Metabolismo de naringenina em Herbaspirillum seropedicae SmR1

Resumo: Herbaspirillum seropedicae é uma bactéria diazotrófica que se associa endofiticamente com gramíneas de interesse comercial. Alguns genes de H. seropedicae têm a sua expressão regulada por naringenina, um flavonóide que pode ser liberado pela planta durante a interação com a bactéria. H. seropedicae possui um operon chamado de fde envolvido na degradação de naringenina. Este operon é composto por dez genes e sua transcrição é ativada pelo regulador transcricional FdeR, que é transcrito na direção oposta ao operon, e naringenina, crisina, luteolina e apigenina ativam a sua transcrição. Através de estudos de calorimetria de titulação isotérmica foram obtidas as constantes de afinidade entre FdeR e os flavonóides naringenina ou crisina que mostraram que FdeR tem maior afinidade por naringenina. Devido a sua similaridade com proteínas NodD de rizóbios, FdeR foi testada quanto a sua capacidade de induzir a transcrição do operon nodABC de Rhizobium sp. NGR234, e quanto a sua capacidade de desencadear o processo de nodulação em Macroptilium atropurpureum (siratro) e Vigna unguiculata (feijão-de-corda). Os resultados mostraram que FdeR ativa parcialmente a transcrição de nodABC, porém não é capaz de induzir a formação de nódulos em estirpes mutantes nodD- de Rhizobium sp. NGR234, provavelmente porque outras proteínas Nod são necessárias para a correta formação dos nódulos radiculares, proteínas estas não expressas por FdeR.. A estirpe selvagem SmR1 de H. seropedicae utiliza naringenina como fonte única de carbono. Mutações em fdeR e fdeE eliminam a capacidade desta bactéria em utilizar naringenina como sua única fonte de carbono. A mutação em fdeA reduz a velocidade de degradação de naringenina substancialmente. Moléculas originadas do catabolismo da naringenina pela estirpe selvagem SmR1 foram identificadas por espectrometria de massas, permitindo propor uma via de degradação de naringenina em H.seropedicae. Neste microrganismo, o metabolismo da naringenina parece seguir quatro rotas distintas: (I) transformação em quercetina; (II) glicosilação; (III) clivagem do anel C; (IV) metoxilação. Considerando-se os metabólitos encontrados, e o fato de que as estirpes SmR1 (selvagem), DR2 (fdeR-) e AMM1 (fdeA-) utilizam quercetina como fonte de carbono, foi possível propor uma via de degradação para a quercetina. Uma vez que esta bactéria se associa com plantas, onde ocorre a biossíntese de flavonoides, e que estes compostos estão envolvidos no mecanismo de defesa da planta, possivelmente a degradação dos mesmos esteja associada a um mecanismo de detoxificação

Genome of Herbaspirillum seropedicae Strain SmR1, a Specialized Diazotrophic Endophyte of Tropical Grasses

The molecular mechanisms of plant recognition, colonization, and nutrient exchange between diazotrophic endophytes and plants are scarcely known. Herbaspirillum seropedicae is an endophytic bacterium capable of colonizing intercellular spaces of grasses such as rice and sugar cane. The genome of H. seropedicae strain SmR1 was sequenced and annotated by The Paraná State Genome Programme—GENOPAR. The genome is composed of a circular chromosome of 5,513,887 bp and contains a total of 4,804 genes. The genome sequence revealed that H. seropedicae is a highly versatile microorganism with capacity to metabolize a wide range of carbon and nitrogen sources and with possession of four distinct terminal oxidases. The genome contains a multitude of protein secretion systems, including type I, type II, type III, type V, and type VI secretion systems, and type IV pili, suggesting a high potential to interact with host plants. H. seropedicae is able to synthesize indole acetic acid as reflected by the four IAA biosynthetic pathways present. A gene coding for ACC deaminase, which may be involved in modulating the associated plant ethylene-signaling pathway, is also present. Genes for hemagglutinins/hemolysins/adhesins were found and may play a role in plant cell surface adhesion. These features may endow H. seropedicae with the ability to establish an endophytic life-style in a large number of plant species

