Structural Basis for Promoter −10 Element Recognition by the Bacterial RNA Polymerase σ Subunit

SummaryThe key step in bacterial promoter opening is recognition of the −10 promoter element (T−12A−11T−10A−9A−8T−7 consensus sequence) by the RNA polymerase σ subunit. We determined crystal structures of σ domain 2 bound to single-stranded DNA bearing −10 element sequences. Extensive interactions occur between the protein and the DNA backbone of every −10 element nucleotide. Base-specific interactions occur primarily with A−11 and T−7, which are flipped out of the single-stranded DNA base stack and buried deep in protein pockets. The structures, along with biochemical data, support a model where the recognition of the −10 element sequence drives initial promoter opening as the bases of the nontemplate strand are extruded from the DNA double-helix and captured by σ. These results provide a detailed structural basis for the critical roles of A−11 and T−7 in promoter melting and reveal important insights into the initiation of transcription bubble formation

Относительная высота деревьев в изолированных популяциях сосновых древостоев

Проведено исследование относительной высоты деревьев в сосняках брусничных, черничных и сфагновых на о-ве Большом Соловецком, самом значительном по площади в Соловецком архипелаге и в Белом море. Архипелаг является объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО. Относительная высота – важный показатель, характеризующий рост древесных растений и отражающий, на сколько сантиметров прирастает высота на сантиметр диаметра. Заложено 34 пробных площади в наиболее распространенных типах леса – сосняках брусничных, черничных и сфагновых, занимающих 82,0 % от всей территории сосняков. На каждой пробной площади подобраны учетные деревья (по 64 дерева), у которых выполнены измерения высот, диаметров, взяты керны возрастным буравом у шейки корня для определения возраста. Всего в анализе относительной высоты использовано 2176 деревьев. Средняя относительная высота в сосняках брусничных, черничных и сфагновых на о-ве Б. Соловецком составляет соответственно 62,5; 61,5 и 54,7 см/см. Такой показатель заметно меньше, чем в сосняках на материке в Архангельской области. Там значения составляют 84,9; 84,9 и 79,2 см/см для соответствующих типов леса. Применять существующие таблицы хода роста, разработанные по материалам исследования материковых деревьев, для островных сосняков нельзя. Получены уравнения для определения относительной высоты сосняков о-ва Б. Соловецкого. В качестве входного параметра предлагается использовать диаметр деревьев, а не возраст, т. к. определение возраста значительно труднее, чем диаметра на высоте груди. Для цитирования: Соболев А.Н., Феклистов П.А., Неверов Н.А., Макаров С.С. Относительная высота деревьев в изолированных популяциях сосновых древостоев // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 6. С. 102–113. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-6-102-11

Peculiarities of the Accumulation of Mineral Elements and Nitrogen in the Assimilation Apparatus of Scots Pine

The research has been carried out in the Arkhangelsk forestry of the Arkhangelsk Region in a drained shrub-sphagnum pine forest. Census trees of medium diameter and height for the stand have been selected, from which samples of needles, both living and dying yellow ones, and shoots of different ages have been taken on model branches. Soil samples have also been taken from the 3 upper horizons. It has been established that most of all nitrogen and mineral elements accumulate in the living needles – 4.4 % on average, in the dying needles and shoots there are 37–40 % less. Among all the elements, nitrogen, potassium and calcium make up the largest proportion; while the rest of the chemical elements are several time less. In descending order of the share, they are arranged in the following sequence: magnesium, sulfur, phosphorus, manganese, silicon, iron and aluminum. The most important mineral elements are derived in significant quantities from the dying yellow needles. The content of sulfur, magnesium, phosphorus, manganese and iron decreases in them by 3.3, 2.1, 8.0, 1.5 and 1.4 times, respectively, compared to the living needles. Data on the presence of nitrogen and mineral elements in the soil horizons A0, T1 and T2 have been obtained. It has been established that some of the essential elements for the life of a tree are concentrated in the living needles in much larger quantities than in the soil: potassium, phosphorus, manganese and calcium – by 12.0, 4.0, 6.0 and 1.9, respectively. The yellow falling needles create a biological cycle of substances. The amount of nitrogen and ash constituents in these needles is proportional to their presence in the soil. In turn, the content of mineral elements in the shoots is close to their amount in the yellow falling needles, on the one hand, and on the other, depends on the age of the shoots. There is a steady trend of decreasing the content of nitrogen, potassium, phosphorus and sulfur with the age of the shoots

