Dibenzofuran degradation by Sphingomonas wittichii RW1 under environmental stresses

Sphingomonas wittichii is a gram-negative Alpha-proteobacterium, capable of degrading xenobiotic compounds such as dibenzofuran (DBF), dibenzo-p-dioxin, carbazole, 2-hydroxybiphenyl or nitro diphenyl ether herbicides. The metabolism of strain RW1 has been the subject of previous studies and a number of genes involved in DBF degradation have been characterized. It is known that RW1 posseses a unique initial DBF dioxygenase (encoded by the dxnAl gene) that catalyzes the first step in the degradation pathway. None of the organisms known to be able to degrade DBF have a similar dioxygenase, the closest match being the DBF dioxygenase from Rhodococcus sp. with an overall amino acid similarity of 45%. Genes participating in the conversion of the metabolite salicylate via the ortho-cleavage pathway to TCA cycle intermediates were identified as well. Apart from this scarce information, however, there is a lack of global knowledge on the genes that are involved in DBF degradation by strain RW1 and the influence of environmental stresses on DBF-dependent global gene expression. A global analysis is necessary, because it may help to better understand the behaviour of the strain under field conditions and suggest improvements for the current bioaugmentation practice. Chapter 2 describes the results of whole-genome analysis to characterize the genes involved in DBF degradation by RW1. Micro-array analysis allowed us to detect differences in gene transcription when strain RW1 was exposed to DBF. This was complemented by ultra-high throughput sequencing of mutants no longer capable of growing on salicylate and DBF. Some of the genes of the ortho-cleavage pathway were induced 2 to 4 times in the presence of DBF, as well as the initial DBF dioxygenase. However two gene clusters, named 4925 and 5102 were induced up to 19 times in response to DBF induction. The cluster 4925 is putatively participating in a meta-cleavage pathway while the cluster 5102 might be part of a gentisate pathway. The three pathways, ortho-cleavage, meta-cleavage and gentisate pathway seem to be active in parallel when strain RW1 is exposed to DBF, presenting evidence for a redundancy of genes for DBF degradation in the genome of RW1. Chapter 3 focuses on exploiting genetic tools to construct bioreporters representative for DBF degradation in RW1. A set of basic tools for genetic manipulation in Sphingomonas wittichii RW1 was tested and optimized. Both plasmids and mini-transposons were evaluated for their ability to be maintained in RW1 with or without antibiotic selection pressure, and for their ability to lead to fluorescent protein expression in strain RW1 from a constitutive promoter. Putative promoter regions of three of the previously found DBF-induced genes (Swit_4925, Swit_5102 and Swit_4897-dxnAl) were then used to construct eg/^-bioreporters in RW1. Chapter 4 describes the use of the constructed RW1-based bioreporter strains for examining the expression of the DBF degradation pathway genes under microcosm conditions. The bioreporter strains were first exposed to different carbon sources in liquid culture to calibrate the egfp induction. Contrary to our expectations from micro-array analysis only the construct with the promoter from gene cluster 4925 responded to DBF, whereas the other two constructs did not show specific induction with DBF. The response from the bioreporters was subsequently tested for sensitivity to water stress, given that this could have an important impact in soils. Exposure to liquid cultures with decreasing water potential, achieved by NaCl or PEG addition to the growth media, showed that eGFP expression in RW1 from the promoter regions 4925 and 5102 was not directly influenced by water stress, but only through an overall reduction in growth rate. In contrast, expression of eGFP from the dxnAl or an uspA promoter was also directly dependent on the extent of water stress. The RW1 with the 4925 construct was subsequently used in soil microcosms to evaluate DBF bioavailability to the cells in presence or absence of native