Metabolismo de naringenina em Herbaspirillum seropedicae SmR1

Resumo: Herbaspirillum seropedicae é uma bactéria diazotrófica que se associa endofiticamente com gramíneas de interesse comercial. Alguns genes de H. seropedicae têm a sua expressão regulada por naringenina, um flavonóide que pode ser liberado pela planta durante a interação com a bactéria. H. seropedicae possui um operon chamado de fde envolvido na degradação de naringenina. Este operon é composto por dez genes e sua transcrição é ativada pelo regulador transcricional FdeR, que é transcrito na direção oposta ao operon, e naringenina, crisina, luteolina e apigenina ativam a sua transcrição. Através de estudos de calorimetria de titulação isotérmica foram obtidas as constantes de afinidade entre FdeR e os flavonóides naringenina ou crisina que mostraram que FdeR tem maior afinidade por naringenina. Devido a sua similaridade com proteínas NodD de rizóbios, FdeR foi testada quanto a sua capacidade de induzir a transcrição do operon nodABC de Rhizobium sp. NGR234, e quanto a sua capacidade de desencadear o processo de nodulação em Macroptilium atropurpureum (siratro) e Vigna unguiculata (feijão-de-corda). Os resultados mostraram que FdeR ativa parcialmente a transcrição de nodABC, porém não é capaz de induzir a formação de nódulos em estirpes mutantes nodD- de Rhizobium sp. NGR234, provavelmente porque outras proteínas Nod são necessárias para a correta formação dos nódulos radiculares, proteínas estas não expressas por FdeR.. A estirpe selvagem SmR1 de H. seropedicae utiliza naringenina como fonte única de carbono. Mutações em fdeR e fdeE eliminam a capacidade desta bactéria em utilizar naringenina como sua única fonte de carbono. A mutação em fdeA reduz a velocidade de degradação de naringenina substancialmente. Moléculas originadas do catabolismo da naringenina pela estirpe selvagem SmR1 foram identificadas por espectrometria de massas, permitindo propor uma via de degradação de naringenina em H.seropedicae. Neste microrganismo, o metabolismo da naringenina parece seguir quatro rotas distintas: (I) transformação em quercetina; (II) glicosilação; (III) clivagem do anel C; (IV) metoxilação. Considerando-se os metabólitos encontrados, e o fato de que as estirpes SmR1 (selvagem), DR2 (fdeR-) e AMM1 (fdeA-) utilizam quercetina como fonte de carbono, foi possível propor uma via de degradação para a quercetina. Uma vez que esta bactéria se associa com plantas, onde ocorre a biossíntese de flavonoides, e que estes compostos estão envolvidos no mecanismo de defesa da planta, possivelmente a degradação dos mesmos esteja associada a um mecanismo de detoxificação

Circulating Cell-Free Nucleic Acids as Biomarkers for Diagnosis and Prognosis of Pancreatic Cancer

A lack of reliable early diagnostic tools represents a major challenge in the management of pancreatic cancer (PCa), as the disease is often only identified after it reaches an advanced stage. This highlights the urgent need to identify biomarkers that can be used for the early detection, staging, treatment monitoring, and prognosis of PCa. A novel approach called liquid biopsy has emerged in recent years, which is a less- or non-invasive procedure since it focuses on plasmatic biomarkers such as DNA and RNA. In the blood of patients with cancer, circulating tumor cells (CTCs) and cell-free nucleic acids (cfNAs) have been identified such as DNA, mRNA, and non-coding RNA (miRNA and lncRNA). The presence of these molecules encouraged researchers to investigate their potential as biomarkers. In this article, we focused on circulating cfNAs as plasmatic biomarkers of PCa and analyzed their advantages compared to traditional biopsy methods

Plasma Exosome-Derived microRNAs as Potential Diagnostic and Prognostic Biomarkers in Brazilian Pancreatic Cancer Patients

Pancreatic cancer represents one of the leading causes of oncological death worldwide. A combination of pancreatic cancer aggressiveness and late diagnosis are key factors leading to a low survival rate and treatment inefficiency, and early diagnosis is pursued as a critical factor for pancreatic cancer. In this context, plasma microRNAs are emerging as promising players due to their non-invasive and practical usage in oncological diagnosis and prognosis. Recent studies have showed some miRNAs associated with pancreatic cancer subtypes, or with stages of the disease. Here we demonstrate plasma exosome-derived microRNA expression in pancreatic cancer patients and healthy individuals from Brazilian patients. Using plasma of 65 pancreatic cancer patients and 78 healthy controls, plasma exosomes were isolated and miRNAs miR-27b, miR-125b-3p, miR-122-5p, miR-21-5p, miR-221-3p, miR-19b, and miR-205-5p were quantified by RT-qPCR. We found that miR-125b-3p, miR-122-5p, and miR-205-5p were statistically overexpressed in the plasma exosomes of pancreatic cancer patients compared to healthy controls. Moreover, miR-205-5p was significantly overexpressed in European descendants, in patients with tumor progression and in those who died from the disease, and diagnostic ability by ROC curve was 0.86. Therefore, we demonstrate that these three microRNAs are potential plasma exosome-derived non-invasive biomarkers for the diagnosis and prognosis of Brazilian pancreatic cancer, demonstrating the importance of different populations and epidemiological bias

Screening of Exosome-Derived Proteins and Their Potential as Biomarkers in Diagnostic and Prognostic for Pancreatic Cancer