The actinobacterial transcription factor RbpA binds to the principal sigma subunit of RNA polymerase

RbpA is a small non-DNA-binding transcription factor that associates with RNA polymerase holoenzyme and stimulates transcription in actinobacteria, including Streptomyces coelicolor and Mycobacterium tuberculosis. RbpA seems to show specificity for the vegetative form of RNA polymerase as opposed to alternative forms of the enzyme. Here, we explain the basis of this specificity by showing that RbpA binds directly to the principal σ subunit in these organisms, but not to more diverged alternative σ factors. Nuclear magnetic resonance spectroscopy revealed that, although differing in their requirement for structural zinc, the RbpA orthologues from S. coelicolor and M. tuberculosis share a common structural core domain, with extensive, apparently disordered, N- and C-terminal regions. The RbpA-σ interaction is mediated by the C-terminal region of RbpA and σ domain 2, and S. coelicolor RbpA mutants that are defective in binding σ are unable to stimulate transcription in vitro and are inactive in vivo. Given that RbpA is essential in M. tuberculosis and critical for growth in S. coelicolor, these data support a model in which RbpA plays a key role in the σ cycle in actinobacteria

Применение генерического препарата золедроновой кислоты для лечения остеопороза: фокус на переносимость и безопасность

Objective: assessment of safety and tolerability of a new generic drug of zoledronic acid (Osteostatics) in patients.Patients and methods. Clinical observation included 30 postmenopausal women aged 45 years and older (mean age 64±8 years). To determine the safety of the drug of zoledronic acid, all patients underwent biochemical blood test; to assess the tolerability, adverse effects (AE) associated with the administration of the drug were recorded. Fractures that may have occurred during follow-up were also required to be recorded as AE.Results and discussion. AE was reported by 15 (50.0%) patients. In 13 (43.3%) of them flu-like syndrome (FLS) was noted, including 12 with an increase in body temperature on average to 38.4 [38.0; 38.6] ° C, in 1 (7.7%) – with abdominal pain and nausea, 5 (38.5%) women noted myalgia and/or arthralgia, and 2 (15.4%) – redness and pain in the eyes. In patients who had not previously received bisphosphonate (BP) therapy, AEs were recorded in 62.5% of cases, and in those who had already received such treatment in 15.4%. In most cases, AEs occurred in the first 48 hours, and their duration averaged 2 days.Conclusion. The incidence of AE was 50.0%, which did not exceed that when using the original zoledronic acid in real clinical practice. The majority of AEs occurred in “naive” patients, developed in the first 2 days after drug administration, and resolved on average within the next 2 days.Цель исследования – оценка безопасности и переносимости нового генерического препарата золедроновой кислоты (Остеостатикс) у больных с остеопорозом (ОП).Пациенты и методы. В клиническое наблюдения включено 30 женщин в постменопаузе в возрасте 45 лет и старше (средний возраст 64±8 лет). Для определения безопасности препарата золедроновой кислоты всем пациенткам выполняли биохимический анализ крови, для оценки переносимости фиксировали нежелательные реакции (НР), связанные с введением препарата. Переломы, которые могли произойти во время наблюдения, также должны были регистрироваться как НР.Результаты и обсуждение. О НР сообщили 15 (50,0%) пациенток. У 13 (43,3%) из них отмечался гриппоподобный синдром (ГПС), в том числе у 12 с повышением температуры тела в среднем до 38,4 [38,0; 38,6] °С, у 1 (7,7%) – с болью в животе и тошнотой, по 5 (38,5%) женщин отметили миалгии и/или артралгии, а 2 (15,4%) – покраснение и резь в глазах. У пациенток, не получавших ранее терапию бисфосфонатами (БФ), НР зарегистрированы в 62,5% наблюдений, а у уже получавших такое лечение, – в 15,4%. В большинстве случаев НР возникали в первые 48 ч, а их продолжительность составляла в среднем 2 дня.Заключение. Частота НР находилась на уровне 50,0%, что не превышало таковую при использовании оригинальной золедроновой кислоты в реальной клинической практике. Большинство НР возникли у «наивных» пациенток, развились в первые 2 сут после введения препарата, а разрешились в среднем в течение последующих 2 дней

