Relação dos sistemas de reparo de DNA em Escherichia coli K-12 com resistência a antibióticos, características adesivas e formação de biofilme

As espécies reativas de oxigênio (ERO) são geradas durante o metabolismo celular normal e podem produzir vários danos oxidativos no DNA, tais como lesões nas bases nitrogenadas ou sítios apurínico/apirimidínico (AP). Essas lesões podem acarretar acúmulo de sítios de mutações, caso esses danos não sejam reparados. Entretanto, as bactérias possuem vários mecanismos de defesa contra as ERO que desempenham um importante papel na manutenção da fisiologia. O objetivo deste trabalho foi o de avaliar se sistemas enzimáticos, como o reparo por excisão de bases (BER), sistema SOS e SoxRS, interferem em respostas como a sensibilidade aos antibióticos, aderência das células bacterianas a superfícies bióticas ou abióticas e formação de biofilme. Os mutantes utilizados no presente estudo são todos derivados de Escherichia coli K-12 e os resultados obtidos mostraram que, dos mutantes BER testados, o único que apresentou diferença no perfil de sensibilidade aos antimicrobiamos em relação à cepa selvagem (AB1157) foi o mutante xthA- (BW9091), deficiente em exonuclease III. No teste de aderência qualitativo realizado com linhagem de células HEp-2 (originária de carcinoma de laringe humana) foi observado que onze cepas da nossa coleção, apresentaram um padrão denominando like-AA, contrastando com o que era esperado para as cepas de E. coli utilizadas como controle negativo, que apresentam aderência discreta sem padrão típico. A aderência manose-sensível via fímbria do tipo I avaliada nesse estudo mostrou que essa fimbria, possui um papel relevante na intensidade da aderência e filamentação nessas cepas estudas. A filamentação é uma resposta SOS importante para que o genoma seja reparado antes de ser partilhado pelas células filhas. Além disso, com relação à formação de biofilme, oito cepas apresentaram um biofilme forte sendo que essa resposta não foi acompanhada pelo aumento da intensidade de filamentação. Nossos resultados em conjunto sugerem o envolvimento de estresse oxidativo na definição de parâmetros como sensibilidade a antimicrobianos, padrão e intensidade de aderência, filamentação e formação de biofilme nas amostras de E. coli K-12 avaliadas neste trabalho. Sugerimos que a aderência gera estresse oxidativo causando danos no DNA, o que leva a indução do sistema SOS resultando na resposta de filamentação observada.

Estudo das alterações biológicas causadas pela aderência de cepas de Escherichia coli enteroagregativa (EAEC) com macrófagos humanos ativados da linhagem U-937

