Identification and expression of differentially expressed genes in the hard clam, Mercenaria mercenaria, in response to quahog parasite unknown (QPX)

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>The hard clam, <it>Mercenaria mercenaria</it>, has been affected by severe mortality episodes associated with the protistan parasite QPX (Quahog Parasite Unknown) for several years. Despite the commercial importance of hard clams in the United States, molecular bases of defense mechanisms in <it>M. mercenaria</it>, especially during QPX infection, remain unknown.</p> <p>Results</p> <p>Our study used suppression subtractive hybridization (SSH), as well as the construction of cDNA libraries from hemocytes to identify genes related to the defense of the hard clam against its parasite. Hard clams were experimentally infected with QPX and SSH was performed on mRNA samples extracted from mantle and gill tissues at different times post-challenge. A total of 298 clones from SSH libraries and 1352 clones from cDNA libraries were sequenced. Among these sequences, homologies with genes involved in different physiological processes related to signal transduction, stress response, immunity and protein synthesis were identified. Quantitative PCR revealed significant changes in the expression of several of these genes in response to QPX challenge and demonstrated significant correlations in terms of levels of gene expression between intermediates of signalling pathways and humoral defense factors, such as big defensin and lysozyme.</p> <p>Conclusion</p> <p>Results of this study allowed the detection of modifications caused by QPX at the transcriptional level providing insight into clam immune response to the infection. These investigations permitted the identification of candidate genes and pathways for further analyses of biological bases of clam resistance to QPX allowing for a better understanding of bivalve immunity in general.</p

Mejoramiento del comportamiento térmico de un biodigestor low-cost tipo plug-flow

Premi al millor Projecte de Fi de Carrera presentat durant el curs 2009-2010 en l'àmbit de Medi Ambient que atorga AGBAREl objeto de este proyecto es el trabajo de campo desarrollado en el período comprendido entre febrero y octubre de 2009 en Cusco (Perú) con el apoyo del CCD (UPC). La mayoría de la población de la zona se dedica a la actividad agropecuaria. Los excretos animales se usan, cuando no se desaprovechan, como combustible para la cocción de los alimentos. Esta práctica conlleva consecuencias negativas de un punto económico y social (el tiempo de recolección, preparación y almacenamiento impide el desarrollo de otras actividades) así como sanitario (el almacenamiento de esta materia orgánica cerca del hogar así como la combustión ineficiente de esta materia constituyen fuentes de infección importantes). La conversión anaeróbica de los excretos permite la producción de un combustible más limpio, el biogás, y al mismo tiempo, se produce un fertilizante natural, el biol. Sin embargo algunos parámetros dificultan la transferencia de esta tecnología, las bajas temperaturas medias (8- 10°C) de la zona dificultan la conversión anaeróbica en un digestor no calentado, y la economía de subsistencia de la mayoría de los habitantes limita el coste del biodigestor. Este trabajo es parte de una investigación, iniciada en noviembre de 2005, para la adaptación de la digestión anaeróbica a las condiciones particulares de la zona alta de la sierra peruana. Desde el principio se escogió el modelo de digestor tubular de plástico (PTD) y se demostró que se podía utilizar esta tecnología en las condiciones de la zona. Ahora, en el marco del presente proyecto, la investigación se enfoca a la mejora tanto de las prestaciones del PTD como de la utilización de los productos (biol y biogás). Se han construido, en la Universidad Nacional San Antonio Abad del Cusco tres digestores con el objetivo de entender y mejorar la conversión anaeróbica. Gracias a estas instalaciones, se investigó a continuación, la producción y la composición del gas producido según las cantidades de materia orgánica introducidas, y la posible mejora de los quemadores de cocina para el uso de biogás a baja presión. Y al final, se estudiaron unas variantes de diseño con elementos que permiten almacenar el calor y aumentar así la producción de biogás. Al mismo tiempo, en colaboración con el Instituto para una Alternativa Agraria, se procedió al seguimiento de los biodigestores ya instalados, a la capacitación de la población local y a la diseminación de la tecnología con el objetivo de difundir a gran escala un modelo apropiado a los requisitos sociales, ambientales, tecnológicos, económicos y políticos. Finalmente, se presentan en este documento los resultados de los experimentos llevados a cabo en las instalaciones de la UNSAAC así como propuestas de mejora para las siguientes investigaciones para llegar a un prototipo final eficiente, asequible y apropiable para que su desarrollo en la región sea un éxito.Award-winnin

Mejoramiento del comportamiento térmico de un biodigestor low-cost tipo plug-flow

