Expressed protein profile of a Tectomicrobium and other microbial symbionts in the marine sponge Aplysina aerophoba as evidenced by metaproteomics.

Aplysina aerophoba is an emerging model marine sponge, with a well-characterized microbial community in terms of diversity and structure. However, little is known about the expressed functional capabilities of its associated microbes. Here, we present the first metaproteomics-based study of the microbiome of A. aerophoba. We found that transport and degradation of halogenated and chloroaromatic compounds are common active processes in the sponge microbiomes. Our data further reveal that the highest number of proteins were affiliated to a sponge-associated Tectomicrobium, presumably from the family Entotheonellaceae, as well as to the well-known symbiont "Candidatus Synechococcus spongiarium", suggesting a high metabolic activity of these two microorganisms in situ. Evidence for nitric oxide (NO) conversion to nitrous oxide was consistently observed for Tectomicrobia across replicates, by production of the NorQ protein. Moreover, we found a potential energy-yielding pathway through CO oxidation by putative Chloroflexi bacteria. Finally, we observed expression of enzymes that may be involved in the transformation of chitin, glycoproteins, glycolipids and glucans into smaller molecules, consistent with glycosyl hydrolases predicted from analyses of the genomes of Poribacteria sponge symbionts. Thus, this study provides crucial links between expressed proteins and specific members of the A. aerophoba microbiome

clusterMaker: a multi-algorithm clustering plugin for Cytoscape

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>In the post-genomic era, the rapid increase in high-throughput data calls for computational tools capable of integrating data of diverse types and facilitating recognition of biologically meaningful patterns within them. For example, protein-protein interaction data sets have been clustered to identify stable complexes, but scientists lack easily accessible tools to facilitate combined analyses of multiple data sets from different types of experiments. Here we present <it>clusterMaker</it>, a Cytoscape plugin that implements several clustering algorithms and provides network, dendrogram, and heat map views of the results. The Cytoscape network is linked to all of the other views, so that a selection in one is immediately reflected in the others. <it>clusterMaker </it>is the first Cytoscape plugin to implement such a wide variety of clustering algorithms and visualizations, including the only implementations of hierarchical clustering, dendrogram plus heat map visualization (tree view), k-means, k-medoid, SCPS, AutoSOME, and native (Java) MCL.</p> <p>Results</p> <p>Results are presented in the form of three scenarios of use: analysis of protein expression data using a recently published mouse interactome and a mouse microarray data set of nearly one hundred diverse cell/tissue types; the identification of protein complexes in the yeast <it>Saccharomyces cerevisiae</it>; and the cluster analysis of the vicinal oxygen chelate (VOC) enzyme superfamily. For scenario one, we explore functionally enriched mouse interactomes specific to particular cellular phenotypes and apply fuzzy clustering. For scenario two, we explore the prefoldin complex in detail using both physical and genetic interaction clusters. For scenario three, we explore the possible annotation of a protein as a methylmalonyl-CoA epimerase within the VOC superfamily. Cytoscape session files for all three scenarios are provided in the Additional Files section.</p> <p>Conclusions</p> <p>The Cytoscape plugin <it>clusterMaker </it>provides a number of clustering algorithms and visualizations that can be used independently or in combination for analysis and visualization of biological data sets, and for confirming or generating hypotheses about biological function. Several of these visualizations and algorithms are only available to Cytoscape users through the <it>clusterMaker </it>plugin. <it>clusterMaker </it>is available via the Cytoscape plugin manager.</p

Untersuchung der Regulation der Aktivität des Aminosäuretransportes über SN1 durch die GSK3beta sowie die Regulation der Aktivität des Na+-gekoppelten Glukosetransportes über SGLT1 und der Aktivität der Na+/K+-ATPase durch beta-Catenin