Физическая активность и композиционный состав тела у больных ревматоидным артритом

Objective: to evaluate physical activity (PA) and its relationship with body composition in patients with rheumatoid arthritis (RA).Patients and methods. The study included 93 women with RA. A standardized questionnaire survey, anthropometric measurements, laboratory work up, and dual-energy x-ray absorptiometry were conducted to assess body composition and bone mineral density. The level of PA was determined using the International Physical Activity Questionnaire (IPAQ).Results and discussion. The IPAQ survey showed that 46 (49.5%), 41 (44.1%) and 6 (6.4%) patients had high, moderate and low levels of PA, respectively. The patients did not differ in clinical and anamnestic, laboratory and instrumental data depending on the level of PA. Correlations were found between total energy expenditure by IPAQ and daily food calcium intake (r=0.26, p=0.012), shoulder circumference (r=0.22, p=0.042) and postmenopausal duration (r=-0.27, p=0.016). The relationship between the sarcopenic phenotype (SP) and the time of vigorous physical activity less than 15 minutes per day was revealed (odds ratio, OR 6.31; 95% confidence interval, CI 1.75–22.71; p=0.004), between the frequency of moderate physical exercise and walking less than 4 times a week (OR 4.09; 95% CI 1.16–14.47; p=0.027 and OR 4.73; 95% CI 1.24–18.07; p=0.021, respectively), the presence of osteoporosis – OD (OR 9.41; 95% CI 2.73–32.47; p <0.001). The risk of obesity increased with vigorous exercise less than 15 minutes per day (OR 3.03; 95% CI 1.11–8.29; p=0.029). The osteoporotic phenotype (OPP) was associated with patient age (OR 1.12; 95% CI 1.05–1.19; p=0.001) and the presence of SP (OR 8.97; 95% CI 2.39– 33.60; p=0.001).Conclusion. Half of the patients had moderate and low level of PA, independent of age, RA duration and activity. SP was associated with insufficient PA and the presence of OPP. Obesity is also associated with lack of PA, while OPP is associated with age and the presence of SP.Цель исследования – оценить физическую активность (ФА) и ее связь с композиционным составом тела у больных ревматоидным артритом (РА).Пациенты и методы. В исследование включено 93 женщины с РА. Проводились опрос по унифицированной анкете, антропометрические измерения, лабораторное обследование и двуэхнергетическая рентгеновская абсорбциометрия для оценки композиционного состава тела и минеральной плотности кости. Уровень ФА определялся по Международному опроснику физической активности (IPAQ).Результаты и обсуждение. Опрос по IPAQ показал, что 46 (49,5%), 41 (44,1%) и 6 (6,4%) пациенток имели высокий, умеренный и низкий уровень ФА соответственно. Пациентки не различались по клинико-анамнестическим и лабораторно-инструментальным данным в зависимости от уровня ФА. Обнаружены корреляции суммарных энергетических затрат по IPAQ с суточным потреблением кальция с пищей (r=0,26, p=0,012), окружностью плеча (r=0,22, p=0,042) и длительностью постменопаузы (r=-0,27, p=0,016). Выявлена взаимосвязь саркопенического фенотипа (СФ) с временем интенсивной физической нагрузки <15 мин в день (отношение шансов, ОШ 6,31; 95% доверительный интервал, ДИ 1,75–22,71; р=0,004), частотой занятий с умеренной физической нагрузкой и пеших прогулок <4 раз в неделю (ОШ 4,09; 95% ДИ 1,16–14,47; р=0,027 и ОШ 4,73; 95% ДИ 1,24–18,07; р=0,021 соответственно), наличием остеопороза – ОП (ОШ 9,41; 95% ДИ 2,73–32,47; р<0,001). Риск ожирения увеличивался при интенсивной физической нагрузке <15 мин в день (ОШ 3,03; 95% ДИ 1,11–8,29; р=0,029). Остеопоротический фенотип (ОПФ) ассоциировался с возрастом пациенток (ОШ 1,12; 95% ДИ 1,05–1,19; р=0,001) и наличием СФ (ОШ 8,97; 95% ДИ 2,39–33,60; р=0,001).Заключение. Половина больных имела средний и низкий уровень ФА, не зависевший от возраста, длительности и активности РА. СФ ассоциировался с недостаточной ФА и наличием ОП. Ожирение также связано с недостатком ФА, а ОПФ – с возрастом и наличием СФ

