A long noncoding RNA promotes parasite differentiation in African trypanosomes

Copyright © 2022 The Authors, some rights reserved; exclusive licensee American Association for the Advancement of Science. No claim to original U.S. Government Works. Distributed under a Creative Commons Attribution NonCommercial License 4.0 (CC BY-NC)The parasite Trypanosoma brucei causes African sleeping sickness that is fatal to patients if untreated. Parasite differentiation from a replicative slender form into a quiescent stumpy form promotes host survival and parasite transmission. Long noncoding RNAs (lncRNAs) are known to regulate cell differentiation in other eukaryotes. To determine whether lncRNAs are also involved in parasite differentiation, we used RNA sequencing to survey the T. brucei genome, identifying 1428 previously uncharacterized lncRNA genes. We find that grumpy lncRNA is a key regulator that promotes parasite differentiation into the quiescent stumpy form. This function is promoted by a small nucleolar RNA encoded within the grumpy lncRNA. snoGRUMPY binds to messenger RNAs of at least two stumpy regulatory genes, promoting their expression. grumpy overexpression reduces parasitemia in infected mice. Our analyses suggest that T. brucei lncRNAs modulate parasite-host interactions and provide a mechanism by which grumpy regulates cell differentiation in trypanosomes.This work was supported in part by Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) grant, awarded to F.G. and entitled “Long noncoding RNAs as new diagnostic biomarkers for African Sleeping sickness” (PTDC/DTPEPI/7099/2014, start date: 1 January 2016, end date: 31 December 2018); also by Howard Hughes Medical Institute International Early Career Scientist Program (project title: “How parasites use epigenetics to evade host defenses,” project no. 55007419, start date: 1 February 2012, end date: 31 January 2017); and by the European Research Council (project title: “Exploring the hidden life of African trypanosomes: parasite fat tropism and implications for the disease,” project no. 771714, start date: 1 August 2018, end date: 31 January 2024), both awarded to L.M.F. The project leading to these results have received funding from “la Caixa” Foundation under the agreement LCF/PR/HR20/52400019 [project title: “Mechanism and function of epitranscriptomic poly(A) tail modifications in African trypanosomes,” project no. HR20-00361, start date: 1 March 2021, end date: 29 February 2024]. L.M.F. is supported by FCT (IF/01050/2014, project title: “Molecular basis for the efficient biology of trypanossome parasitism,” start date: 1 January 2015, end date: 31 December 2019) and by CEEC institutional program (CEECINST/00110/2018, start date: 1 January 2020, end date: 14 December 2020). C.N. acknowledges the support of the Spanish Ministry of Economy, Industry and Competitiveness (MEIC) to the EMBL partnership, the Centro de Excelencia Severo Ochoa and the CERCA Programme/Generalitat de Catalunya. S. Michaeli acknowledges the support of the Israel Science Foundation (ref. 1959/20) from October 2020 to October 2025, entitled “Functional analysis of rRNA processing and the role of rRNA modification for specialized translation in the two life stages of trypanosomes” and U.S. Binational Science Foundation (ref. 2015/219) from October 2015 to October 2019, entitled “The role and mechanism of RNA pseudo-uridylation and sugar methylation (Nm) during the developmental cycle of trypanosomes.” The work done in A.D.’s laboratory was supported by National Science Center SONATA BIS grant, entitled “Non-canonical RNA tailing and other post-transcriptional regulatory mechanisms in T cell-mediated adaptive immunity” (proposal ID: 492777, agreement no: UMO-2020/38/E/NZ2/00372, start date: 22 March 2021, end date: 21 March 2026); National Science Center OPUS grant, entitled “Analysis of the role of cytoplasmic polyadenylation in the regulation of the innate immune response” (proposal ID: 443521, agreement no.: UMO-2019/33/B/NZ2/01773, start date: 2 March 2020, end date: 1 March 2023); and European Union’s Horizon 2020 (H2020-WIDESPREAD-03-2017)–ERAChair, entitled “MOlecular Signaling in Health and Disease - Interdisciplinary Centre of Excellence” (acronym: MOSaIC, agreement no.: 810425, implementation period: start date: 1 November 2018, end date: 31 October 2023).info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Wpływ zwiększonej zawartości dtuutlenku węgla w powietrzu na młode rośliny pomidorów uprawianych różnymi metodami [Effect of increased CO2 level in atmosphere on young tomato plants under various culture conditions]