Premi al millor Projecte de Fi de Carrera presentat durant el curs 2009-2010 en l'àmbit de Medi Ambient que atorga AGBAREl objeto de este proyecto es el trabajo de campo desarrollado en el período comprendido entre febrero y octubre de 2009 en Cusco (Perú) con el apoyo del CCD (UPC). La mayoría de la población de la zona se dedica a la actividad agropecuaria. Los excretos animales se usan, cuando no se desaprovechan, como combustible para la cocción de los alimentos. Esta práctica conlleva consecuencias negativas de un punto económico y social (el tiempo de recolección, preparación y almacenamiento impide el desarrollo de otras actividades) así como sanitario (el almacenamiento de esta materia orgánica cerca del hogar así como la combustión ineficiente de esta materia constituyen fuentes de infección importantes). La conversión anaeróbica de los excretos permite la producción de un combustible más limpio, el biogás, y al mismo tiempo, se produce un fertilizante natural, el biol. Sin embargo algunos parámetros dificultan la transferencia de esta tecnología, las bajas temperaturas medias (8- 10°C) de la zona dificultan la conversión anaeróbica en un digestor no calentado, y la economía de subsistencia de la mayoría de los habitantes limita el coste del biodigestor. Este trabajo es parte de una investigación, iniciada en noviembre de 2005, para la adaptación de la digestión anaeróbica a las condiciones particulares de la zona alta de la sierra peruana. Desde el principio se escogió el modelo de digestor tubular de plástico (PTD) y se demostró que se podía utilizar esta tecnología en las condiciones de la zona. Ahora, en el marco del presente proyecto, la investigación se enfoca a la mejora tanto de las prestaciones del PTD como de la utilización de los productos (biol y biogás). Se han construido, en la Universidad Nacional San Antonio Abad del Cusco tres digestores con el objetivo de entender y mejorar la conversión anaeróbica. Gracias a estas instalaciones, se investigó a continuación, la producción y la composición del gas producido según las cantidades de materia orgánica introducidas, y la posible mejora de los quemadores de cocina para el uso de biogás a baja presión. Y al final, se estudiaron unas variantes de diseño con elementos que permiten almacenar el calor y aumentar así la producción de biogás. Al mismo tiempo, en colaboración con el Instituto para una Alternativa Agraria, se procedió al seguimiento de los biodigestores ya instalados, a la capacitación de la población local y a la diseminación de la tecnología con el objetivo de difundir a gran escala un modelo apropiado a los requisitos sociales, ambientales, tecnológicos, económicos y políticos. Finalmente, se presentan en este documento los resultados de los experimentos llevados a cabo en las instalaciones de la UNSAAC así como propuestas de mejora para las siguientes investigaciones para llegar a un prototipo final eficiente, asequible y apropiable para que su desarrollo en la región sea un éxito.Award-winnin

Positive end-expiratory pressure affects the value of intra-abdominal pressure in acute lung injury/acute respiratory distress syndrome patients: a pilot study

International audienceIntroduction: To examine the effects of positive end-expiratory pressure (PEEP) on intra-abdominal pressure (IAP) in patients with acute lung injury (ALI).Methods: Thirty sedated and mechanically ventilated patients with ALI or acute respiratory distress syndrome (ARDS) admitted to a sixteen-bed surgical medical ICU were included. All patients were studied with sequentially increasing PEEP (0, 6 and 12 cmH2O) during a PEEP-trial.Results: Age was 55 ± 17 years, weight was 70 ± 17 kg, SAPS II was 44 ± 14 and PaO2/FIO2 was 192 ± 53 mmHg. The IAP was 12 ± 5 mmHg at PEEP 0 (zero end-expiratory pressure, ZEEP), 13 ± 5 mmHg at PEEP 6 and 15 ± 6 mmHg at PEEP 12 (P < 0.05 vs ZEEP). In the patients with intra-abdominal hypertension defined as IAP ≥ 12 mmHg (n = 15), IAP significantly increased from 15 ± 3 mmHg at ZEEP to 20 ± 3 mmHg at PEEP 12 (P < 0.01). Whereas in the patients with IAP < 12 mmHg (n = 15), IAP did not significantly change from ZEEP to PEEP 12(8 ± 2 vs 10 ± 3 mmHg). In the 13 patients in whom cardiac output was measured, increase in PEEP from 0 to 12 cmH2O did not significantly change cardiac output, nor in the 8 out of 15 patients of the high-IAP group. The observed effects were similar in both ALI (n = 17) and ARDS (n = 13) patients.Conclusions: PEEP is a contributing factor that impacts IAP values. It seems necessary to take into account the level of PEEP whilst interpreting IAP values in patients under mechanical ventilation

Towards thermal design optimization of tubular digesters in cold climates: A heat transfer model

A cold climate, low cost, tubular digester is monitored and temperatures from different parts of the slurry, greenhouse, and adobe walls are presented, discussing the thermal performance of the digester. The slurry exhibits a vertical gradient of 6&nbsp;&deg;C, with a mean value of 24.5&nbsp;&deg;C, while the ambient temperature varies from 10&nbsp;&deg;C to 30&nbsp;&deg;C, showing the efficiency of the system as a solar heat collector with thermal inertia. A simple time-dependent thermal model is developed using inputs of solar radiation, wind velocity, ambient temperature, and digester geometry. The model outputs include temperatures of the slurry, the biogas, its holding membrane and the greenhouse air, wall and cover. Radiative, convective and conductive heat transfer phenomena are considered between all system elements. The model has 0.47&nbsp;&deg;C (2%) standard error for the average slurry temperature. This model can be used to predict the influence of geometry and materials on the performance of the digester

Ongoing diphtheria outbreak in Yemen: a cross-sectional and genomic epidemiology study.

