Effects of a recombinant gene expression on ColE1-like plasmid segregation in Escherichia coli

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Segregation of expression plasmids leads to loss of recombinant DNA from transformed bacterial cells due to the irregular distribution of plasmids between the daughter cells during cell division. Under non-selective conditions this segregational instability results in a heterogeneous population of cells, where the non-productive plasmid-free cells overgrow the plasmid-bearing cells thus decreasing the yield of recombinant protein. Amongst the factors affecting segregational plasmid instability are: the plasmid design, plasmid copy-number, host cell genotype, fermentation conditions etc. This study aims to investigate the influence of transcription and translation on the segregation of recombinant plasmids designed for constitutive gene expression in <it>Escherichia coli </it>LE392 at glucose-limited continuous cultivation. To this end a series of pBR322-based plasmids carrying a synthetic human interferon-gamma (hIFNγ) gene placed under the control of different regulatory elements (promoter and ribosome-binding sites) were used as a model.</p> <p>Results</p> <p>Bacterial growth and product formation kinetics of transformed <it>E. coli </it>LE392 cells cultivated continuously were described by a structured kinetic model proposed by Lee et al. (1985). The obtained results demonstrated that both transcription and translation efficiency strongly affected plasmid segregation. The segregation of plasmid having a deleted promoter did not exceed 5% after 190 h of cultivation. The observed high plasmid stability was not related with an increase in the plasmid copy-number. A reverse correlation between the yield of recombinant protein (as modulated by using different ribosome binding sites) and segregational plasmid stability (determined by the above model) was also observed.</p> <p>Conclusions</p> <p>Switching-off transcription of the hIFNγ gene has a stabilising effect on ColE1-like plasmids against segregation, which is not associated with an increase in the plasmid copy-number. The increased constitutive gene expression has a negative effect on segregational plasmid stability. A kinetic model proposed by Lee et al. (1985) was appropriate for description of <it>E. coli </it>cell growth and recombinant product formation in chemostat cultivations.</p

Geochemical assessment of metal transfer from rock and soil to water in serpentine areas of Sabah (Malaysia)

The mobility of metals in ultramafic rock–soil systems and metal contamination in serpentine soils were investigated from the Ranau area in Sabah, East Malaysia. Metal concentrations were analysed after division into seven operationally defined fractions by selective sequential extraction (SSE). Geochemical studies showed that the soils are exceptionally high in Cr (95%) residing in refractory residual fractions. Metal speciation studies will shed further light on toxicities in the Malaysian ultramafic tropical environment, reconciled against elemental metal tenure, adopted by common standards

Einfluss von Schmierstoffzusaetzen auf den Verschleiss von Waelzlagern bei ueberwiegend metallischer Beruehrung in den Waelzflaechen Abschlussbericht. Forschungsvorhaben Nr. 31/II. Berichtszeitraum: 1978-1982