An experiment was performed in order to establish whether an increase of CO2 content in the atmosphere is advantageous to plants grown in hydroponic culture. Tomato plants were grown in hydroponic, water and soil cultures in two chambers with different CO2 concentration. After 16 days of experiment the tenfold concentration of CO2 increased the dry mass of plants by 73 - 93% in all the cultures

Analyzing the consequences of pre-hydrolyzed coagulant overdosage

Podczas koagulacji siarczanem glinu występuje niebezpieczeństwo jego przedawkowania, powodujące pogorszenie skuteczności usuwania zarówno cząstek mineralnych, jak i rozpuszczonych związków organicznych, a także zwiększenie zawartości glinu pozostałego w wodzie oczyszczonej. Dotychczasowe doświadczenia eksploatacyjne nie wykazały natomiast negatywnych skutków przedawkowania koagulantów wstępnie zhydrolizowanych. Jednak wyniki badań laboratoryjnych z zastosowaniem licznika cząstek wykazały, że nadmierna dawka koagulantu zawierającego produkty jego wstępnej hydrolizy powoduje powstanie dużej liczby bardzo drobnych cząstek (<5 žm) w wodzie, jednak pomiary mętności wody po koagulacji i sedymentacji nie wskazywały na przedawkowanie koagulantu. Aby określić formy tych cząstek, przeprowadzono testy ferronometryczne, które umożliwiają analizę specjacyjną glinu. W celu przeanalizowania problemu przedawkowania koagulantów wstępnie zhydrolizowanych przeprowadzono pomiary w zakładzie oczyszczania wody powierzchniowej, w którym do koagulacji stosuje się koagulant wysokospolimeryzowany. Opierając się na analizie jakości wody po poszczególnych procesach jednostkowych stwierdzono, że mimo wysokiej skuteczności oczyszczania wody, mierzonej za pomocą standardowych procedur, liczba cząstek w wodzie ulegała dużym wahaniom. Towarzyszyło temu okresowe przekroczenie ilości glinu resztkowego w wodzie, który ze względu na formę występowania nie był oznaczalny standardową metodyką. Analiza specjacyjna przeprowadzona na podstawie wartości stałych szybkości reakcji i zmierzone wartości absorbancji w nadfiolecie (lambda=370 nm) wykazała, że glin resztkowy występował wówczas głównie w postaci polimeru Al13.Coagulation with aluminum sulfate is associated with the potential risk of overdosing on the coagulant, which leads to a reduction in the efficiency of mineral organic matter and dissolved organic compound removal, as well as to an increase in the residual aluminum content of the treated water. No such effects have been observed so far in the case of overdosing on pre-hydrolyzed alum coagulants. However, laboratory tests involving particle counters have revealed that an excessive dose of a coagulant which contains the products of its hydrolysis induces the formation of a large number of fine particles (<5 žm) in the water. On the other hand, the results of turbidity measurements performed upon coagulation and sedimentation were not indicative of overdosage. To determine the form of these particles, ferronometry tests were conducted, which enabled Al species analysis. The problem of pre-hydrolyzed coagulant overdosage was analyzed based on the measurements performed in a surface water treatment plant where conventional coagulation is conducted with a highly-polymerized coagulant. Water quality analyses after particular unit processes have demonstrated that despite the high treatment efficiency (measured using standard procedures) the number of particles in the water was highly variable. This variability was concomitant with periods when residual aluminum occurred in excess and, owing to the form of occurrence, could not be measured with standard methods. Aluminum speciation analysis (based on the values of the reaction rate constants and the measured values of UV absorbance; [lambdha]=370 nm) has shown that residual aluminum then occurred predominantly in the form of polymer Al13