Escherichia coli enteroagregativa (EAEC) é um patógeno relacionado ao desenvolvimento de quadros de diarréia aguda ou persistente. A resposta inflamatória induzida por EAEC está relacionada à liberação de interleucina 8, que atua estimulando a transmigração de neutrófilos através do epitélio. Os macrófagos, de forma similar aos neutrófilos, são células fagocíticas que produzem espécies reativas de oxigênio (ERO), como o peróxido de hidrogênio (H2O2). Neste trabalho, avaliamos as consequências da interação de diferentes cepas clínicas com macrófagos humanos ativados da linhagem U-937. Todas as cepas testadas apresentaram filamentos nos testes de aderência aos macrófagos, diferentemente do que ocorre na interação com outras linhagens celulares como HEp-2, T84 e Caco-2. O ferro é um microelemento essencial para bactérias, sendo utilizado como cofator de enzimas e que também pode participar da geração de ERO através da reação de Fenton. Considerando-se a possibilidade de que o H2O2 produzido pelos macrófagos possa gerar radical hidroxil através da reação de Fenton, testes de aderência foram realizados com as amostras cultivadas na presença do captador de ferro 2,2-dipiridil. Tal fato não suprimiu a formação de filamentos, entretanto diminuiu a aderência das cepas EAEC 042 e 17-2. Com o objetivo de produzir uma resposta adaptativa ao H2O2, as culturas bacterianas foram pré-tratadas com uma dose sub-letal de H2O2 por 60 minutos antes de aderirem aos macrófagos. Nossos resultados mostraram que o pré-tratamento também não inibiu o aparecimento de filamentos em relação às culturas não tratadas. Além disto, foi observado que o pré-tratamento com o H2O2 reduziu a aderência das amostras de EAEC ao tapete celular. A filamentação é uma das respostas SOS, induzida pela presença de danos e/ou bloqueio na síntese da molécula de DNA. Com o objetivo de verificar se o H2O2 produzido pelos macrófagos estaria causando danos induzindo o sistema SOS e a filamentação bacteriana, foram realizados testes de viabilidade com mutantes derivados de E. coli K12 deficientes em enzimas do reparo por excisão de bases (BW535) e na resposta SOS (DM49). Nossos resultados mostram que os mutantes apresentaram os níveis de sobrevivência semelhantes ao observado para cepa selvagem isogênica (AB1157). Todos estes resultados em conjunto indicam que o H2O2 não é o indutor da filamentação nos testes de aderência. Macrófagos ativados apresentam ação microbicida através da ação da enzima indolamina dioxigenase (IDO), associada à redução do aminoácido L-triptofano. Desta forma, realizamos testes qualitativos de aderência de EAEC aos macrófagos suplementando o meio de interação com este aminoácido. Nossos resultados mostram que a adição de triptofano ao meio de interação reduz o número de filamentos por campo. Desta forma, aventamos a hipótese de que a depleção do triptofano seja responsável pela indução de resposta SOS, tendo como conseqüência a filamentação das bactérias.

UV-induced stress in bacterioneuston : mechanisms and ecological implications

As bactérias desempenham um papel chave na reciclagem de energia e matéria nas teias tróficas aquáticas. No entanto, as suas pequenas dimensões, curto tempo de geração e o facto de os seus genomas constituírem uma grande porção do seu volume celular, tornam as bactérias mais suscetíveis às alterações ambientais que os organismos superiores. O aumento dos níveis de radiação UVB (280-320 nm) constitui uma ameaça particularmente importante para as comunidades bacterianas dos sistemas aquáticos, uma vez que a radiação consegue penetrar até profundidades consideráveis. No entanto, os mecanismos através dos quais a radiação causa danos nas bactérias ainda não são claros, o que impede a modelação precisa dos efeitos da radiação UV nas comunidades bacterianas naturais. O bacterioneuston habita a microcamada superficial (primeiro milímetro da coluna de água), estando naturalmente exposto a níveis de radiação UV superiores aos que o bacterioplâncton está exposto. Deste modo, a microcamada superficial pode ser vista como um nicho ecológico modelo para estudar as interações entre as bactérias e a radiação UV. Os objetivos deste trabalho foram (i) avaliar a influência do nível de exposição natural à radiação das comunidades bacterianas na sua sensibilidade à radiação UV, através da comparação das respostas fotobiológicas do bacterioneuston e bacterioplâncton; (ii) aprofundar o conhecimento acerca dos mecanismos através dos quais a radiação UV causa danos, bem como dos fatores que afetam a interação entre a radiação UV e as bactérias; e (iii) avaliar o potencial da proteína RecA, que medeia a resposta SOS das bactérias, para ser usada como marcador de danos induzidos por UV nas comunidades bacterianas. Verificou-se que o bacterioneuston é mais resistente à radiação UVB que o bacterioplâncton e recupera de modo mais eficiente dos danos induzidos por UV, particularmente em condições de escassez de nutrientes, indicando assim que o nível de exposição natural das comunidades bacterianas à radiação afeta a sua sensibilidade à radiação UV. Os resultados das análises independentes do cultivo revelaram o potencial da radiação UV para afetar a estrutura das comunidades bacterianas ao selecionar bactérias resistentes. A análise do perfil de utilização de fontes de carbono usando o sistema de Ecoplacas Biolog ® e a determinação das taxas de incorporação de leucina e timidina permitiu também verificar que a radiação UV modifica o funcionamento das comunidades bacterianas. Os resultados obtidos indicam a possibilidade do bacterioneuston conter um conjunto de estirpes resistentes a UV que, mediante as condições meteorológicas apropriadas, podem ser selecionadas aquando da exposição à radiação.

