Avaliação in silico e em cultivos contínuos do metabolismo de S. typhimurium

Linhagens atenuadas de Salmonella têm sido investigadas para o desenvolvimento de diversos produtos biotecnológicos, como vacinas recombinantes. No entanto, protocolos para obtenção de altas densidades celulares de Salmonella spp., necessárias para viabilizar o processo de produção destes produtos, ainda não foram estabelecidos, sendo necessário para isso contornar a elevada formação de produtos tóxicos de seu metabolismo que inibem o crescimento celular. Neste trabalho empregou-se um modelo metabólico em escala genômica de S. typhimurium (STM_v1.0) para prever in silico, com o uso do software livre Optflux, a formação de metabólitos em diferentes velocidades de crescimento. Para avaliar/validar o resultado das simulações, foram conduzidos cultivos contínuos em diferentes taxas de diluição (D = 0,1; 0,25; 0,5 h-1) e a produção dos metabólitos extracelulares foi analisada por HPLC e GC/MS. Experimentalmente, o acetato foi o subproduto majoritário produzido pela bactéria nas velocidades de crescimento intermediária (0,25 h-1) e alta (0,50 h-1), com fluxos de 0,93 e 2,64 mmol de acetato/h.gDCW, respectivamente. Jáin silico, o principal metabólito formado foi o formato, com fluxos de 1,4 e 3,65 mmol/h.gDCW, nas duas velocidades de crescimento mais altas. Os resultados mostram que a formação de metabólitos ocorre por metabolismo overflow, intensificado com o aumento na velocidade de crescimento

Produção e consumo de acetato em cultivos de Salmonella typhimurium em condições aeróbias

Linhagens atenuadas de Salmonella typhimurium têm sido amplamente estudadas para o desenvolvimento de diversas vacinas e no tratamento do câncer. No entanto, ainda há poucas informações a respeito de seu metabolismo. S. typhimurium e Escherichia coli apresentam grande similaridade em seus genomas e redes metabólicas. Com o intuito de avaliar o metabolismo da Salmonella sob condições aeróbias, realizou-se seis cultivos contínuos nas taxas de diluição de 0,1 a 0,67 h-1 utilizando glicose como substrato. Estes resultados demonstraram um desvio de carbono para a formação de acetato, a partir da taxa de diluição de 0,1 h-1, diferentemente do que é relatado para E. coli, onde o acúmulo de acetato é detectado somente em taxas de diluição acima de 0,4 h-1. Investigou-se ainda a assimilação do acetato em cultivos em batelada, utilizando ácido acético como substrato principal. Os resultados obtidos confirmaram que a Salmonella possui um fluxo de assimilação de acetato menor do que a E. coli. Apesar de ambos os microrganismos apresentarem as mesmas reações no metabolismo central do carbono, este trabalho apresenta evidências experimentais que demonstram a menor capacidade de S. typhimurium em direcionar os fluxos de carbono para biomassa e produção de energia, caracterizada pela maior formação de acetato. A produção de acetato é considerada um desperdício de carbono, diminuindo a produtividade e os rendimentos, e comprometendo a obtenção de alta densidade celular essencial para o desenvolvimento de vacinas recombinantes de baixo custo. A análise dos fluxos metabólicos pode contribuir para minimizar a formação deste subproduto indesejado, tornando o metabolismo mais eficiente

Salmonella typhimurium and Escherichia coli dissimilarity: closely related bacteria with distinct metabolic profiles