Assessing the degree of polymerization of pre-hydrolyzed alum coagulants

Jednym ze sposobów charakterystyki produktów hydrolizy koagulantów glinowych jest ferronometria - metoda kolorymetryczna oparta na reakcji hydrokompleksów glinu z ferronem. Metoda ta wykorzystuje różnice w kinetyce reakcji pomiędzy ferronem i glinem występującym w postaci monomerów, polimerów oraz w formie koloidalnej. Wykorzystując metodę ferronometrii wykazano, że możliwe jest jej zastosowanie do oceny stopnia spolimeryzowania koagulantów glinowych. Wyniki oceny form związków glinu (monomer, polimer, forma koloidalna) w aspekcie ich reakcji z ferronem poddano weryfikacji opierając się na parametrach kinetycznych reakcji. Wyniki obliczeń wykazały, że uzyskane stosunki poszczególnych form glinu w koagulancie w przypadku typowych reagentów wstępnie zhydrolizowanych (PAX XL 19) były zbieżne z wynikami klasycznej ferronometrii. W przypadku koagulantów FLOKOR 1A i FLOKOR 1ASW rozbieżności pomiędzy stopniem polimeryzacji określonym tymi metodami były znaczne, co wynikało z istotnych różnic w składzie chemicznym badanych koagulantów i dużej zawartości związków silnie spolimeryzowanych w koagulantach z grupy FLOKOR.Ferronometry is one of the methods used in engineering for the characterization of the products obtained from the hydrolysis of alum coagulants. Based on the reaction of aluminum hydrocomplexes with ferron, the colorimetric method makes use of the differences in the kinetics of the reactions between ferron and aluminum hydrocomplexes in the form of monomers, polymers and colloids. The ferronometric method was found to be applicable to the assessment of the polymerization of alum coagulants. The results obtained from assessing the form of the aluminum species (monomeric, polymeric, colloidal) in view of of their reaction with ferron were made subject to verification which involved the kinetic parameters of the reaction. The results of computations have shown that in the case of typical pre-hydrolyzed reagents (PAX XL 19) the proportions of particular aluminum forms in the coagulant were consistent with those attained by conventional ferronometry. This was not so in the case of the other coagulants (FLOKOR 1A and FLOKOR 1ASW), as there were considerable differences in the degree of polymerization between the two methods applied. These inconsistencies are attributable to the following two factors: the substantial differences in the chemical composition of the coagulants tested, and the high content of strongly polymerized species in the coagulants of the FLOKOR group

Effect of coagulation sludge recirculation on the efficiency of water treatment in the case of high color intensity

Skuteczność procesu koagulacji decyduje w znacznym stopniu o skuteczności całego układu oczyszczania wody. W celu poprawy skuteczności oczyszczania wody, procesy koagulacji i sedymentacji mogą być realizowane w urządzeniach wielofunkcyjnych z zawieszonym osadem, w których stosuje się recyrkulację osadu pokoagulacyjnego. W pracy podjęto problem wpływu stopnia recyrkulacji osadu pokoagulacyjnego na wymaganą dawkę koagulantu oraz skuteczność oczyszczania wody modelowej o dużej intensywności barwy. W oparciu o uzyskane wyniki stwierdzono, że przy optymalnym stopniu recyrkulacji osadu pokoagulacyjnego możliwe jest znaczne zmniejszenie dawki koagulantu w stosunku do dawki w przypadku koagulacji klasycznej, tj bez recyrkulacji osadu. Stwierdzono, że nawet stosując nieco mniejszy od optymalnego stopień recyrkulacji możliwe było przy tej samej dawce koagulantu uzyskanie lepszej jakości wody oczyszczonej niż podczas typowej koagulacji. Jednocześnie wprowadzenie zbyt dużej ilości osadu pokoagulacyjnego prowadziło do pogorszenia skuteczności oczyszczania wody, nawet w stosunku do klasycznej koagulacji.The efficiency of the coagulation process makes a remarkable contribution to the efficiency of the whole water treatment train. To enhance the efficiency of the water treatment process, it is advisable to conduct coagulation and sedimentation in a multifunctional system with a sludge blanket, where coagulation sludge can be made subject to recirculation. The study reported on in this paper focused on the problem of how the recirculation of the coagulation sludge affects the coagulant dose required and the efficiency of pollutant removal from model water characterized by a high colored matter content. The results have shown that with an optimal extent of sludge recirculation the coagulant dose can be noticeably reduced as compared to the one required in conventional coagulation, where sludge is not recirculated. It has also been found that even if the extent of recirculation slightly deviates from the optimal value, the quality of the treated water, obtained with the same coagulant dose, will be higher than when use is made of conventional coagulation. But if the quantity of recirculated coagulation sludge was excessively high, this was concomitant with a decrease in the efficiency of water treatment even in comparison to the classical coagulation process