Análise proteômica de Chromobacterium violaceum: acúmulo estacionário e diferencial após exposição à luz UVC

Chromobacterium violaceum is a free-living bacillus, Gram-negative commonly found in water and sand of tropical and subtropical regions. One of its main characteristic it's the ability to produce the purple pigment named violacein, that shows countless biological activities. In 2003, the genome of this organism was totally sequenced and revealed important informations about the physiology of this bacteria. However, few post-genomics studies had been accomplished. This work evaluated the protein profile of C. violaceum cultivated in LB medium at 28ºC that allowed the identification and characterization of proteins related to a possible secretion system that wasn't identified and characterized yet in C. violaceum, to the quorum sensing system, to regulatory process of transcription and translation, stress adaptation and biotechnological potential. Moreover, the response of the bacteria to UVC radiation was evaluated. The comparison of the protein profile, analyzed through 2-D electrophoresis, of the control group versus the treatment group allowed the identification of 52 proteins that arose after stress induction. The obtained results enable the elaboration of a stress response pathway in C. violaceum generated by the UVC light. This pathway, that seems to be a general stress response, involves the expression of proteins related to cellular division, purine and pirimidine metabolism, heat chock or chaperones, energy supply, regulation of biofilm formation, transport, regulation of lytic cycle of bacteriophages, besides proteins that show undefined function. Despite the response present similarities with the classic SOS response of E. coli, we still cannot assert that C. violaceum shows a SOS-like response, mainly due to the absence of characterization of a LexA-like protein in this organism

Análise proteômica de Chromobacterium violaceum: acúmulo estacionário e diferencial após exposição à luz UVC

Chromobacterium violaceum is a free-living bacillus, Gram-negative commonly found in water and sand of tropical and subtropical regions. One of its main characteristic it's the ability to produce the purple pigment named violacein, that shows countless biological activities. In 2003, the genome of this organism was totally sequenced and revealed important informations about the physiology of this bacteria. However, few post-genomics studies had been accomplished. This work evaluated the protein profile of C. violaceum cultivated in LB medium at 28ºC that allowed the identification and characterization of proteins related to a possible secretion system that wasn't identified and characterized yet in C. violaceum, to the quorum sensing system, to regulatory process of transcription and translation, stress adaptation and biotechnological potential. Moreover, the response of the bacteria to UVC radiation was evaluated. The comparison of the protein profile, analyzed through 2-D electrophoresis, of the control group versus the treatment group allowed the identification of 52 proteins that arose after stress induction. The obtained results enable the elaboration of a stress response pathway in C. violaceum generated by the UVC light. This pathway, that seems to be a general stress response, involves the expression of proteins related to cellular division, purine and pirimidine metabolism, heat chock or chaperones, energy supply, regulation of biofilm formation, transport, regulation of lytic cycle of bacteriophages, besides proteins that show undefined function. Despite the response present similarities with the classic SOS response of E. coli, we still cannot assert that C. violaceum shows a SOS-like response, mainly due to the absence of characterization of a LexA-like protein in this organism

Efeitos genotóxicos e indução do SOS em mutantes derivados de Escherichia coli K-12 durante o processo de interação com superfícies bióticas e abióticas