microbiota or other contaminated material. We found that RW1 could grow on DBF added to soil, but bioreporter expression suggested that competition with native microbiota for DBF intermediates may limit its ability to proliferate to a maximum. Chapter 5 describes the results from the experiments carried out to more specifically detect genes of RW1 that might be implicated in water stress resistance. Hereto we created transposon mutagenesis libraries in RW1, either with a classical mini-Tn5 or with a variant that would express egfp when the transposon would insert in a gene induced under water stress. Classical mutant libraries were screened by replica plating under high and low water stress conditions (achieved by adding NaCl to the agar medium). In addition, we screened for smaller microcolonies formed by mutants in agarose beads that could be analized with flow cytometry. A number of mutants impaired to grow on NaCl-supplemented media were recovered and the transposon insertion sites sequenced. In a second procedure we screened by flow cytometry for mutants with a higher eGFP production after exposure to growth medium with higher NaCl concentrations. Mutants from both libraries rarely overlapped. Discovered gene functions of the transposon insertions pointed to compatible solute synthesis (glutamate and proline), cell membrane synthesis and modification of cell membrane composition. The results obtained in the present study give us a more complete picture of the mechanisms of DBF degradation by S. wittichii RW1, how it reacts to different DBF availability and how the DBF catabolic activity may be affected by the conditions found in contaminated environments. - Sphingomonas wittichii est une alpha-protéobactérie gram-négative, capable de dégrader des composés xénobiotiques tels que le dibenzofurane (DBF), la dibenzo-p-dioxine, le carbazole, le 2-hydroxybiphényle ou les herbicides dérivés du nitro-diphényléther. Le métabolisme de la souche RW1 a fait l'objet d'études antérieures et un certain nombre de gènes impliqués dans la dégradation du DBF ont été caractérisés. Il est connu que RW1 possède une unique dioxygénase DBF initiale (codée par le gène dxnAl) qui catalyse la première étape de la voie de dégradation. Aucun des organismes connus pour être capables de dégrader le DBF n'a de dioxygénase similaire. L'enzyme la plus proche étant la DBF dioxygénase de Rhodococcus sp. avec 45% d'acides aminés conservés. Les gènes qui participent à la transformation du salicylate en métabolites intermédiaires du cycle de Krebs par la voie ort/io-cleavage ont aussi été identifiés. Outre ces informations lacunaires, il y a un manque de connaissances sur l'ensemble des gènes impliqués dans la dégradation du DBF par la souche RW1 ainsi que l'effet des stress environnementaux sur l'expression génétique globale, en présence du DBF. Une analyse globale est nécessaire, car elle peut aider à mieux comprendre le comportement de la souche dans les conditions de terrain et de proposer des améliorations pour l'utilisation de la bio-augmentation comme technique de bio-remédiation. Le chapitre 2 décrit les résultats de l'analyse du génome pour caractériser les gènes impliqués dans la dégradation du DBF par RW1. Une analyse de micro-arrays nous a permis de détecter des différences dans la transcription des gènes lorsque la souche RW1 a été exposée au DBF. L'analyse a été complétée par le criblage à ultra-haut débit de mutants qui n'étaient plus capables de croître avec le salicylate ou le DBF comme seule source de carbone. Certains des gènes de la voie ortho-cleavage, dont la DBF dioxygénase initiale, ont xî été induits 2 à 4 fois, en présence du DBF. Cependant, deux groupes de gènes, nommés 4925 et 5102 ont été induits jusqu'à 19 fois en réponse au DBF. Le cluster 4925 participe probablement dans une voie de meta-cleavage tandis que le cluster 5102 pourrait faire partie d'une voie du gentisate. Les trois voies, ortho-cleavage, meta-cleavage et la voie du gentisate semblent être activées en parallèle lorsque la souche RW1 est exposée au DBF, ce qui représente une redondance de voies pour la dégradation du DBF dans le génome