Functional characterization of the PHT1 family transporters of foxtail millet with development of a novel Agrobacterium-mediated transformation procedure

Phosphate is an essential nutrient for plant growth and is acquired from the environment and distributed within the plant in part through the action of phosphate transporters of the PHT1 family. Foxtail millet (Setaria italica) is an orphan crop essential to the food security of many small farmers in Asia and Africa and is a model system for other millets. A novel Agrobacterium-mediated transformation and direct plant regeneration procedure was developed from shoot apex explants and used to downregulate expression of 3 members of the PHT1 phosphate transporter family SiPHT1;2 SiPHT1;3 and SiPHT1;4. Transformants were recovered with close to 10% efficiency. The downregulation of individual transporters was confirmed by RT-PCR. Downregulation of individual transporters significantly reduced the total and inorganic P contents in shoot and root tissues and increased the number of lateral roots and root hairs showing they have non-redundant roles. Downregulation of SiPHT1;2 had the strongest effect on total and inorganic P in shoot and root tissues. Complementation experiments in S. cerevisiae provide evidence for the ability of SiPHT1;1, 1;2, 1;3, 1;7 and 1;8 to function as high affinity Pi transporters. This work will aid development of improved millet varieties for global food security

Time esophageal pH < 4 overestimates the prevalence of pathologic esophageal reflux in subjects with gastroesophageal reflux disease treated with proton pump inhibitors

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>A Stanford University study reported that in asymptomatic GERD patients who were being treated with a proton pump inhibitor (PPI), 50% had pathologic esophageal acid exposure.</p> <p>Aim</p> <p>We considered the possibility that the high prevalence of pathologic esophageal reflux might simply have resulted from calculating acidity as time pH < 4.</p> <p>Methods</p> <p>We calculated integrated acidity and time pH < 4 from the 49 recordings of 24-hour gastric and esophageal pH from the Stanford study as well as from another study of 57 GERD subjects, 26 of whom were treated for 8 days with 20 mg omeprazole or 20 mg rabeprazole in a 2-way crossover fashion.</p> <p>Results</p> <p>The prevalence of pathologic 24-hour esophageal reflux in both studies was significantly higher when measured as time pH < 4 than when measured as integrated acidity. This difference was entirely attributable to a difference between the two measures during the nocturnal period. Nocturnal gastric acid breakthrough was not a useful predictor of pathologic nocturnal esophageal reflux.</p> <p>Conclusion</p> <p>In GERD subjects treated with a PPI, measuring time esophageal pH < 4 will significantly overestimate the prevalence of pathologic esophageal acid exposure over 24 hours and during the nocturnal period.</p

Transcriptome analysis reveals the genetic foundation for the dynamics of starch and lipid production in Ettlia oleoabundans

publishedVersionPaid Open Acces

Convergence of phosphate-specific and general nutrient sensing mechanisms in Saccharomyces cerevisiae.