A célula epitelial é o primeiro contato entre os micro-organismos e o hospedeiro. Essa interação pode levar a produção de diversas citocinas, quimiocinas, moléculas inflamatórias e também estimular a geração de espécies reativas de oxigênio (ERO). Neste trabalho avaliamos se a interação com as células HEp-2 poderia ser genotóxica para os mutantes derivados de Escherichia coli K-12 deficientes em algumas enzimas que fazem parte do sistema de reparo por excisão de base (BER). Além disto, avaliamos a expressão do sistema SOS, que é induzido pela presença de danos no genoma bacteriano. Os resultados obtidos mostraram a presença de filamentos, na interação com células HEp-2, principalmente, no mutante xthA (BW9091) e no triplo mutante xthA nfo nth (BW535). Quando a interação foi quantificada na ausência da D-manose, observamos um aumento das bactérias aderidas. Além disto, a quantidade e o tamanho dos filamentos também aumentaram, mostrando que as adesinas manose-sensíveis estavam envolvidas na filamentação bacteriana. Para comprovar se o aumento da filamentação observada neste ensaio foram uma consequência da indução do sistema SOS, desencadeada pela interação com as células HEp-2, quantificamos a expressão do SOS, na presença e na ausência da D-manose. De fato, observamos que a indução do SOS na ausência da D-manose foi maior, quando comparada, com o ensaio realizado na presença de D-manose. Além disto, observamos que a ausência de xthA foi importante para o aumento da filamentação observada na ausência de D-manose. Diante destes resultados, verificamos se a resposta de filamentação ocorreria quando as bactérias interagiam com uma superfície abiótica como o vidro. Observamos também inúmeros filamentos nos mutantes BER, BW9091 e BW535, quando comparados a cepa selvagem AB1157. Essa filamentação foi associada à indução do SOS, em resposta a interação das bactérias com o vidro. Em parte a filamentação e a indução do SOS observadas na interação ao vidro, foram associadas à produção de ERO. Quantificamos também o número de bactérias aderidas e observamos que as nossas cepas formavam biofilmes moderados. Contudo, a formação de biofilme dependia da capacidade da bactéria induzir o sistema SOS, tanto em aerobiose como em anaerobiose. A tensão do oxigênio foi importante para interação dos mutantes BER, uma vez que os mutantes BW9091 e BW535 apresentaram uma quantidade de bactérias aderidas menor em anaerobiose. Contudo, a diminuição observada não estava vinculada a morte dos mutantes BER. Também realizamos microscopia de varredura na cepa selvagem e nos mutantes, BW9091 e BW535 e confirmamos que as três cepas formavam biofilmes tanto em aerobiose como em anaerobiose. Observamos uma estrutura sugestiva de matriz extracelular envolvendo os biofilmes da cepa selvagem AB1157 e do mutante BW9091. No entanto, a formação desta estrutura por ambas as cepas dependia da tensão de oxigênio, pois nos biofilmes formados em anaerobiose essa estrutura estava ausente. Em conclusão, mostramos que na interação das bactérias com a superfície biótica e abiótica, ocorreu lesão no genoma, com indução do SOS e a resposta de filamentação associada.

The SOS screen in Arabidopsis: a search for functions involved in DNA metabolism

The SOS screen, as originally described by Perkins et al. (1999), was setup with the aim of identifying Arabidopsis functions that might potentially be involved in the DNA metabolism. Such functions, when expressed in bacteria, are prone to disturb replication and thus trigger the SOS response. Consistently, expression of AtRAD51 and AtDMC1 induced the SOS response in bacteria, even affecting E. coli viability. 100 SOS-inducing cDNAs were isolated from a cDNA library constructed from an Arabidopsis cell suspension that was found to highly express meiotic genes. A large proportion of these SOS+ candidates are clearly related to the DNA metabolism, others could be involved in the RNA metabolism, while the remaining cDNAs encode either totally unknown proteins or proteins that were considered as irrelevant. Seven SOS+ candidate genes are induced following gamma irradiation. The in planta function of several of the SOS-inducing clones was investigated using T-DNA insertional mutants or RNA interference. Only one SOS+ candidate, among those examined, exhibited a defined phenotype: silenced plants for DUT1 were sensitive to 5-fluoro-uracil (5FU), as is the case of the leaky dut-1 mutant in E. coli that are affected in dUTPase activity. dUTPase is essential to prevent uracil incorporation in the course of DNA replication.