de RW1. Le chapitre 3 se concentre sur l'exploitation des outils génétiques pour la construction de biorapporteurs de la dégradation du DBF par RW1. Un ensemble d'outils de base pour la manipulation génétique dans Sphingomonas wittichii RW1 a été testé et optimisé. Deux plasmides et mini-transposons ont été évalués pour leur capacité à être maintenu dans RW1 avec ou sans pression de sélection par des antibiotiques, et pour leur capacité à exprimer la protéine fluorescente verte (eGFP) dans la souche RW1. Les trois promoteurs des gènes Swit_4925, Swit_5102 et Swit_4897 (dxnAl), induits en réponse au DBF, ont ensuite été utilisés pour construire des biorapporteurs dans RW1. Le chapitre 4 décrit l'utilisation des souches biorapportrices construites pour l'analyse de l'expression des gènes de la voie de dégradation du DBF dans des microcosmes avec différents types de sols. Les souches biorapportrices ont d'abord été exposées à différentes sources de carbone en cultures liquides afin de calibrer l'induction de la eGFP. La construction avec le promoteur du gène 4925 a permis une réponse au DBF. Mais contrairement à nos attentes, basées sur les résultats de l'analyse des micro-arrays, les deux autres constructions n'ont pas montré d'induction spécifique au DBF. La réponse des biorapporteurs a ensuite été testée pour la sensibilité au stress hydrique, étant donné que cela pourrait avoir un impact important dans les microcosmes. La diminution du potentiel hydrique en culture liquide est obtenue par addition de NaCl ou de PEG au milieu de croissance. Nous avons montré que l'expression de la eGFP contrôlée par les promoteurs 4925 et 5102 n'était pas directement influencée par le stress hydrique, mais seulement par une réduction globale des taux de croissance. En revanche, l'expression de la eGFP dépendante des promoteurs dxnAl et uspA était aussi directement dépendante de l'ampleur du stress hydrique. La souche avec la construction 4925 a été utilisée par la suite dans des microcosmes avec différents types de sols pour évaluer la biodisponibilité du DBF en présence ou absence des microbes indigènes et d'autres composés contaminants. Nous avons constaté que RW1 pouvait se développer si le DBF a été ajouté au sol, mais l'expression de la eGFP par le biorapporteur suggère que la compétition avec la microbiota indigène pour les métabolites intermédiaires du DBF peut limiter sa capacité à proliférer de manière optimale. Le chapitre 5 décrit les résultats des expériences réalisées afin de détecter spécifiquement les gènes de RW1 qui pourraient être impliquées dans la résistance au stress hydrique. Ici on a crée des bibliothèques de mutants de RW1 par transposon, soit avec un mini-Tn5 classique ou avec une variante qui exprime la eGFP lorsque le transposon s'insère dans un gène induit par le stress hydrique. Les bibliothèques de mutants ont été criblées par la méthode classique de repiquage sur boîtes, dans des conditions de stress hydrique élevé (obtenu par l'addition de NaCl dans les boîtes). En outre, nous avons criblé des micro¬colonies dans des billes d'agarose qui ont pu être analysées par cytométrie de flux. Un certain nombre de mutants déficients à croître sur des milieux supplémentés avec du NaCl ont été isolés et les sites d'insertion du transposon séquencés. Dans une deuxième procédure nous avons criblé par cytométrie de flux des mutants avec une production de eGFP supérieure, après exposition à un milieu de croissance avec une concentration élevée de NaCl. Les mutants obtenus dans les deux bibliothèques n'étaient pas similaires. Les fonctions des gènes où se trouvent les insertions de transposons sont impliqués dans la synthèse de solutés compatibles (glutamate et de la proline), dans la synthèse de la membrane cellulaire et dans la modification de la composition de la membrane cellulaire. Les résultats obtenus dans la présente étude nous donnent une image plus complète des mécanismes de dégradation du DBF par S. wittichii RW1, comment cette souche réagit à la disponibilité du DBF et comment l'activité catabolique peut être affectée par les conditions rencontrées dans des environnements contaminés.

