Trophic niche of an invasive generalist consumer : Australian redclaw crayfish, Cherax quadricarinatus, in the Inkomati River Basin, South Africa

This paper is dedicated to the memory of Olaf Weyl, who passed away whilst the manuscript was in preparation.Trophic niche analysis can be used to assess ecological opportunities available to alien species in areas of introduction that might aid their establishment, define their functional role and inform on their potential impacts. This study assessed the trophic niche utilized by an invasive population of the Australian redclaw crayfish, Cherax quadricarinatus, in the Inkomati River Basin, South Africa. It evaluated the hypothesis that the euryphagous feeding strategy of redclaw crayfish may allow it to shift its niche width and niche position by altering its feeding strategy in response to fluctuations in resource availability. Gut content and stable isotope analyses were used to determine trophic niche and trophic interactions. Redclaw crayfish were shown to be omnivores and their diet consisted mainly of algae, plant material and invertebrates. Small-sized individuals had a constricted niche width and fed primarily on invertebrates, whereas larger individuals expanded their niche width to include larger proportions of plant material. Crayfish caught from lotic environments had a higher proportion of invertebrates in their diet than crayfish from lentic environments, and the species exploited a wider niche in summer than in winter. These differences are likely related to differences in productivity amongst habitats and fluctuations in resource availability. There was significant niche overlap (>60%) between redclaw crayfish and Sidney’s river crab (Potamonautes sidneyi), but not with other native invertebrates. Both species are omnivores and have similar functional roles, possibly making redclaw crayfish functionally redundant in this ecosystem. Even though both species mainly feed on resources (plant material and invertebrates) that are not normally limiting, the redclaw crayfish invasion might be an accelerator of ecosystem processes such as shredding and decomposition rates of plant material. There is, therefore, a need for further studies to examine potentially altered ecosystem functions caused by redclaw crayfish invasion in the Inkomati River system.The DSI-NRF Centre of Excellence for Invasion Biology, the South African Department of Forestry, Fisheries and the Environment (DFFE) and the National Research Foundation.https://onlinelibrary.wiley.com/journal/14429993am2023Zoology and Entomolog

Dietary phenethylisothiocyanate attenuates bowel inflammation in mice

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Phenethylisothiocyanate (PEITC) is produced by Brassica food plants. PEO is a <b>P</b>EITC <b>E</b>ssential <b>O</b>il containing >95% natural PEITC. PEITC is known to produce various health benefits but its effect in alleviation of ulcerative colitis signs is unknown.</p> <p>Results</p> <p>In two efficacy studies (acute and chronic) oral administration of PEO was effective at remitting acute and chronic signs of ulcerative colitis (UC) in mice. Disease activity, histology and biochemical characteristics were measured in the treated animals and were compared with appropriate controls. PEO treatment significantly improved body weights and stool consistency as well as decreased intestinal bleeding. PEO treatment also reduced mucosal inflammation, depletion of goblet cells and infiltration of inflammatory cells. Attenuation of proinflammatory interleukin1β production was observed in the colons of PEO-treated animals. Expression analyses were also carried out for immune function related genes, transcription factors and cytokines in lipopolysaccharide-activated mouse macrophage cells. PEO likely affects an intricate network of immune signaling genes including a novel concentration dependent reduction of total cellular Signal Transducer and Activator of Transcription 1 (STAT1) as well as nuclear phosphorylated-STAT1 (activated form of STAT1). A PEO-concentration dependent decrease of mRNA of C-X-C motif ligand 10 (a STAT1 responsive chemokine) and Interleukin 6 were also observed.</p> <p>Conclusions</p> <p>PEO might be a promising candidate to develop as a treatment for ulcerative colitis patients. The disease attenuation by PEO is likely associated with suppression of activation of STAT1 transcription and inhibition of pro-inflammatory cytokines.</p

Impact of non-axillary sentinel node biopsy on staging and treatment of breast cancer patients

