Disease-associated genotypes of the commensal skin bacterium Staphylococcus epidermidis

Some of the most common infectious diseases are caused by bacteria that naturally colonise humans asymptomatically. Combating these opportunistic pathogens requires an understanding of the traits that differentiate infecting strains from harmless relatives. Staphylococcus epidermidis is carried asymptomatically on the skin and mucous membranes of virtually all humans but is a major cause of nosocomial infection associated with invasive procedures. Here we address the underlying evolutionary mechanisms of opportunistic pathogenicity by combining pangenome-wide association studies and laboratory microbiology to compare S. epidermidis from bloodstream and wound infections and asymptomatic carriage. We identify 61 genes containing infection-associated genetic elements (k-mers) that correlate with in vitro variation in known pathogenicity traits (biofilm formation, cell toxicity, interleukin-8 production, methicillin resistance). Horizontal gene transfer spreads these elements, allowing divergent clones to cause infection. Finally, Random Forest model prediction of disease status (carriage vs. infection) identifies pathogenicity elements in 415 S. epidermidis isolates with 80% accuracy, demonstrating the potential for identifying risk genotypes pre-operatively.Peer reviewe

Studies of Dense Cores with ALMA

Dense cores are the simplest star-forming sites that we know, but despite their simplicity, they still hold a number of mysteries that limit our understanding of how solar-type stars form. ALMA promises to revolutionize our knowledge of every stage in the life of a core, from the pre-stellar phase to the final disruption by the newly born star. This contribution presents a brief review of the evolution of dense cores and illustrates particular questions that will greatly benefit from the increase in resolution and sensitivity expected from ALMAComment: 6 pages, 2 figures, to appear in Astrophysics and Space Science, special issue of "Science with ALMA: a new era for Astrophysics" conference, ed. Dr. Bachille

The JCMT Gould Belt Survey: evidence for radiative heating and contamination in the W40 complex

We present SCUBA-2 450 μm and 850 μm observations of the W40 complex in the Serpens-Aquila region as part of the James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) Gould Belt Survey (GBS) of nearby star-forming regions. We investigate radiative heating by constructing temperature maps from the ratio of SCUBA-2 fluxes using a fixed dust opacity spectral index, β = 1.8, and a beam convolution kernel to achieve a common 14.8 arcsec resolution. We identify 82 clumps ranging between 10 and 36 K with a mean temperature of 20 ± 3 K. Clump temperature is strongly correlated with proximity to the external OB association and there is no evidence that the embedded protostars significantly heat the dust. We identify 31 clumps that have cores with densities greater than 105cm-3. 13 of these cores contain embedded Class 0/I protostars. Many cores are associated with bright-rimmed clouds seen in Herschel 70 μm images. From JCMT HARP observations of the 12CO 3-2 line, we find contamination of the 850 μm band of up to 20 per cent. We investigate the free-free contribution to SCUBA-2 bands from large-scale and ultracompact HII regions using archival VLA data and find the contribution is limited to individual stars, accounting for 9 per cent of flux per beam at 450 μm or 12 per cent at 850 μm in these cases. We conclude that radiative heating has potentially influenced the formation of stars in the Dust Arc sub-region, favouring Jeans stable clouds in the warm east and fragmentation in the cool west

Effekte von Morphin, Fentanyl und Ketamin auf leukozytäre Funktion, Transkriptionsfaktoren und Interleukin-8-Synthese