La légitimité d'une éventuelle application de la thérapie germinale humaine : les aspects juridiques et éthiques

La thérapie germinale est une avenue médicale qui est loin de pouvoir être appliquée de manière sécuritaire et responsable car les connaissances médicales actuelles sont insuffisantes. De surcroît, l'encadrement normatif qui l'entoure est unanime et clame la non-acceptabilité de son application humaine. Certains instruments adoptent une approche rigide en la prohibant formellement, d'autres adoptent une approche flexible en demeurant ouverts à une éventuelle application. Il y a donc divergence quant à la légitimité de cette technique. La médecine moderne doit reposer sur des principes directeurs issus de diverses sources, empruntées au droit et à l'éthique. Les principes retenus pour examiner la légitimité de la thérapie germinale sont tirés, d'une part, des droits et libertés fondamentales: ce sont les principes fondamentaux de dignité, de liberté, d'égalité. D'autre part, ils sont issus des règles d'éthique de la recherche: plus particulièrement le principe de bienfaisance (nonmalfaisance) et celui du respect de la personne. La perspective d'une éventuelle application humaine de la thérapie germinale ne porte pas nécessairement atteinte aux principes fondamentaux, dépendamment du genre d'application qui est envisagé. Une application restreinte, appliquée dans des circonstances particulières et en vue de soulager ou d'éliminer certaines formes de détresses et de souffrances, pourrait être conforme aux principes qui soutiennent les droits et libertés fondamentales. La thérapie germinale soulève des questions éthiques difficiles et parfois inédites, notamment l'extension des risques aux générations futures et l'obligation d'un suivi à long terme pour des descendants qui n'auront pas eux-mêmes donné leur consentement à cette «thérapie». La thérapie germinale est présentement non acceptable mais ne devrait pas faire l'objet d'une prohibition totale.

Quand la politique et la génétique se rencontrent : comment le public interprète-t-il la recherche?

L’objectif général de cette thèse de doctorat est de mieux comprendre comment le public interprète les nouvelles scientifiques portant sur la génétique humaine, plus précisément les nouvelles portant sur la génétique des comportements et celles portant sur la génétique des groupes raciaux. L’ouvrage prend la forme d’une thèse par article. Le Chapitre 1 introduit le lecteur aux buts et aux pratiques de la vulgarisation scientifique, présente un sommaire de la recherche sur les effets des médias, résume les principaux travaux produits par le champ de la génopolitique, et définit la structure des croyances du public à l’égard de l’influence de la génétique sur les traits humains. Le Chapitre 2 présente les fondements de la méthode expérimentale, il en explique les atouts et il offre des exemples de différents types de devis expérimentaux utilisés en science politique. Toutes les recherches produites dans cette thèse reposent au moins en partie sur cette méthode. Le Chapitre 3 présente les résultats d’une expérience de sondage qui vise à mesurer l’effet de la lecture d’une nouvelle à propos de la recherche en génétique des comportements sur des participants. L’étude démontre que le public interprète la nouvelle avec maladresse et tend à généraliser l’influence de la génétique à d’autres traits humains qui n’y sont pas mentionnés. J’avance l’hypothèse qu’un raccourci psychologique amplement documenté puisse expliquer cette réaction : l’heuristique de l’ancrage et de l’ajustement. Le Chapitre 4 présente lui aussi les résultats d’une expérience de sondage. L’étude consiste à manipuler certaines informations du contenu d’une nouvelle sur la génopolitique de manière à vérifier si certains éléments sont particulièrement susceptibles de mener à la généralisation hâtive mise en évidence dans le Chapitre 3. Les analyses suggèrent que cette généralisation est amplifiée lorsque la nouvelle présente de hauts niveaux d’héritabilité tirés d’études de jumeaux, ainsi que lorsqu’elle présente des travaux de génétique des populations visant à étudier l’origine des différences géographiques. Ce chapitre présente des recommandations à l’égard des journalistes scientifiques. Le Chapitre 5 s’intéresse à un aspect différent de la génétique humaine : celui de la génétique des races. L’objectif de cette recherche est de comprendre comment le public réagit aux travaux qui invalident l’idée selon laquelle les humains sont divisés en différentes races génétiquement distinctes. Les analyses de données transversales ainsi que les résultats d’une expérience de sondage convergent et indiquent que les conservateurs et les libéraux réagissent de manière diamétralement opposée à cette information. D’un côté, les libéraux acceptent le constat scientifique et réduisent leur impression que la génétique explique en partie les inégalités sociales; de l’autre, les conservateurs rejettent l’argument avec une intensité si forte que le rôle qu’ils attribuent aux différences génétiques s’en voit bonifié. Ces résultats sont interprétés à partir de la théorie du raisonnement motivé. Enfin, le Chapitre 6 résume les principaux constats, met en évidence les contributions que ma thèse apporte à la science politique et à la communication scientifique, et présente quelques pistes pour la recherche future.