Das Protein ß-Catenin ist an der Bildung von Zell-Zell-Kontakten, den sogenannten Adherens-Junctions, beteiligt und fungiert als wichtiges Schlüsselprotein im Wnt-Signalweg. Durch den Wnt-Signalweg werden viele grundlegende zelluläre Prozesse, wie z.B. die Balance zwischen Proliferation und Differenzierung oder Überleben versus Apoptose, gesteuert. In der Pathogenese der polyzystischen Nierenerkrankung spielt ein Defekt im Wnt-Signalweg mit einer exzessiven Anreicherung von ß-Catenin eine Rolle. In dieser Arbeit wurde der Einfluss von ß-Catenin auf den transmembranösen Transport durch die Na+/K+-ATPase und den Na+-gekoppelten Glukosetransporter SGLT1 untersucht. Es wurde hierfür das bereits seit langem etablierte Expressionssystem der Xenopus laevis-Oozyten in Kombination mit der TEVC-Methode und der Chemilumineszenz-basierten Bestimmung der Membranexpression angewendet. Zur Messung des transmembranösen Stromes über die Na+/K+-ATPase wurde die endogene Na+/K+-ATPase der Xenopus laevis-Oozyten verwendet. Hierbei wurden die K+-induzierten Ströme gemessen. Zu diesem Zweck wurden die Xenopus laevis-Oozyten 4 Stunden lang in K+-freier Lösung (ND96 – K+) präinkubiert und der induzierte K+-Strom nach K+-Zugabe zum Oozytenbad gemessen. Endogene Kaliumkanäle wurden zuvor mit dem K+-Kanalblocker BaCl2 (5 mM) inhibiert. Als Ergebnis dieser Arbeit zeigte sich, dass nach Injektion von cRNA von ß-Catenin in die Oozyten der K+-Pumpenstrom der endogenen Na+/K+-ATPase und der durch den Na+/K+-ATPase-Hemmer Ouabain-induzierte Strom signifikant höher waren als über die Zellmembran von Oozyten, welche anstelle cRNA von ß-Catenin DEPC-Wasser in gleicher Menge injiziert bekamen. Eine transkriptionelle Wirkung von ß-Catenin auf die Aktivität der Na+/K+-ATPase konnte durch weitere Versuche mit dem transkriptionshemmenden Peptidantibiotikums Actinomycin ausgeschlossen werden. Es kann somit die Aussage getroffen werden, dass der Effekt der Regulation der Aktivität der Na+/K+-ATPase durch ß-Catenin über posttranskriptionelle Mechanismen und nicht über transkriptionelle Hochregulation beispielsweise der SGK1 erfolgt. Auch in Oozyten, die mit cRNA des Na+-Glukose-Cotransporters SGLT1 injiziert wurden, zeigte die zusätzliche Injektion von cRNA des Proteins ß-Catenin einen stimulierenden Effekt. Weitere Untersuchungen ergaben, dass ß-Catenin die Membranexpression von SGLT1 verstärkt. Möglicherweise könnte ß-Catenin jedoch auch über eine Hochregulation bestimmter Kinasen wie der SGK1 oder über die Hochregulation der Na+/K+-ATPase Einfluss auf den Na+-gekoppelten Glukosetransport haben. Da ß-Catenin jedoch auch nach Inkubation der Oozyten mit dem Transkriptionshemmer Actinomycin eine Hochregulation der Aktivität der SGLT1 verursachte, kann auch hier festgestellt werden, dass posttranskriptionelle Vorgänge beteiligt sein müssen und nicht ausschließlich eine transkriptionelle Wirkung. Allerdings könnte die stimulierende Wirkung von ß-Catenin auf die SGLT1-Aktivität zumindest teilweise auf der Erhöhung der Triebkraft durch Aktivitätssteigerung der Na+/K+-ATPase beruhen. Die Ergebnisse vorliegender Arbeit zeigen nun eine komplett neue Funktion von ß-Catenin für die Regulation des transmembranösen Transports. Somit kann zusammengefasst werden, dass ß-Catenin die Na+/K+-ATPase und den elektrogenen Glukosetransport über den Na+-abhängigen Glukosetransporter SGLT1 stimuliert. Dieser Effekt entsteht vermutlich über eine direkte Interaktion mit den Zellmembranproteinen und ist unabhängig von der genomischen Hochregulation anderer Gene wie der SGK1. Für die Untersuchung der Regulation des Aminosäuretransportes über SN1 durch die GSK3ß konnte mit Hilfe der TEVC-Methode ermittelt werden, dass bei Koexpression von SN1 und der GSK3ß eine signifikante Erhöhung des transmembranösen, glutamininduzierten Stromes über die Oozytenmembran, im Vergleich zu Oozyten, welche nur SN1 exprimierten, besteht. Eine Expression der GSK3ß ohne SN1 zeigte keine Erhöhung des transmembranösen Stromes. Dadurch konnte bestätigt werden, dass die Erhöhung des transmembranösen Stromes über SN1 und nicht über andere Mechanismen erfolgt. Zudem wurden jejunale Gewebe von genveränderten GSK3KI-Mäusen, deren GSK3-Aktivität eine Resistenz gegenüber der PKB/SGK-vermittelten Hemmung aufwiesen, in Ussingkammerexperimenten mit jejunalem Gewebe von Wildtyp-Tieren verglichen. Dabei wurde ein gesteigerter intestinaler Aminosäure-transport in GSK3KI-Mäusen entdeckt. Die Ergebnisse vom Xenopus-Expressionssystem und die Resultate der Messungen mit der Ussingkammer legen nahe, dass die Glykogensynthasekinase 3 (GSK3) Einfluss auf den natriumabhängigen Aminosäuretransport nimmt. Der genaue Mechanismus muss in weiteren Untersuchungen ermittelt werden. Zusammengefasst wurden mit dieser Doktorarbeit neue Funktionen der Proteine ß-Catenin und GSK3 identifiziert. Beide Proteine regulieren den elektrogenen Membrantransport

Early Class III treatment with Hybrid-Hyrax -Facemask in comparison to Hybrid-Hyrax-Mentoplate – skeletal and dental outcomes

Abstract Background Protraction of maxilla is usually the preferred and more commonly used treatment approach for skeletal Class III with a retrognathic maxilla. The aim of this study was the comparison of the skeletal and dental effects of two skeletally borne appliances for maxillary protraction: a) Hybrid-Hyrax in combination with facemask (FM), b) Hybrid-Hyrax in combination with Mentoplate (ME). Methods Thirty four Patients (17 facemask, 17 Mentoplate) were investigated by means of pre- and posttreatment cephalograms. The two groups matched with regard to treatment time, age gender and type of dentoskeletal deformity before treatment. Results Both groups showed a significant forward movement of A-point (FM GROUP: SNA + 2.23° ± 1.30°— p 0.000*; ME: 2.23° ± 1.43°— p 0.000*). B-Point showed a larger sagittal change in the FM Group (SNB 1.51° ± 1.1°— p 0.000*) compared to the ME group (SNB: − 0.30° ± 0.9°— p 0.070). The FM group showed a significant increase of the ML-NL + 1.86° ± 1.65° (p 0.000*) and NSL-ML + 1.17° ± 1.48 (p 0.006*). Upper Incisor inclination did not change significantly during treatment in both groups as well as the distance of the first upper Molar in relation to A-point. Conclusion Both treatments achieve comparable rates of maxillary protraction, without dentoalveolar side effects. Skeletal anchorage with symphysial plates in the mandible provides greater vertical control and might be the treatment of choice in high angle patients