A new Salmonella typhimurium NM5004 strain expressing rat glutathione S-transferase 5-5 : use in detection of genotoxicity of dihaloalkanes using an SOS/umu test system

The Escherichia coli mu operon was subcloned into a pKK233-2 vector containing rat glutathione S-transferase (GST) 5-5 cDNA and the plasmid thus obtained was introduced into Salmonella typhimurium TA1535. The newly developed strain S.typhimurium NM5004, was found to have 52-fold greater GST activity than the original umu strain S.typhimurium TA1535/pSK1002. We compared sensitivities of these two tester strains, NM5004 and TA1535/ pSK1002, for induction of umuC gene expression with several dihaloalkanes which are activated or inactivated by GST 5-5 activity. The induction of umuC gene expression by these chemicals was monitored by measuring the cellular P-galactosidase activity produced by umuC'lacZ fusion gene in these two tester strains. Ethylene dibromide, 1-bromo-2-chloroethane, 1,2-dichloroethane, and methylene dichloride induced umuC gene expression more strongly in the NM5004 strain than the original strain, 4-Nitroquinoline 1-oxide and N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine were found to induce umuC gene expression to similar extents in both strains. In the case of 1-nitropyrene and 2-nitrofluorene, however, NM5004 strain showed weaker umuC gene expression responses than the original TA1535/ pSK1002 strain, 1,2-Epoxy-3-(4'-nitrophenoxy)propane, a known substrate for GST 5-5, was found to inhibit umuC induction caused by 1-bromo-2-chloroethane. These results indicate that this new tester NM5004 strain expressing a mammalian GST theta class enzyme may be useful for studies of environmental chemicals proposed to be activated or inactivated by GST activity.

Chertezh zemlepol'zovahi︠ia︡ Komzet'a pri der. Kheǐrus, Seǐtlerskogo raǐona, Kr.A.S.SD.R., po proektu zemleustroǐstva 1930 g. po Ichkinskoǐ dache razverstani︠ia︡, v sos.tave Belokoshskogo sevooborotnogo uchastka

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SOS films and interfaces: chemical aspects

The possible chemical reactions that take place during the growth of single crystal films of silicon on sapphire (SOS) are analyzed thermodynamically. The temperature for the growth of good quality epitaxial films is dependent on the extent of water vapor present in the carrier gas. The higher the water vapor content the higher the temperature needed to grow SOS films. Due to the interaction of silicon with sapphire at elevated temperatures, SOS films are doped with aluminum. The extent of doping is dependent on the conditions of film growth. The doping by aluminum from the substrate increases with increasing growth temperatures and decreasing growth rates. The equilibrium concentrations of aluminum at the silicon-sapphire interface are calculated as a function of deposition temperature, assuming that SiO2 or Al6Si2O13 are the products of reaction. It is most likely that the product could be a solid solutio n of Al2O3 in SiO2. The total amount of aluminum released due to the interaction between silicon and sapphire will account only for the formation of not more than one monolayer of reaction product unless the films are annealed long enough at elevated temperatures. This value is in good agreement with the recently reported observations employing high resolution transmission electron microscopy.

Suramin is a potent and selective inhibitor of Mycobacterium tuberculosis RecA protein and the SOS response: RecA as a potential target for antibacterial drug discovery

