidrato em sistemas bacterianos

Bacillus subtilis tem a capacidade de utilizar arabinoligossacáridos presentes na parede das células vegetais, através de um consórcios de enzimas envolvidas na hidrólise enzimática dos mesmos. A captação destes carbohidratos por parte do Bacillus subtilis depende de dois transportadores membranares AraE e AraNPQ-MsmX. Após a captação de L-arabinose e arabinoligossacáridos, estes substratos serão metabolizados pelos produtos enzimáticos codificados por genes pertencentes ao operão responsável pela metabolização de arabinose araABDLMNPQabfA. Neste operão, para além dos genes responsáveis pelo transportador AraNPQ, o gene araL determina a síntese de uma enzima com atividade de fosfatase, AraL, que tem putativamente como principal função a destoxificação de intermediários metabólicos fosforilados, em situações particulares. O objectivo deste trabalho consistiu em descobrir quais os determinantes moleculares envolvidos em ambos os processos de reconhecimento molecular, ora o reconhecimento de arabinoligossacáridos por parte da AraN, do ponto de vista dos carbohidratos ora de carbohidratos fosforilados do ponto de vista da AraL. Para elucidar estes processos de reconhecimento molecular proteína-carbohidrato foi utilizada a técnica de RMN, modelação computacional e mutagénese dirigida. No primeiro capitulo são introduzidos conceitos fundamentais para a percepção da ação de ambas as proteínas (AraN e AraL), no organismo Bacillus subtilis. O segundo capitulo, refere-se ao estudo dos mecanismos envolvidos no reconhecimento proteína-carbohidrato através da técnica de STD-RMN para estudar interações do ponto de vista do carbohidrato, bem como abordagens bioinformáticas tais como alinhamentos de sequencia primária e dockings moleculares, para identificar resíduos do ponto de vista da proteína passiveis de se encontrarem envolvidos no reconhecimento molecular, que numa última instância são mutados para se confirmar a sua relevância no processo de reconhecimento molecular do ponto de vista da proteína. Neste capitulo é demonstrado que a AraN é responsável pelo reconhecimento de arabinoligossacáridos e celoligossacáridos. No que diz respeito aos primeiros, a AraN reconhece preferencialmente arabinoligossacáridos com três subunidades, verificando-se a perda de saturação na subunidade não redutora da arabinotetraose. O processo de reconhecimento molecular apresenta uma constante de dissociação com uma ordem de grandeza na ordem dos μM. Do ponto de vista da proteína são identificados resíduos (W253, Y254 e Y54) putativos de se encontrarem também eles envolvidos no reconhecimento molecular do ponto de vista da AraN através de interações CHstacking. Finalmente no terceiro capitulo, é apresentada a optimização da sobrexpressão da AraL, dado que numa primeira fase a sua produção ocorria sob a forma de corpos de inclusão. Para tal são descritas metodologias de solubilização e renaturação da mesmas, com recurso a agentes caotrópicos (ureia e GmdCl) e detergentes (SDS).

Detecção e identificação de genes de β-lactamases de espectro estendido em Salmonella spp. e Escherichia coli isoladas de carnes de frango, suína e bovina destinadas ao consumo humano

Pós-graduação em Microbiologia - IBILCE

Diversidade genética de espécies de Xanthomonas patogênicas a citros baseada em genes avr e leucine protein

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Uso de probiótico e óleos essenciais na ração sobre a microbiota intestinal, atividade de enzimas digestivas e a expressão de genes relacionados aos processos de digestão e absorção de nutrientes em frangos

Pós-graduação em Zootecnia - FCAV

Identificação e caracterização de metagenomas e isolados bacterianos visando a biorremediação de solos de áreas de mineração

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

Patógenos bacterianos isolados de fezes de felinos domésticos, sem sinais entéricos, de ambiente urbano e rural

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Diet Carotenoid Lutein Modulates The Expression Of Genes Related To Oxygen Transporters And Decreases Dna Damage And Oxidative Stress In Mice.

Lutein (LT) is a carotenoid obtained by diet and despite its antioxidant activity had been biochemically reported, few studies are available concerning its influence on the expression of antioxidant genes. The expression of 84 genes implicated in antioxidant defense was quantified using quantitative reverse transcription polymerase chain reaction array. DNA damage was measured by comet assay and glutathione (GSH) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) were quantified as biochemical parameters of oxidative stress in mouse kidney and liver. cDDP treatment reduced concentration of GSH and increased TBARS, parameters that were ameliorated in treatment associated with LT. cDDP altered the expression of 32 genes, increasing the expression of GPx2, APC, Nqo1 and CCs. LT changed the expression of 37 genes with an induction of 13 mainly oxygen transporters. In treatments associating cDDP and LT, 30 genes had their expression changed with a increase of the same genes of the cDDP treatment alone. These results suggest that LT might act scavenging reactive species and also inducing the expression of genes related to a better antioxidant response, highlighting the improvement of oxygen transport. This improved redox state of the cell through LT treatment could be related to the antigenotoxic and antioxidant effects observed.