Electron and hole injection barriers between silicon substrate and RF magnetron sputtered In2O3 : Er films

In2O3 : Er films have been synthesized on silicon substrates by RF magnetron sputter deposition. The currents through the synthesized metal/oxide/semiconductor (MOS) structures (Si/In2O3 : Er/In-contact) have been measured for n and p type conductivity silicon substrates and described within the model of majority carrier thermoemission through the barrier, with bias voltage correction to the silicon potential drop. The electron and hole injection barriers between the silicon substrate and the film have been found to be 0.14 and 0.3 eV, respectively, by measuring the temperature dependence of the forward current at a low sub-barrier bias. The resulting low hole injection barrier is accounted for by the presence of defect state density spreading from the valence band edge into the In2O3 : Er band gap to form a hole conduction channel. The presence of defect state density in the In2O3 : Er band gap is confirmed by photoluminescence data in the respective energy range 1.55–3.0 eV. The band structure of the Si/In2O3 : Er heterojunction has been analyzed. The energy gap between the In2O3 : Er conduction band electrons and the band gap conduction channel holes has been estimated to be 1.56 eV

Барьеры для инжекции электронов и дырок из подложки кремния в ВЧ-магнетронно напыленные пленки In2O3 : Er

The In2O3 : Er films were deposited on Si substrates by the RF magnetron sputtering technique. For the Si substrates of both n- and p-type the current through the MOS-structure (Si/In2O3 : Er/In-contact) was described by the thermionic emission of the main currents over the barrier, with the correction of the applied voltage into the partial voltage drop in silicon. By the temperature dependence measurements of the forward currents at small under-barrier biases the barriers for the current injection from Si into the films were found equal to the 0.14 eV and 0.3 eV for the electrons and holes accordingly. The obtained small barrier for the holes is described by the presence of the defect state density. It tails from the valence band maximum into the In2O3 : Er band gap and provides there the conduction channel for holes. The defect state density in the In2O3 : Er band gap is proved by the PL data in the respective energy range 1.55–3 eV. The band analysis for the hetero-structure Si/In2O3 : Er is performed. It gives the energy gap between the electrons in the In2O3 : Er conduction band and the holes in the band gap channel equal to the 1.56 eV.Пленки In2O3 : Er были напылены на подложки кремния с помощью ВЧ-магнетронного распыления-осаждения. Для подложек кремния как n-, так и p-типа проводимости токи через полученные МОП-структуры (Si/In2O3 : Er/In-контакт) были описаны в рамках модели термоэмиссии основных носителей через барьер с коррекцией приложенного напряжения на потенциал, падающий в кремнии. С помощью измерения температурной зависимости прямых токов при малом, подбарьерном смещении были найдены барьеры для инжекции электронов и дырок из кремния в пленки, равные 0,14 и 0,3 эВ, соответственно. Полученный невысокий барьер для дырок объясняется наличием плотности дефектных состояний, которые простираются от края зоны валентности в запрещенную зону In2O3 : Er и создают там канал проводимости для дырок. Наличие плотности дефектных состояний в запрещенной зоне In2O3 : Er подтверждается данными фотолюминесценции в соответствующем интервале энергий 1,55—3,0 эВ. Выполнен анализ зонной структура гетероперехода Si/In2O3 : Er. На его основе установлен энергетический интервал между электронами в зоне проводимости In2O3 : Er и дырками в канале проводимости в запрещенной зоне, равный 1,56 эВ.