In eubacteria, RecA is essential for recombinational DNA repair and for stalled replication forks to resume DNA synthesis. Recent work has implicated a role for RecA in the development of antibiotic resistance in pathogenic bacteria. Consequently, our goal is to identify and characterize small-molecule inhibitors that target RecA both in vitro and in vivo. We employed ATPase, DNA strand exchange and LexA cleavage assays to elucidate the inhibitory effects of suramin on Mycobacterium tuberculosis RecA. To gain insights into the mechanism of suramin action, we directly visualized the structure of RecA nucleoprotein filaments by atomic force microscopy. To determine the specificity of suramin action in vivo, we investigated its effect on the SOS response by pull-down and western blot assays as well as for its antibacterial activity. We show that suramin is a potent inhibitor of DNA strand exchange and ATPase activities of bacterial RecA proteins with IC50 values in the low micromolar range. Additional evidence shows that suramin inhibits RecA-catalysed proteolytic cleavage of the LexA repressor. The mechanism underlying such inhibitory actions of suramin involves its ability to disassemble RecA-single-stranded DNA filaments. Notably, suramin abolished ciprofloxacin-induced recA gene expression and the SOS response and augmented the bactericidal action of ciprofloxacin. Our findings suggest a strategy to chemically disrupt the vital processes controlled by RecA and hence the promise of small molecules for use against drug-susceptible as well as drug-resistant strains of M. tuberculosis for better infection control and the development of new therapies.

A educação legislativa é uma resposta à crise do parlamento?

Analisa a crise do Parlamento no desempenho de suas funções típicas, a saber, a representativa, a legislativa e a fiscalizadora. Em seguida, desenvolve o conceito de educação legislativa, destacando duas dimensões: os efeitos epistêmicos do desempenho das funções típicas e as atividades de caráter estritamente educativo, como o Parlamento Jovem. Por fim,discute se a educação legislativa pode ser considerada uma resposta para a crise do Parlamento.

"Demanda cidadã" versus "pedido pessoal" : representações sociais sobre o parlamento no Programa Carta-Resposta da Câmara dos Deputados

Apresenta um estudo sobre o Programa Carta-Resposta da Câmara dos Deputados, que estabeleceu um canal de comunicação direto e gratuito entre o Poder Legislativo e a sociedade. Identifica a escolaridade dos usuários. Investiga se há correspondência entre o nível educacional e o tipo de solicitação efetuada, com vistas a determinar a percepção da sociedade sobre o papel desempenhado por um parlamentar.

Diário da Constituinte [gravação de vídeo] : [programa n. 326]

Constituintes e ecologistas lançam campanha pela preservação das florestas. A devastação das florestas brasileiras levou ecologistas a criarem a Fundação SOS Mata Atlântica, a entidade está lançando campanhas para preservar 5% da Mata Atlântica restante. Para o coordenador da campanha, João Meirelles Filho, a SOS Mata Atlântica é a resposta da sociedade civil para a necessidade de se preservar as florestas tropicais do país. O Deputado Fabio Feldmann (PMDB-SP) ressalta a importância das agências públicas para a mudança do cenário do meio ambiente brasileiro. A frente ecológica da Constituinte teve uma audiência com o governador de São Paulo, Orestes Quércia, pedindo apoio na luta da preservação do meio ambiente. O Projeto de Constituição vai ser entregue ao presidente da Assembleia Nacional Constituinte (ANC), Ulysses Guimarães (PMDB-SP). Vários pontos do projeto foram discutidos numa reunião entre o Deputado Ulysses Guimarães e os líderes do PMDB, os Senadores Mário Covas (PMDB-SP) e Fernando Henrique Cardoso (PMDB-SP). Os parlamentares que integram o grupo "Centrão" pretendem mudar principalmente os direitos sociais aprovados na Comissão de Sistematização, conforme comentam os Deputados Chagas Netos (PMDB-RO), Denisar Arneiro (PMDB-RJ) e Narcíso Mendes (PDS-AC ). O relator da Comissão de Sistematização, o Deputado Bernardo Cabral (PMDB-AM) considera que o grupo "Centrão" irá trazer contribuição positivas, e não posições radicais que possam inviabilizar o andamento da Nação.

Ficha limpa e a resposta congressual : comportamento legislativo e processo decisório

O analisa, no âmbito da Câmara dos Deputados, o comportamento parlamentar e os processos decisórios subjacentes à tramitação do projeto de lei que culminou com a edição da Lei Complementar nº 135/2010, intitulada Lei da Ficha Limpa.