In der hier vorliegenden Arbeit wird der Einfluß der in der Anästhesie gebräuchlichen Analgetika Morphin, Fentanyl und Ketamin auf die Funktion neutrophiler Granulozyten dargelegt. Dazu wurden immunologische, durchflußzytometrische und molekularbiologische Untersuchungsverfahren eingesetzt. Die untersuchten Substanzen modulieren die Funktion, transkriptionelle Regulation und Proteinexpression von Granulozyten in unterschiedlicher Weise. Morphin hemmt die Funktion neutrophiler Granulozyten konzentrations- und zeitabhängig. Erstmals wird dargestellt, daß der inhibitorische Effekt von Morphin auf die Phagozytose und den Oxidativen Burst durch die Freisetzung von NO als second messenger hervorgerufen wird. Die verminderte Expression von Komplement-, Fcg- und CD14-Rezeptoren korreliert mit diesen Funktionseinschränkungen. Zudem reguliert Morphin die intrazelluläre Signaltransduktion und führt dadurch zu einer Minderung der LPS-induzierten DNA-Bindungsaktivität der Transkriptionsfaktoren NF-kB und AP-1. Die hemmende Wirkung von Morphin auf transkriptionsregulierende Proteine wird in dieser Arbeit erstmals an humanen Leukozyten nachgewiesen. Dabei stellt die Morphin-abhängige Freisetzung von NO das Schlüsselereignis für die hemmenden Effekte von Morphin dar: Durch NOS-Antagonisten kann die Morphin-induzierte Hemmung von Rezeptorenexpression, Granulozytenfunktion und Transkriptionsfaktoren verhindert werden, während NO-Donoren die Morphin-Wirkung imitieren. Die Blockade von Opiatrezeptoren mit Naloxon hebt die inhibierende Wirkung von Morphin ebenfalls auf, so daß eine Bindung an NO-freisetzende µ-Rezeptoren auf Granulozyten als kausaler Mechanismus angesehen werden kann. Die Inhibierung der Transkriptionsfaktoren NF-kB und AP-1 korreliert im Vollblut nicht mit einer verminderten Produktion von IL-8 als NF-kB- bzw. AP-1-abhängigem Mediator. Die exakten intrazellulären Mechanismen und die funktionelle Bedeutung dieser Granulozyten-inhibierenden Effekte von Morphin auf das Entzündungsgeschehen müssen in zukünftigen Untersuchungen geklärt werden. Fentanyl zeigt weder aktivierende noch inhibierende Wirkungen auf Granulozytenfunktion und Expression von Oberflächenrezeptoren. Grundlage hierfür kann die mangelnde Affinität von Fentanyl für die auf Leukozyten exprimierten Opiatrezeptoren sein. Basierend auf der Annahme, daß diese Substanz immunologisch inert ist, wurden Effekte auf transkriptionelle Regulation und Proteinsynthese nicht untersucht. Ketamin hemmt die Granulozytenfunktion und die Expression von Komplement-, Fcg- und CD14-Rezeptoren konzentrationsabhängig, wobei die Dauer der Ketamin-Inkubation nicht von Bedeutung ist. Erstmals wird in dieser Arbeit ein inhibitorischer Effekt von Ketamin auf die LPS-induzierte DNA-Bindungsaktivität der Transkriptionsfaktoren NF-kB und AP-1 beschrieben, wobei konsekutiv die leukozytäre Produktion von IL-8 auf transkriptioneller Ebene gehemmt wird. Das Ausmaß der Hemmung durch Ketamin hängt dabei von der zur Stimulation eingesetzten LPS-Dosierung ab. Im Gegensatz zu Morphin-induzierten Veränderungen sind diese Effekte unabhängig von NO als second messenger und werden nicht durch Opiat- oder NMDA-Rezeptoren vermittelt. Damit unterscheiden sich die Signaltransduktionswege Ketamin-vermittelter Effekte auf Immunzellen grundlegend von denjenigen, die für die anästhetische und psychomimetische Wirkung dieser Substanz im ZNS verantwortlich sind. Enantiomer-spezifische Effekte spielen für die immunsupprimierende Wirkung von Ketamin nur eine untergeordnete Rolle. Folgestudien sind erforderlich, um die an der Ketamin-abhängigen Inhibierung beteiligten intrazellulären Mediatoren und Stoffwechselwege in Leukozyten zu definieren. Der in dieser Studie erstmals zur Untersuchung von Analgetika-induzierten Veränderungen von Transkriptionsfaktoren angewandte durchflußzytometrische Vollblut-Assay weist eine hohe Reproduzierbarkeit auf, ermöglicht eine verläßliche und schnelle Quantifizierung des nukleären NF-kB- bzw. AP-1-Gehalts und liefert mit klassischen Verfahren vergleichbare Ergebnisse. Bei dieser Technik kann auf eine Zellseparation verzichtet werden, so daß die physiologischen Zustände im Vollblut berücksichtigt werden. Eine eventuelle Anwendung dieses Verfahrens zum Screening von Risikopatienten in Anästhesie und Intensivmedizin sollte in zukünftigen Untersuchungen evaluiert werden. Der differente Einfluß dieser Analgetika auf das Immunsystem sollte bei den verschiedenen Indikationen in Anästhesie, Intensivmedizin und Schmerztherapie Beachtung finden und in klinischen Studien weiter abgeklärt werden, um nicht nur eine effiziente Analgesie zu erzielen, sondern auch um etwaige Vor- bzw. Nachteile einer Immunmodulation durch diese Substanzen berücksichtigen zu können

A textbook case of bow shock entrainment in a YSO outflow

Near-infrared images in H2 line emission and submillimetre maps in CO J = 3-2 emission illustrate the remarkable association between a molecular bow shock and the redshifted molecular outflow lobe in W75N. The flow lobe fits perfectly into the wake of the bow, as one would expect if the lobe represented swept-up gas. Indeed, these observations strongly support the 'bow shock' entrainment scenario for molecular outflows driven by young stars. The characteristics of the bow shock and CO outflow lobe are compared with those of numerical simulations of jet-driven flows. These models successfully reproduce the bulge and limb-brightening in the CO outflow, although the model H2 bow exhibits more structure extending back along the flow axis. We also find that the size of the flow, the high mass fraction in the flow at low outflow velocities (low ? values) and the high CO/H2 luminosity ratio indicate that the system is evolved. We also predict a correlation, in evolved systems, between outflow age and the CO/H2 luminosity ratio

Integrating productive water points into rural water supply as a means of coping with drought

Lack of water is preventing many household and community-based activities for millions of people living in dry areas of sub-Saharan Africa. When water becomes available it is put to a wide variety of uses: drinking, washing, food processing, beer brewing, brick making, small-scale irrigation, fruit orchards, livestock feedlots, small-scale dairy etc. Many of these water-related activities have a high economic value. They can play an important role in household income and livelihood strategies, and through diversification can avoid over-reliance on single production activities such as rain-fed cropping of marginal lands. However, the diverse range of production strategies that can be associated with a water point have not formally been promoted. Rural water supply policy has tended to focus on only two social aspects: improved access to domestic supply and improved sanitation. Less attention has been paid to exactly how a community would prefer to use the water to develop their own livelihoods. This is due in part to the difficulties of abstracting sufficient reliable groundwater in dryland areas, and in part to a misunderstanding of why wells and boreholes fail which leads to a general belief that abstraction should be limited to domestic supply to conserve the resource. This paper provides an overview of research that has shed light on why wells and boreholes fail, on the potential of the groundwater resource to support production through improved siting and selection of more appropriate well designs, and on the positive impact that productive water points can have on community resource management and livelihood strategies. Productive water points in this context are community-managed water points, designed and implemented as part of rural water supply to provide water surplus to domestic needs which may be used for economically productive purposes. Importantly, they are implemented in a manner that empowers the local people to own the resource and assume responsibility for operation and maintenance. Policy implications of integrating productive water points into national programmes as a means of coping with drought are discussed, drawing on lessons to emerge from Zambia and Zimbabwe