In the oncological area, pancreatic cancer is one of the most lethal diseases, with 5-year survival rising just 10% in high-development countries. This disease is genetically characterized by KRAS as a driven mutation followed by SMAD4, CDKN2, and TP53-associated mutations. In clinical aspects, pancreatic cancer presents unspecific clinical symptoms with the absence of screening and early plasmatic biomarker, being that CA19-9 is the unique plasmatic biomarker having specificity and sensitivity limitations. We analyzed the plasmatic exosome proteomic profile of 23 patients with pancreatic cancer and 10 healthy controls by using Nanoscale liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (NanoLC-MS/MS). The pancreatic cancer patients were subdivided into IPMN and PDAC. Our findings show 33, 34, and 7 differentially expressed proteins when comparing the IPMN vs. control, PDAC-No treatment vs. control, and PDAC-No treatment vs. IPMN groups, highlighting proteins of the complement system and coagulation, such as C3, APOB, and SERPINA. Additionally, PDAC with no treatment showed 11 differentially expressed proteins when compared to Folfirinox neoadjuvant therapy or Gemcitabine adjuvant therapy. So here, we found plasmatic exosome-derived differentially expressed proteins among cancer patients (IPMN, PDAC) when comparing with healthy controls, which could represent alternative biomarkers for diagnostic and prognostic evaluation, supporting further scientific and clinical studies on pancreatic cancer

Modulation of maize rhizosphere microbiota composition by inoculation with Azospirillum argentinense Az39 (formerly A. brasilense Az39)

Azospirillum is one of the most important plant growths promoting rhizobacteria used in agriculture worldwide. However, few reports are available describing the effects of this bacterial genus on the inoculated plant microbiome. In order to determine whether A. argentinense inoculation modifies the bacterial microbiota associated with the maize rhizosphere, we performed a high-throughput 16S rRNA gene sequence analysis under experimental controlled conditions. Rhizosphere metagenomic DNA was obtained from plants inoculated and non-inoculated with A. argentinense Az39, and bulk soil was used as a reference treatment. Biodiversity, microbial community composition, co-occurrence network and predicted function analyses (FAPROTAX) were performed. Azospirillum was the most abundant genus occurring in the rhizosphere of inoculated plants. Regarding the alpha diversity, a significant reduction in the bacteria evenness was observed in the inoculated rhizosphere. The beta diversity analysis showed a differential structure of the communities of each treatment. According to the LEfSe index, the three most abundant genera associated with Az39 inoculation were Burkholderia, Massilia and Sphingobium. An increase in the relative abundance of some members of the Hyphomicrobiales (ex Rhizobiales) order was observed in inoculated plants. Co-occurrence networks showed a positive interaction between Azospirillum and Pseudomonas and a negative correlation with Hyphomicrobium. The FAPROTAX analysis associated Azospirillum inoculation with some functions related to chemoheterotrophy, phototrophy and the nitrogen cycle. Our results allowed us to conclude that Azospirillum is able to colonize the maize rhizosphere after inoculation and that this colonization process induces an increase in the relative abundance of beneficial bacterial genera, also commonly used as biofertilizers in agriculture.Fil: Coniglio, Nayla Anahí. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Cs.exactas Fisicoquimicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Agrobiotecnologicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Cordoba. Instituto de Investigaciones Agrobiotecnologicas.; ArgentinaFil: Larama, Giovanni. Universidad de La Frontera; Chile. Agriaquaculture Nutritional Genomic Center; ChileFil: Molina, Romina Micaela. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Cs.exactas Fisicoquimicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Agrobiotecnologicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Cordoba. Instituto de Investigaciones Agrobiotecnologicas.; ArgentinaFil: Mora, Maria Veronica. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Cs.exactas Fisicoquimicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Agrobiotecnologicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Cordoba. Instituto de Investigaciones Agrobiotecnologicas.; ArgentinaFil: Torres, Daniela Soledad. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Cs.exactas Fisicoquimicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Agrobiotecnologicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Cordoba. Instituto de Investigaciones Agrobiotecnologicas.; ArgentinaFil: Marin, Anelis. Universidade Federal do Paraná; BrasilFil: Avila, Andrés Ignacio. Universidad de La Frontera; ChileFil: NoirCarlan, Coline Lede. Universiteit Antwerp; BélgicaFil: Erijman, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; ArgentinaFil: Figuerola, Eva Lucia Margarita. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Maltempi de Souza, Emanuel. Universidade Federal do Paraná; BrasilFil: Cassan, Fabricio Dario. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Cs.exactas Fisicoquimicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Agrobiotecnologicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Cordoba. Instituto de Investigaciones Agrobiotecnologicas.; Argentin