TIB: RN 3358 (151) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEDEGerman

Design of hard surfaces with metal (Hf/V) nitride multinanolayers

Physical properties as mechanical and tribological evolution on 4140 steel surfaces coated with hafnium nitride/vanadium nitride [HfN/VN]n multinanolayered systems deposited in various bilayer periods via magnetron sputtering has been exhaustively studied in this work. The coatings have been characterized in terms of structural, chemical, morphological, mechanical, and tribological properties by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, atomic force microscopy, scanning and transmission electron microscopies, nanoindentation, pin-on-disc and scratch tests. Moreover, the failure mode mechanisms were observed via scanning electron microscopy. The preferential growth in the face-centered cubic (111) crystal structure for [HfN/VN]n multilayered coatings have been shown by X-ray diffraction results. The best enhancement of the mechanical behavior has been obtained when the bilayer period was 15 nm (n = 80), yielding the highest hardness (37 GPa) and elastic modulus was (351 GPa). The values of the hardness and elastic modulus were 1.48 and 1.32 times higher than the coating with n = 1, respectively, as well as the lowest friction coefficient (~ 0.15) and the highest critical load (72 N). These results indicated significant enhancements in mechanical, tribological, and adhesion properties, compared to HfN/VN multilayered systems with bilayer period of 1200 nm (n = 1). The hardness and toughness enhancement in the multilayered coatings could be attributed to the different mechanisms that produce the layer formation with nanometric thickness due to the number of interfaces acting as obstacles for crack deflection and dissipation of crack energy. Due to the emergent characteristics of the synthesized multinanolayered material, the developed adaptive coating could be considered as higher ordered tool machining systems, capable of sustaining extreme operating conditions for industrial applications.Фізичні властивості як механічні і трибологічні зміни на поверхні сталі марки 4140 з покриттям із нанобагатошарових систем нітриду гафнію/нітриду ванадію [HfN/VN]n, нанесених магнетронним розпиленням з різними проміжками між двома шарами, були ретельно вивчені в цій роботі. Структурні, хімічні, морфологічні і трибологічні властивості покриттів визначали дифракцією рентгенівських променів, фотоелектронною рентгенівською спектроскопією, атомно-силовою мікроскопією, растровою та просвічувальною електронною мікроскопією, наноіндентуванням, методом “штифт на крузі” і випробуванням дряпанням. Крім того, механізми відмов спостерігали за допомогою растрової електронної мікроскопії. Результати дифракції рентгенівських променів показали краще зростання (111) граніцентрованої кристалічної структури для багатошарових покриттів [HfN/VN]n. Максимальне підвищення механічних характеристик було досягнуто при товщині бішару HfN/VN, що дорівнював 15 нм (число шарів 80), твердість складала 37 ГПа, а модуль пружності – 351 ГПа. Ці значення твердості і модуля пружності були вище, ніж у покриття з n = 1 (в 1,48 і 1,32 рази відповідно), також це багатошарове покриття мало найнижчий (~ 0,15) коефіцієнт тертя і найвище (72 Н) критичне навантаження. Ці результати показали значне поліпшення механічних, трибологічних і адгезійних властивостей порівняно з HfN/VN багатошарової системою з товщиною бішару 1200 нм (n = 1). Підвищення твердості і в’язкості руйнування багатошарових покриттів може бути пояснено різними механізмами утворювання шарів нанометричної товщини, зумовлених кількістю меж розділу, що діють як перешкоди для відхилення тріщини і розсіювання її енергії. Завдяки покращеним характеристикам синтезованого багатошарового матеріалу, розроблене адаптивне покриття можна розглядати як більш високо впорядковану інструментальну систему обробки, здатну підтримувати екстремальні робочі умови при використанні в промисловості.Физические свойства как механические и трибологические изменения на поверхности стали марки 4140 с покрытием из наномногослойных систем нитрида гафния/нитрида ванадия [HfN/VN]n, нанесенных магнетронным распылением с различными промежутками между двумя слоями, были тщательно изучены в этой работе. Структурные, химические, морфологические и трибологические свойства покрытий определяли дифракцией рентгеновских лучей, фотоэлектронной рентгеновской спектроскопией, атомно-силовой микроскопией, растровой и просвечивающей электронной микроскопией, наноиндентированием, методом “штифт на круге” и испытания царапаньем. Кроме того, механизмы отказов наблюдали посредством растровой электронной микроскопии. Результаты дифракции рентгеновских лучей показали предпочтительный рост (111) гранецентрированной кристаллической структуры для многослойных покрытий [HfN/VN]n. Максимальное повышение механических характеристик было достигнуто при толщине бислоя HfN/VN равной 15 нм (число слоев 80), твердость была равна 37 ГПа, а модуль упругости – 351 ГПа. Эти значения твердости и модуля упругости были выше, чем у покрытия с n = 1 (в 1,48 и 1,32 раза соответственно), также у этого многослойного покрытия был самый низкий (~ 0,15) коэффициент трения и самая высокая (72 Н) критическая нагрузка. Эти результаты показали значительное улучшение механических, трибологических и адгезионных свойств по сравнению с HfN/VN многослойной системой с толщиной бислоя 1200 нм (n = 1). Повышение твердости и вязкости разрушения многослойных покрытий может быть объяснено различными механизмами образования слоев нанометрической толщины, обусловленных количеством границ раздела, действующих как препятствия для отклонения трещины и рассеяния ее энергии. Благодаря улучшенным характеристикам синтезированного многонанослойного материала, разработанное адаптивное покрытие можно рассматривать как более высоко упорядоченную инструментальную обрабатывающую систему, способную поддерживать экстремальные рабочие условия при использовании в промышленности