Anorganisch fosfaat (Pi) is een essentieel nutriënt voor alle levende or ganismen aangezien het noodzakelijk is voor de synthese van ATP, de bela ngrijkste energiebron voor de cel. De plasmamembraan is echter impermeab el voor fosfaatmolecules en daarom zijn Pi transporters noodzakelijk voo r het transporteren van Pi vanuit de extracellulaire omgeving naar het c ytoplasma. De gist Saccharomyces cerevisiae heeft vijf Pi-transporter s: Pho84, Pho87, Pho89, Pho90 en Pho91. De eerste vier bevinden zich aan de plasma membraan, terwijl Pho91 zich in de vacuolaire membraan bevind t waar het Pi transporteert vanuit het cytoplasma naar de vacuole. De vi er plasmamembraan Pi-transporters omvatten twee verschillende Pi-transpo rtsystemen: een lage-affiniteitssysteem (Pho87 en Pho90) en een hoge-aff initeitssysteem (Pho84 en Pho89). De expressie van PHO87 en PHO90&amp; nbsp; is constitutief en beide Pi-transporters mediëren Pi-transport wan neer genoeg extracellulair Pi aanwezig is. Onder Pi-limiterende conditie s wordt de transcriptie van het hoge-affiniteitssysteem geïnduceerd, ter wijl de activiteit van de lage affiniteit Pi-transporters wordt geïnhibe erd. Dus, waneer Pi limiterend wordt, nemen Pho84 en Pho89 de Pi-transpo rtfunctie over van Pho87 en Pho90 wat leidt tot verhoogde Pi-acquisitie. Dit proces wordt geregeld via activatie van de PHO-signaalweg. Pi-limit atie leidt tot activatie van Pho81. Dit proteïne inhibeert de activiteit van het Pho85-Pho80 kinase, wat resulteert in nucleaire translokatie va n de Pho4 transcriptiefactor. Nucleair Pho4 induceert de transcriptie va n de zogenaamde PHO-genen en deze genen omvatten naast PHO84 en PHO89 ook SPL2, de inhibitor van het lage-affiniteitssysteem. Wanneer v oldoende Pi aanwezig is, leidt dit tot inhibitie van Pho81 en vervolgens tot een actief Pho85-Pho80 kinase. Dit kinase hyperfosforyleert dan Pho 4, wat leidt tot zijn nucleaire exclusie en tot repressie van de PHO-gen en. In dit werk werd er onderzocht of andere nutriënten zoals stikstof of koolstof de Pi-respons van gist konden beïnvloeden. We tonen aan dat de lage-affiniteit Pi-transporters vacuolaire translokatie ondergaan wa nneer Pi limiterend wordt, maar dat de regulatie van dit proces verschil lend is voor Pho87 en Pho90. Terwijl dit proces voor Pho87 volledig afha nkelijk is van Spl2, leidt deletie van SPL2 niet tot stabilisatie van Pho90 tijdens deze condities. Wanneer andere nutriënten limiterend word en (koolstof/stikstof), ondergaan beide Pi-transporters vacuolaire trans lokatie onafhankelijk van Spl2. Interessant was wel dat het SPX-domein v an beide transporters noodzakelijk is voor dit proces onder alle nutriëntco ndities. Er wordt dus voldoende bewijs geleverd voor het feit dat Pho87 en Pho90 niet-redundante Pi-transporters zijn en dat andere nutritionele condities naast Pi ook de Pi-transportcapaciteit van een gistcel kunnen beïnvloeden. Vervolgens werd de lokalisatie van de Pho4 transcriptiefactor onderzocht onder verschillende nutriëntcondities. Er was al aangetoond dat Pho4 nu cleaire translokatie ondergaat wanneer Pi limiterend wordt. Hier tonen w e aan dat wanneer glucose verwijderd wordt, dit leidt tot nucleaire excl usie van Pho4 en dat dit proces gereguleerd wordt door de glucose-repres sie signaalweg. Additioneel demonstreren we dat inductie van stikstoflim itatie via inhibitie van TORC1 leidt tot nucleaire translokatie van Pho4 , zelfs wanneer voldoende Pi aanwezig is en dit proces kan gemimickt wor den via deletie van SCH9, een belangrijk substraat van TORC1. Interes sant is wel dat er al was aangetoond dat een gecombineerde deletie van S CH9 en PHO85 lethaal is voor gistcellen en nu blijkt dat dit fenot ype veroorzaakt wordt door deregulatie van de Pho4 transcriptiefactor. S ch9 en Pho85-Pho80 regelen dus in parallel de lokalisatie van Pho4 onder verschillende nutriëntcondities en deregulatie van dit proces door geco mbineerde deletie van SCH9 en PHO85 resulteert in een synthetisch lethaal fenotype. Finaal werd er onderzocht of bepaalde extracellulaire ionen een effect h ebben op de groei van gistmutanten die niet in staat zijn de PHO-signaal weg te activeren. Hier tonen we aan dat zo n giststammen geen groei vert onen in aanwezigheid van hoge concentraties aan Fe2+ en bij alkalische p H. Meer nog, voor groei in aanwezigheid van hoge concentraties aan Ca2+ is alleen maar activatie van de PHO-signaalweg vereist wanneer Ca2+-sign alering afwezig is. Al deze Pho4-afhankelijke fenotypes worden echter op geheven wanneer extra anorganisch Pi wordt toegediend aan het medium, wa t aantoont dat al deze condities leiden tot een daling in extracellulair e Pi-beschikbaarheid. Er moet dus rekening gehouden worden met het feit dat bepaalde ionen nutriënt-geïnduceerde signaalwegen kunnen activeren v ia het beïnvloeden van de beschikbaarheid van het specifiek nutriënt. &amp;n bsp;nrpages: 212status: publishe

Life in the midst of scarcity: adaptations to nutrient availability in Saccharomyces cerevisiae

Cells of all living organisms contain complex signal transduction networks to ensure that a wide range of physiological properties are properly adapted to the environmental conditions. The fundamental concepts and individual building blocks of these signalling networks are generally well-conserved from yeast to man; yet, the central role that growth factors and hormones play in the regulation of signalling cascades in higher eukaryotes is executed by nutrients in yeast. Several nutrient-controlled pathways, which regulate cell growth and proliferation, metabolism and stress resistance, have been defined in yeast. These pathways are integrated into a signalling network, which ensures that yeast cells enter a quiescent, resting phase (G0) to survive periods of nutrient scarceness and that they rapidly resume growth and cell proliferation when nutrient conditions become favourable again. A series of well-conserved nutrient-sensory protein kinases perform key roles in this signalling network: i.e. Snf1, PKA, Tor1 and Tor2, Sch9 and Pho85–Pho80. In this review, we provide a comprehensive overview on the current understanding of the signalling processes mediated via these kinases with a particular focus on how these individual pathways converge to signalling networks that ultimately ensure the dynamic translation of extracellular nutrient signals into appropriate physiological responses

Molecular mechanisms linking the evolutionary conserved TORC1-Sch9 nutrient signalling branch to lifespan regulation in Saccharomyces cerevisiae

The knowledge on the molecular aspects regulating ageing in eukaryotic organisms has benefitted greatly from studies using the budding yeast Saccharomyces cerevisiae. Indeed, many aspects involved in the control of lifespan appear to be well conserved among species. Of these, the lifespan-extending effects of calorie restriction (CR) and downregulation of nutrient signalling through the target of rapamycin (TOR) pathway are prime examples. Here, we present an overview on the molecular mechanisms by which these interventions mediate lifespan extension in yeast. Several models have been proposed in the literature, which should be seen as complementary, instead of contradictory. Results indicate that CR mediates a large amount of its effect by downregulating signalling through the TORC1-Sch9 branch. In addition, we note that Sch9 is more than solely a downstream effector of TORC1, and documented connections with sphingolipid metabolism may be particularly interesting for future research on ageing mechanisms. As Sch9 comprises the yeast orthologue of the mammalian PKB/Akt and S6K1 kinases, future studies in yeast may continue to serve as an attractive model to elucidate conserved mechanisms involved in ageing and age-related diseases in humans.status: publishe