Manipulation of quantum state transfer in cold Rydberg atom collisions

We investigate the role of the dc Stark effect in multilevel pairwise interactions between cold Rydberg atoms. We have observed the decay of nD + nD quasi-molecules by detecting the products in the (n + 2) P state after pulsed excitation for 29 <= n <= 41. The decay rate can be manipulated with a dc electric field and requires a consideration of the multilevel nature of the process to explain the observations. The time dependence of the (n + 2) P signal is found to support a time-dependent picture of the dynamics.

Manipulation of rest period length induces different causes of fatigue in vertical jumping

The aim of this study was to directly compare the causes of fatigue after a short- and a long-rest interval between consecutive stretch-shortening cycle exercises. Eleven healthy males jumped with different resting period lengths (short = 6.1 +/- 1 s, long = 8.6 +/- 0.9 s), performing countermovement jumps at 95% of their maximal jump height until they were unable to sustain the target height. After short- and long-rest, the maximal voluntary isometric contraction knee extension torque decreased (-7%; p = 0.04), comparing to values obtained before exercise protocols. No change was seen from pre- to post-exercise, for either short- or long-rest, in biceps femoris coactivation (-1%; p = 0.95), peak-to-peak amplitude (1%; p = 0.95) and duration (-8%; p = 0.92) of the compound muscle action potential of the vastus lateralis. Evoked peak twitch torque reduced after both exercise protocols (short = -26%, long = -32%; p = 0.003) indicating peripheral fatigue. However, central fatigue occurred only after short-rest evidenced by a reduction in voluntary activation of the quadriceps muscle (-14%; p = 0.013) measured using the interpolated twitch technique. In conclusion, after Stretch-shortening cycle exercise using short rest period length, the cause of fatigue was central and peripheral, while after using long rest period length, the cause of fatigue was peripheral.

Monocular vision and increased distance reducing the effects of visual manipulation on body sway

The goal of this study was to examine the coupling between visual information and body sway with binocular and monocular vision at two distances from the front wall of a moving room. Ten participants stood as still as possible inside of a moving room facing the front wall in conditions that combined room movement with monocular/binocular vision and distance from the front wall (75 and 150cm). Visual information effect on body sway decreased with monocular vision and with increased distance from the front wall. In addition, the combination of monocular vision with the farther distance resulted in the smallest body sway response to the driving stimulus provided by the moving room. These results suggest that binocularvision near the front wall provides visual information of a better quality than the monocular vision far from the front wall. We discuss the results with respect to two modes of visual detection of body sway: ocular and extraocular. (C) 2009 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Prospects for control of African trypanosomiasis by tsetse vector manipulation

The extensive antigenic variation phenomena African trypanosomes display in their mammalian host have hampered efforts to develop effective vaccines against trypanosomiasis. Human disease management aims largely to treat infected hosts by chemotherapy, whereas control of animal diseases relies on reducing tsetse populations as well as on drug therapy. The control strategies for animal diseases are carried out and financed by livestock owners, who have an obvious economic incentive. Sustaining largely insecticide-based control at a local level and relying on drugs for treatment of infected hosts for a disease for which there is no evidence of acquired immunity could prove extremely costly in the long run. It is more likely that a combination of several methods in an integrated, phased and area-wide approach would be more effective in controlling these diseases and subsequently improving agricultural output. New approaches that are environmentally acceptable, efficacious and affordable are clearly desirable for control of various medically and agriculturally important insects including tsetse. Here, Serap Aksoy and colleagues discuss molecular genetic approaches to modulate tsetse vector competence.

Control of vector-borne disease by genetic manipulation of insect populations: technological requirements and research priorities

The possibility of controlling vector-borne disease through the development and release of transgenic insect vectors has recently gained popular support and is being actively pursued by a number of research laboratories around the world. Several technical problems must be solved before such a strategy could be implemented: genes encoding refractory traits (traits that render the insect unable to transmit the pathogen) must be identified, a transformation system for important vector species has to be developed, and a strategy to spread the refractory trait into natural vector populations must be designed. Recent advances in this field of research make it seem likely that this technology will be available in the near future. In this paper we review recent progress in this area as well as argue that care should be taken in selecting the most appropriate disease system with which to first attempt this form of intervention. Much attention is currently being given to the application of this technology to the control of malaria, transmitted by Anopheles gambiae in Africa. While malaria is undoubtedly the most important vector-borne disease in the world and its control should remain an important goal, we maintain that the complex epidemiology of malaria together with the intense transmission rates in Africa may make it unsuitable for the first application of this technology. Diseases such as African trypanosomiasis, transmitted by the tsetse fly, or unstable malaria in India may provide more appropriate initial targets to evaluate the potential of this form of intervention.