Optimizing the coagulant dose for surface water treatment by means of particle number measurement

Standardowe procedury doboru dawki optymalnej koagulantu opierają się na sprawdzonej metodyce testów naczyniowych. Do oceny skuteczności działania koagulantu wykorzystuje się podstawowe parametry jakościowe wody, jak mętność, barwa, absorbancja w nadfiolecie oraz zawartość pozostałego koagulantu. Jednak zarówno w przypadku koagulantów hydrolizujących, jak i coraz powszechniej stosowanych do oczyszczania wody koagulantów wstępnie zhydrolizowanych, dawkę ustaloną według kryteriów jakościowych nie zawsze można uznać za optymalną. W pracy dokonano analizy wiarygodności procedury testów naczyniowych prowadzonych w celu wyznaczenia dawki optymalnej koagulantów hydrolizujących i wstępnie zhydrolizowanych w oparciu o pomiar liczby cząstek. Wyniki przeprowadzonych badań potwierdziły, ze mechanizm działania koagulantów wstępnie zhydrolizowanych i hydrolizujących zależał w głównej mierze od zawartości form polimerowych glinu. Wraz ze wzrostem stopnia polimeryzacji wzrastała zdolność koagulantów do neutralizacji potencjału elektrokinetycznego zanieczyszczeń obecnych w oczyszczanej wodzie, co powodowało zmniejszenie wymaganej dawki koagulantu do usuwania koloidów i zawiesin. Dawki skuteczne koagulantów zawierających duży udział spolimeryzowanych form glinu były znacznie mniejsze niż reagentów zhydrolizowanych, a ich dokładna wartość zależała od tego, czy proces koagulacji był optymalizowany jest pod kątem usuwania zawiesin, czy usuwania związków organicznych z wody.The standard procedures commonly used for the determination of the optimal coagulant dose involve the well-tried jar test method. To assess the efficiency of the coagulant, it is conventional to use the following water quality parameters: turbidity, color, UV absorbance and residual coagulant concentration. However, regardless of whether use is made of the hydrolyzing or of the frequently preferred pre-hydrolyzed coagulant, their doses determined according to water quality criteria can not be regarded as optimal in every instance. In the present study the jar test method was analyzed for reliability when used for determining the optimal dose of the coagulant (both hydrolyzing and pre-hydrolyzed) on the basis of particle number measurement. The results have demonstrated that the mechanism governing the performance of both the coagulant types depended primarily on the content of the polymerized aluminum forms. As the degree of polymerization increased, so did the capacity of the coagulants for neutralizing the electrokinetic potential of the pollutants that were present in the water being treated. This is what enabled a reduction of the coagulant dose required for the removal of colloids and suspended solids. The doses required for efficient removal were substantially lower when the coagulant contained a higher proportion of polymerized aluminum forms than when use was made of the hydrolyzed reagent. The exact value of the dose depended on whether the optimization of the coagulation process was aimed at the removal of suspended solids or at NOM removal