Post hoc анализ результатов сравнительного наблюдательного клинического исследования КОЛИБРИ у пациентов с остеоартритом коленных сустаков и мелких суставов кистей

Objective: to evaluate the effectiveness of therapy with AMBENE®Bio (AB) in comparison with the comparator drug (bioactive concentrate of small marine fish, BCSMF) in patients with osteoarthritis (OA) of large and small joints in routine clinical practice.Patients and methods. KOLIBRI multicenter, observational, non-randomized, comparative study included 233 patients with OA of the small hand joints (HJ) or knee joints (KJ) from three Russian centers (two in Moscow and one in Tula). Patients with a generalized form of OA were excluded from the analysis. The remaining patients were divided into two groups depending on the localization of OA. The first group included 174 patients with knee OA, 105 of them received AB, and 69 received the reference drug (BCSMF) according to the same regimen. The second group consisted of 21 women with HJ OA: 13 patients were prescribed AB, and 8 — the reference drug.The duration of the study averaged 330±14 days, the total number of visits was 4. The main indicator of effectiveness was the dynamics of pain during movement according to VAS (0—100 mm) 30±7 days after the start of treatment compared with the baseline value. All patients underwent radiography of the HJ and KJ, as well as ultrasound of the involved joints.Results and discussion. Both drugs provided significant clinical improvement in patients with OA, which is consistent with other studies with similar design and long follow-up. These data confirm the symptom-modifying properties of the presented group of combined drugs in the OA treatment. The Russian injectable drug AB in OA was not inferior in effectiveness to the foreign BCSMF. According to the OMERACT-OARSI criteria, 85.2% and 88.9% of patients, respectively, responded to treatment with AB and the reference drug. In both groups, half of the patients managed to stop further use of non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) on a regular basis.Conclusion. The use of AB was accompanied not only by a decrease in the severity of clinical symptoms of OA, but also by a decrease in the daily requirement for NSAIDs almost by 2 times.Цель исследования — оценить эффективность терапии препаратом АМБЕНЕ®Био (АБ) в сопоставлении с препаратом сравнения (биоактивный концентрат из мелких морских рыб, БКММР) у пациентов с остеоартритом (ОА) крупных и мелких суставов в рутинной клинической практике.Пациенты и методы. В многоцентровое наблюдательное нерандомизированное сравнительное исследование КОЛИБРИ включено 233 пациента с ОА мелких суставов кистей (СК) или коленных суставов (КС) из трех российских центров (два — в Москве и один — в Туле). Из анализа были исключены пациенты с генерализованной формой ОА. Остальные больные были разделены на две группы в зависимости от локализации ОА. В первую группу вошли 174 пациента с ОА КС, 105 из которых получали АБ, а 69 — препарат сравнения (БКММР) по той же схеме. Вторая группа состояла из 21 женщины с ОА СК: 13 пациенткам был назначен АБ, а 8 — препарат сравнения.Длительность исследования составила в среднем 330±14 дней, общее число визитов — 4. Основным показателем эффективности была динамика боли при движении по ВАШ (0—100 мм) через 30±7 дней после начала лечения по сравнению с исходным значением. Всем пациентам выполнялись рентгенография СК и КС, а также УЗИ пораженных суставов.Результаты и обсуждение. Оба препарата у пациентов с ОА обеспечивали существенное клиническое улучшение, что согласуется с данными других работ со схожим дизайном и длительным сроком наблюдения. Эти данные подтверждают симптом-модифицирующие свойства представленной группы комбинированных препаратов для лечения ОА. Отечественный инъекционный препарат АБ при ОА не уступал по эффективности зарубежному БКММР. Согласно критериям OMERACT-OARSI ответили на лечение АБ и препаратом сравнения 85,2 и 88,9% пациентов соответственно. В обеих группах у половины больных удалось отказаться от дальнейшего использования на постоянной основе нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП).Заключение. Применение АБ сопровождалось не только уменьшением выраженности клинической симптоматики ОА, но и снижением суточной потребности в НПВП примерно в 2 раза