Identification Of Target Genes Using Gene Expression Profile Of Granulocytes From Patients With Chronic Myeloid Leukemia Treated With Tyrosine Kinase Inhibitors.

Differential gene expression analysis by suppression subtractive hybridization with correlation to the metabolic pathways involved in chronic myeloid leukemia (CML) may provide a new insight into the pathogenesis of CML. Among the overexpressed genes found in CML at diagnosis are SEPT5, RUNX1, MIER1, KPNA6 and FLT3, while PAN3, TOB1 and ITCH were decreased when compared to healthy volunteers. Some genes were identified and involved in CML for the first time, including TOB1, which showed a low expression in patients with CML during tyrosine kinase inhibitor treatment with no complete cytogenetic response. In agreement, reduced expression of TOB1 was also observed in resistant patients with CML compared to responsive patients. This might be related to the deregulation of apoptosis and the signaling pathway leading to resistance. Most of the identified genes were related to the regulation of nuclear factor κB (NF-κB), AKT, interferon and interleukin-4 (IL-4) in healthy cells. The results of this study combined with literature data show specific gene pathways that might be explored as markers to assess the evolution and prognosis of CML as well as identify new therapeutic targets.

Selection And Validation Of Reference Genes For Functional Studies In The Calliphoridae Family.

The genera Cochliomyia and Chrysomya contain both obligate and saprophagous flies, which allows the comparison of different feeding habits between closely related species. Among the different strategies for comparing these habits is the use of qPCR to investigate the expression levels of candidate genes involved in feeding behavior. To ensure an accurate measure of the levels of gene expression, it is necessary to normalize the amount of the target gene with the amount of a reference gene having a stable expression across the compared species. Since there is no universal gene that can be used as a reference in functional studies, candidate genes for qPCR data normalization were selected and validated in three Calliphoridae (Diptera) species, Cochliomyia hominivorax Coquerel, Cochliomyia macellaria Fabricius, and Chrysomya albiceps Wiedemann . The expression stability of six genes ( Actin, Gapdh, Rp49, Rps17, α -tubulin, and GstD1) was evaluated among species within the same life stage and between life stages within each species. The expression levels of Actin, Gapdh, and Rp49 were the most stable among the selected genes. These genes can be used as reliable reference genes for functional studies in Calliphoridae using similar experimental settings.

Polymorphisms Of Cell Cycle Control Genes Influence The Development Of Sporadic Medullary Thyroid Carcinoma.

The role of key cell cycle regulation genes such as, CDKN1B, CDKN2A, CDKN2B, and CDKN2C in sporadic medullary thyroid carcinoma (s-MTC) is still largely unknown. In order to evaluate the influence of inherited polymorphisms of these genes on the pathogenesis of s-MTC, we used TaqMan SNP genotyping to examine 45 s-MTC patients carefully matched with 98 controls. A multivariate logistic regression analysis demonstrated that CDKN1B and CDKN2A genes were related to s-MTC susceptibility. The rs2066827*GT+GG CDKN1B genotype was more frequent in s-MTC patients (62.22%) than in controls (40.21%), increasing the susceptibility to s-MTC (OR=2.47; 95% CI=1.048-5.833; P=0.038). By contrast, the rs11515*CG+GG of CDKN2A gene was more frequent in the controls (32.65%) than in patients (15.56%), reducing the risk for s-MTC (OR=0.174; 95% CI=0.048-0.627; P=0.0075). A stepwise regression analysis indicated that two genotypes together could explain 11% of the total s-MTC risk. In addition, a relationship was found between disease progression and the presence of alterations in the CDKN1A (rs1801270), CDKN2C (rs12885), and CDKN2B (rs1063192) genes. WT rs1801270 CDKN1A patients presented extrathyroidal tumor extension more frequently (92%) than polymorphic CDKN1A rs1801270 patients (50%; P=0.0376). Patients with the WT CDKN2C gene (rs12885) presented larger tumors (2.9±1.8 cm) than polymorphic patients (1.5±0.7 cm; P=0.0324). On the other hand, patients with the polymorphic CDKN2B gene (rs1063192) presented distant metastases (36.3%; P=0.0261). In summary, we demonstrated that CDKN1B and CDKN2A genes are associated with susceptibility, whereas the inherited genetic profile of CDKN1A, CDKN2B, and CDKN2C is associated with aggressive features of tumors. This study suggests that profiling cell cycle genes may help define the risk and characterize s-MTC aggressiveness.