The purpose of this study was to evaluate the occurrence of lymphatic drainage to non-axillary sentinel nodes and to determine the implications of this phenomenon. A total of 549 breast cancer patients underwent lymphoscintigraphy after intratumoural injection of 99mTc-nanocolloid. The sentinel node was intraoperatively identified with the aid of intratumoural administered patent blue dye and a gamma-ray detection probe. Histopathological examination of sentinel nodes included step-sectioning at six levels and immunohistochemical staining. A sentinel node outside level I or II of the axilla was found in 149 patients (27%): internal mammary sentinel nodes in 86 patients, other non-axillary sentinel nodes in 44 and both internal mammary and other non-axillary sentinel nodes in nineteen patients. The intra-operative identification rate was 80%. Internal mammary metastases were found in seventeen patients and metastases in other non-axillary sentinel nodes in ten patients. Staging improved in 13% of patients with non-axillary sentinel lymph nodes and their treatment strategy was changed in 17%. A small proportion of clinically node negative breast cancer patients can be staged more precisely by biopsy of sentinel nodes outside level I and II of the axilla, resulting in additional decision criteria for postoperative regional or systemic therapy

Untersuchung der Dynamik wasserstoffbrückenbildender Flüssigkeiten in eingeschränkten Geometrien

Aufgrund der hohen biologischen und technologischen Relevanz ist es von grundlegender Bedeutung Effekte durch geometrische Einschlüsse, sogenannte Confinements, auf wasserstoffbrückenbildende Flüssigkeiten zu verstehen. Bisherige Untersuchungen, welche sich besonders auf die Analyse der Wasserdynamik fokussiert haben, zeigten einige wiederkehrende Confinementeffekte. Dazu gehören die Unterdrückung der Kristallisation sowie veränderte Glasübergangstemperaturen und eine heterogenere, verlangsamte Flüssigkeitsdynamik. Dennoch ist nicht vollständig verstanden, ob die Wasseranomalien das Verhalten in geometrischen Einschränkungen beeinflussen und weitere mögliche Confinementeffekte überdecken. Neben Wasser eignen sich starke Glasbildner wie Glyzerin oder wässrige Mischungen aufgrund des über einen weiten Temperaturbereich möglichen Vergleichs der Bulkdynamik mit der Flüssigkeitsdynamik in den geometrischen Einschränkungen besonders zur Identifikation der Confinementeffekte. Allerdings könnten gute Glasbildner durch das Confinement grundlegend anders beeinflusst werden als gefrierfreudigere Systeme wie Wasser oder der zweiwertige Alkohol Ethylenglykol (EG), welcher im Gegensatz zu Wasser kein anomales Verhalten aufzeigt. Aus diesen Gründen wurde in der vorliegenden Arbeit die Dynamik der wasserstoffbrückenbildenden Flüssigkeiten EG und Glyzerin sowie wässriger EG- und Dimethylsulfoxid(DMSO)-Mischungen in geometrischen Einschränkungen mittels Kernspinresonanz(NMR)- und breitbandiger dielektrischer Spektroskopie (BDS) sowie Differenzkalorimetrie (DSC) untersucht. Durch den Vergleich der verschiedenen Flüssigkeiten und wässrigen Mischungen wurden universelle Confinementeffekte identifiziert. Zunächst wurde der Einfluss des Einschlusses von wasserstoffbrückenbildenden Flüssigkeiten in nanoporöses Silikamaterial auf die Dynamik der Moleküle in der vorliegenden Arbeit über mehrere Größenordnungen ermittelt. Um eine wohldefinierte Geometrie der harten geometrischen Einschränkungen zu gewährleisten und den Einfluss der Confinementgröße zu untersuchen, eignen sich besonders MCM-41- und SBA-15-Silikaporen mit ihrer wohldefinierten zylindrischen Porengeometrie und den variablen Porenradien im Nanometerbereich. Durch den Vergleich mit der entsprechenden Bulkdynamik konnte systemübergreifend eine Verlangsamung und gestiegene Heterogenität der Flüssigkeitsdynamik in den Silikaporen nachgewiesen