BACKGROUND: An outbreak of diphtheria, declared in Yemen in October, 2017, is ongoing. We did a cross-sectional study to investigate the epidemiological, clinical, and microbiological features of the outbreak. METHODS: Probable cases of diphtheria that were defined clinically and recorded through a weekly electronic diseases early warning system (from 2017, week 22, to 2020, week 17) were used to identify trends of the outbreak (we divided the epidemic into three time periods: May 29, 2017, to June 10, 2018; June 11, 2018, to June 3, 2019; and June 4, 2019, to April 26, 2020). We used the line list of diphtheria reports for governorate-level descriptions. Vaccination coverage was estimated using the 2017 and 2018 annual reports by the national Expanded Programme on Immunization. To confirm cases biologically, Corynebacterium diphtheriae was isolated and identified from throat swabs using standard microbiological culture and identification procedures. We assessed differences in the temporal and geographical distributions of cases, including between different age groups. For in-depth microbiological analysis, tox gene and species-specific rpoB real-time PCR, Illumina genomic sequencing, antimicrobial susceptibility analysis (disk diffusion, E-test), and the Elek diphtheria toxin production test were done on confirmed cases. We used genomic data for phylogenetic analyses and to estimate the nucleotide substitution rate. FINDINGS: The Yemen diphtheria outbreak affected almost all governorates (provinces), with 5701 probable cases and 330 deaths recorded up to April 26, 2020. We collected clinical data for 888 probable cases with throat swab samples referred for biological confirmation, and genomic data for 42 positive cases, corresponding to 43 isolates (two isolates from one culture were included due to distinct colony morphologies). The median age of patients was 12 years (range 0·2-80). The proportion of cases in children aged 0-4 years was reduced during the second time period, after a vaccination campaign, compared with the first period (19% [95% CI 18-21] in the first period vs 14% [12-15] in the second period, p<0·0001). Among 43 tested isolates, 39 (91%) produced the diphtheria toxin and two had low level (0·25 mg/L) antimicrobial resistance to penicillin. We identified six C diphtheriae phylogenetic sublineages, four of which are genetically related to isolates from Saudi Arabia, Eritrea, and Somalia. Inter-sublineage genomic variations in genes associated with antimicrobial resistance, iron acquisition, and adhesion were observed. The predominant sublineage (30 [70%] of 43 isolates) was resistant to trimethoprim and was associated with unique genomic features, more frequent neck swelling (p=0·0029) and a younger age of patients (p=0·060) compared with the other sublineages. Its evolutionary rate was estimated at 1·67 × 10-6 substitutions per site per year, placing its most recent common ancestor in 2015, and indicating silent circulation of C diphtheriae in Yemen before the outbreak was declared. INTERPRETATION: In the Yemen outbreak, C diphtheriae shows high phylogenetic, genomic, and phenotypic variation. Laboratory capacity and real-time microbiological monitoring of diphtheria outbreaks need to be scaled up to inform case management and transmission control of diphtheria. Catch-up vaccination might have provided some protection to the targeted population (children aged 0-4 years). FUNDING: National Centre of the Public Health Laboratories (Yemen), Institut Pasteur, and the French Government Investissement d'Avenir Programme. TRANSLATION: For the Arabic translation of the abstract see Supplementary Materials section

Specific versus Non-Specific Immune Responses in an Invertebrate Species Evidenced by a Comparative de novo Sequencing Study

Our present understanding of the functioning and evolutionary history of invertebrate innate immunity derives mostly from studies on a few model species belonging to ecdysozoa. In particular, the characterization of signaling pathways dedicated to specific responses towards fungi and Gram-positive or Gram-negative bacteria in Drosophila melanogaster challenged our original view of a non-specific immunity in invertebrates. However, much remains to be elucidated from lophotrochozoan species. To investigate the global specificity of the immune response in the fresh-water snail Biomphalaria glabrata, we used massive Illumina sequencing of 5′-end cDNAs to compare expression profiles after challenge by Gram-positive or Gram-negative bacteria or after a yeast challenge. 5′-end cDNA sequencing of the libraries yielded over 12 millions high quality reads. To link these short reads to expressed genes, we prepared a reference transcriptomic database through automatic assembly and annotation of the 758,510 redundant sequences (ESTs, mRNAs) of B. glabrata available in public databases. Computational analysis of Illumina reads followed by multivariate analyses allowed identification of 1685 candidate transcripts differentially expressed after an immune challenge, with a two fold ratio between transcripts showing a challenge-specific expression versus a lower or non-specific differential expression. Differential expression has been validated using quantitative PCR for a subset of randomly selected candidates. Predicted functions of annotated candidates (approx. 700 unisequences) belonged to a large extend to similar functional categories or protein types. This work significantly expands upon previous gene discovery and expression studies on B. glabrata and suggests that responses to various pathogens may involve similar immune processes or signaling pathways but different genes belonging to multigenic families. These results raise the question of the importance of gene duplication and acquisition of paralog functional diversity in the evolution of specific invertebrate immune responses