Photolytic manipulation of [Ca2+](i) reveals slow kinetics of potassium channels underlying the afterhyperpolarization in hipppocampal pyramidal neurons

The identity of the potassium channel underlying the slow, apamin-insensitive component of the afterhyperpolarization current (sl(AHP)) remains unknown. We studied sl(AHP) in CA1 pyramidal neurons using simultaneous whole-cell recording, calcium fluorescence imaging, and flash photolysis of caged compounds. Intracellular calcium concentration ([Ca2+](i)) peaked earlier and decayed more rapidly than sl(AHP). Loading cells with low concentrations of the calcium chelator EGTA slowed the activation and decay of sl(AHP). In the presence of EGTA, intracellular calcium decayed with two time constants. When [Ca2+](i) was increased rapidly after photolysis of DM-Nitrophen, both apamin-sensitive and apamin-insensitive outward currents were activated. The apamin-sensitive current activated rapidly (<20 msec), whereas the apamin-insensitive current activated more slowly (180 msec). The apamin-insensitive current was reduced by application of serotonin and carbachol, confirming that it was caused by sl(AHP) channels. When [Ca2+](i) was decreased rapidly via photolysis of diazo-2, the decay of sl(AHP) was similar to control (1.7 sec). All results could be reproduced by a model potassium channel gated by calcium, suggesting that the channels underlying sl(AHP) have intrinsically slow kinetics because of their high affinity for calcium.

When the going gets rough: effect of maternal size manipulation on larval quality

Variation in larval size has been shown to be an important factor for the post-metamorphic performance of marine invertebrates but, despite its importance, few sources of this variation have been identified. For a range of taxa, offspring size is positively correlated with maternal size but the reasons for this correlation remain unclear. We halved the size of colonies in the bryozoan Bugula neritina 1 wk prior to reproduction (but during embryogenesis) to determine if larval size is a fixed or plastic trait. We manipulated colonies in such a way that the ratio of feeding zooids to reproductive zooids was constant between treatment and control colonies. We found that manipulating colony size strongly affects larval size; halved colonies produced larvae that were similar to13% smaller than those produced by intact colonies. We entered these data into a simple model based on previous work to estimate the likely post-metamorphic consequences of this reduction in larval size. The model predicted that larvae that came from manipulated colonies would suffer similar to300% higher post-metamorphic mortality and similar to50% lower fecundity as adults. Colonies that are faced with a stress appear to be trading off current offspring fitness to maximize their own long-term fitness and this may explain previous observations of compensatory growth in colonial organisms. This study demonstrates that larval size is a surprisingly dynamic trait and strong links exist between the maternal phenotype and the fitness of the offspring. The performance of settling larvae may be determined not only by their larval experience but also by the experience of their mothers.

Immediate and lasting improvements in weight distribution seen in baropodometry following a high-velocity, low-amplitude thrust manipulation of the sacroiliac joint

The biomechanics of the sacroiliac joint makes the pelvic segment responsible for proper weight distribution between lower extremities; however, it is known to be susceptible to altered mobility. The objective of this study was to analyze baropodometric responses following thrust manipulation on subjects with sacroiliac joint restrictions. Twenty asymptomatic subjects were submitted to computerized baropodometric analysis before, after, and seven days following sacroiliac manipulation. The variables peak pressure and contact area were obtained at each of these periods as the average of absolute values of the difference between the right and left foot based on three trials. Data revealed significant reduction only in peak pressure immediately after manipulation and at follow-up when compared to pre-manipulative values (p < 0.05). Strong correlation was found between the dominant foot and the foot with greater contact area (r - 0.978), as well as between the side of joint restriction and the foot with greater contact area (r = 0.884). Weak correlation was observed between the dominant foot and the foot with greater peak pressure (r = 0.501), as well as between the side of joint restriction and the foot with greater peak pressure (r = 0.694). The results suggest that sacroiliac joint manipulation can influence peak pressure distribution between feet, but contact area does not seem to be related to the biomechanical aspects addressed in this study. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Insulin-like peptide genes in honey bee fat body respond differently to manipulation of social behavioral physiology