werden. Diese Confinementeffekte waren für die verschiedenen Flüssigkeiten und Porendurchmesser unterschiedlich stark ausgeprägt. Für alle untersuchten Systeme zeigte sich in den dielektrischen Spektren neben der strukturellen alpha-Relaxation ein zweiter, um etwa eine Größenordnung verlangsamter Flüssigkeitsanteil, welcher mit dem Kern-Schale-Modell einer dynamisch langsameren, wandadsorbierten Schicht zugeordnet wurde. Für reines EG und die wässrigen Mischungen zeigten sich darüber hinaus viele weitere Gemeinsamkeiten wie eine Bimodalität in den 2H-Magnetisierungsaufbaukurven, die durch eine zusätzliche gefrorene Komponente im Poreninneren hervorgerufen wird. Darauf deuten diverse Beobachtungen hin, beispielsweise eine von der Molekülgröße abhängige Porengröße und Temperatur ober- bzw. unterhalb derer diese Bimodalität auftritt. Der Einfluss durch den Einschluss in die Silikaporen auf die Translationsdynamik der Flüssigkeitsmoleküle war deutlich stärker als der auf die Rotationsdynamik. Für die EG-Moleküle im reinen System und in der Wassermischung entkoppelten die beiden Dynamiken in den Poren unabhängig von den Porendurchmessern nicht, im Gegensatz zu reinem Wasser und wässrigem DMSO. Der für Wasser typische beta-Prozess konnte auch bei beiden wässrigen Mischungen in den Silikaporen nachgewiesen werden. Weitere Analysen zeigten, dass nicht nur die Wassermoleküle sondern beide Mischungspartner an dieser Sekundärrelaxation beteiligt sind. Neben den starren Silikaporen wurden auch weiche Confinements mit einer höheren potentiellen Mobilität der konstituierenden Teilchen untersucht. Hierbei wurden das verzweigte, hydrophile Polysaccharid Ficoll, das globuläre Protein Lysozym sowie das Faserprotein Elastin als weiche geometrische Beschränkungen verwendet. Der deutliche Einfluss des Einschlusses in die Protein- und Ficollmatrizen offenbarte sich vor allem durch eine starke Verlangsamung der Flüssigkeitsmoleküle, die mit sinkendem Lösungsmittelgehalt weiter ansteigt, zunehmender Heterogenität der Lösungsmitteldynamik sowie einer Unterdrückung möglicher Gefrierprozesse. Diese Confinementeffekte waren für die Protein- und Ficollsysteme bei konstantem molaren Verhältnis von Flüssigkeit und Makromolekül unabhängig von der Zusammensetzung des Lösungsmittels und unterschieden sich für die untersuchten Proteine nicht voneinander. Bei den wässrigen Mischungen im Bulk hatte das Additiv einen starken Einfluss auf die Flüssigkeitsdynamik. Diese Effekte waren in den Protein- und Ficollsystemen durch die dominanten Wechselwirkungen zwischen Lösungsmittel- und Makromolekülen deutlich gemindert. Eine zweite Relaxationskomponente in den 2H-Magnetisierungsaufbaukurven wies für alle Flüssigkeiten in den Protein- und Ficollmatrizen ähnliche Eigenschaften auf und wurde der Makromolekülrelaxation zugeordnet. Die Bimodalität der Aufbaukurven wurde in den Ficollsystemen bei hohen Temperaturen durch den chemischen Austausch der Deuteronen, welcher auf der experimentellen Zeitskala lag, verhindert. Zusätzlich konnte durch den Vergleich zwischen BDS- und NMR-Analysen gezeigt werden, dass es sich bei den langsameren BDS-Prozessen, welche der Proteindynamik zugeordnet wurden, nicht um alpha-Relaxationen sondern vielmehr um lokale kleinwinklige Bewegungen handelt. Erweiternde NMR-Messungen bestätigten einen starken Einfluss des Ficolls auf die Wasserdiffusion, welche deutlich verlangsamt, sowie eine Entkopplung der Translations- und Rotationsdynamik. Somit zeigen alle Untersuchungen der vorliegenden Arbeit übereinstimmend eine Verlangsamung und gestiegene Heterogenität der Flüssigkeitsdynamik im Einschluss der starren Silikaporen und der weichen Makromolekülmatrizen. Während diese Effekte in ersteren stark von der verwendeten Flüssigkeit abhingen, waren sie in letzteren stärker ausgeprägt und unabhängig von der Wahl des Lösungsmittels