Nutrient sensitive insulin-like peptides (ILPs) have profound effects on invertebrate metabolism, nutrient storage, fertility and aging. Many insects transcribe ILPs in specialized neurosecretory cells at changing levels correlated with life history. However, the major site of insect metabolism and nutrient storage is not the brain, but rather the fat body, where functions of ILP expression are rarely studied and poorly understood. Fat body is analogous to mammalian liver and adipose tissue, with nutrient stores that often correlate with behavior. We used the honey bee (Apis mellifera), an insect with complex behavior, to test whether ILP genes in fat body respond to experimentally induced changes of behavioral physiology. Honey bee fat body influences endocrine state and behavior by secreting the yolk protein precursor vitellogenin (Vg), which suppresses lipophilic juvenile hormone and social foraging behavior. In a two-factorial experiment, we used RNA interference (RNAi)-mediated vg gene knockdown and amino acid nutrient enrichment of hemolymph (blood) to perturb this regulatory module. We document factor-specific changes in fat body ilp1 and ilp2 mRNA, the bee`s ILP-encoding genes, and confirm that our protocol affects social behavior. We show that ilp1 and ilp2 are regulated independently and differently and diverge in their specific expression-localization between fat body oenocyte and trophocyte cells. Insect ilp functions may be better understood by broadening research to account for expression in fat body and not only brain.

Pharmacological Manipulation of Immune-Induced Food Aversion in Rats

Background: Mice allergic to ovalbumin (OVA) avoid drinking a solution containing this antigen. This was interpreted as related to IgE-dependent mast cell degranulation and sensory C fiber activation. Methods: We employed pharmacological manipulation to further investigate the mediators involved in immune-induced food aversion. Results: While nonimmunized rats preferred a sweetened OVA solution, immunized rats avoided it. We also employed a paradigm in which rats are conditioned to drink water for two 10-min sessions a day. Tolerant rats presented lower IgE titers, and this manipulation abrogated food aversion. Dexamethasone (1.0 mg/kg) prevented the aversion of OVA-immunized rats to the antigen-containing solution. Combined blockade of H(1) and 5-hydroxytryptamine (5-HT)(2) receptors by promethazine (3.0 mg/kg) plus methysergide (5.0 mg/kg) was unable to alter food aversion. Blockade of 5-HT(3) receptors by ondansetron (1.0 mg/kg) caused a twofold increase in the ingestion of the sweetened OVA solution by immunized rats, suggesting the involvement of 5-HT(3) receptors in food aversion. Finally, we showed that dexamethasone or promethazine plus methysergide, but not ondansetron, effectively prevented the IgE-dependent mast-cell-degranulation-induced increase in vascular permeability in rats. Conclusion: We suggest that regardless of whether or not they cause edema, IgE-mediated mast cell degranulation and consequent 5-HT(3) signaling are involved in the process that triggers avoidance to the source of the allergen in allergic rats. Copyright (C) 2008 S. Karger AG, Basel

The ethics of germ line gene manipulation - A five dimensional debate

Contributors to the debate surrounding the ethics of germ line gene manipulation have by and large concentrated their efforts on discussions of the potential risks that are associated with the use of this technology. Many international advisory committees have ruled out the acceptability of germ line gene manipulation at least for the time being. The purpose of this work is to generate much needed discussion on the many other ethical issues concerning the implementation of not only germ line gene manipulation but also other related biotechnologies. In this paper I systematically investigate and analyse the most salient issues put forward by proponents and opponents alike. I argue that if germ line manipulation proves to be a safe and effective procedure, then the principle of beneficence imposes on the medical profession a moral duty to pursue the technology.