Live attenuated strains of Salmonella typhimurium have been extensively investigated as vaccines for a number of infectious diseases. However, there is still little information available concerning aspects of their metabolism. S. typhimurium and Escherichia coli show a high degree of similarity in terms of their genome contents and metabolic networks. However, this work presents experimental evidence showing that significant differences exist in their abilities to direct carbon fluxes to biomass and energy production. It is important to study the metabolism of Salmonella in order to elucidate the formation of acetate and other metabolites involved in optimizing the production of biomass, essential for the development of recombinant vaccines. The metabolism of Salmonella under aerobic conditions was assessed using continuous cultures performed at dilution rates ranging from 0.1 to 0.67 h1, with glucose as main substrate. Acetate assimilation and glucose metabolism under anaerobic conditions were also investigated using batch cultures. Chemostat cultivations showed deviation of carbon towards acetate formation, starting at dilution rates above 0.1 h1. This differed from previous findings for E. coli, where acetate accumulation was only detected at dilution rates exceeding 0.4 h1, and was due to the lower rate of acetate assimilation by S. typhimurium under aerobic conditions. Under anaerobic conditions, both microorganisms mainly produced ethanol, acetate, and formate. A genome-scale metabolic model, reconstructed for Salmonella based on an E. coli model, provided a poor description of the mixed fermentation pattern observed during Salmonella cultures, reinforcing the different patterns of carbon utilization exhibited by these closely related bacteria. This article is protected by copyright. All rights reserved.Special thanks to Amadeus Azevedo for the HPLC analyses and technical assistance. The authors acknowledge the national funding received from CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico, Brazil), the international cooperation project CAPES-FCT (Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior/Brazil-Fundacao para a Ciencia e a Tecnologia/Portugal-Process 315/11), CAPES (Atracao de Jovens Talentos-Process 064922/2014-01) and to Fundacao para a Ciencia e Tecnologia the strategic funding of UID/BIO/04469/2013 unit

Teratogenia em bezerro nascido de vaca primípara cruzada.

O objetivo deste estudo é relatar um caso de teratogenia em bezerro ocorrido na Embrapa Gado de Corte. Trata-se de um bezerro macho, nascido em 13 de setembro de 2009, de uma vaca primípara cruzada com touro Senepol, que apresentou como teratogenia bicefalia e cicatriz umbilical atópica na região lombo-torácica

Analysis of Salmonella typhimurium pathways and metabolic model improvement

Live attenuated strains of Salmonella typhimurium have been extensively investigated as vaccines for several infectious diseases. However, a better knowledge of S. typhimurium metabolism is required to develop protocols to improve bioprocesses for the production of biotechnological products in large scale. Currently, genome scale metabolic models are important tools for better understanding the phenotypic behavior of many microorganisms. In this work, a genome-scale metabolic model reconstructed for S. typhimurium (STMv1.0 model) was used to determine the in silico fluxes distributions of end-products and to compare with in vivo data. Experimental data from glucose-limited chemostat at different dilution rates (0.1 to 0.67 h-1) with S. typhiumurium LT2 were compared with in silico simulations performed with Optflux 3.2.4 software, using the same environmental conditions (glucose and O2 experimental uptake fluxes). Salmonella cultures showed deviation of carbon towards acetate formation, starting at dilution rate above 0.1 h-1, with flux of 4.16 mmol acetate/(gDCW . h) at the higher dilution rate. Nevertheless, this model, which was based on E. coli model, overestimates the biomass production and, consequently, minimizes the fluxes of acetate. Thus, changes in metabolic model are required to improve its accuracy to predict the fermentation patterns observed experimentally, including changes in model equations related to P/O ratio and ATP yield. 13C Fluxomic analysis are being carried out to better understand the S. typhimurium central carbon metabolism and to improve the model predictions

Assessing chronic wasting disease risk in Portugal

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Chronic wasting disease risk assessment in Portugal - setting up a project

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Chronic wasting disease (CWD) risk assessment in Portugal : The genetic approach to study prion protein gene (PRNP) variability in Portuguese populations of three cervid species: red deer, fallow deer and roe deer.

Número da Revista Portuguesa de Ciências Veterinárias, dedicado à publicação dos "Proceedings of the 10th Iberian Congress on Prions" que decorreu em Vila Real, Portugal de 19 1 20 de maio de 2022.Among the transmissible spongiform encephalopathies (TSEs), chronic wasting disease (CWD) in cervids is now the rising concern in wildlife within Europe, after the first case was detected in Norway in 2016, in a wild reindeer and until October 2021, a total of 34 cases were described in Norway, Sweden and Finland.This work was supported by the project WastingPrionRisk [POCI-01-0145-FEDER-029947 / PTDC/ CVT-CVT/29947/2017] funded by the Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT). FCT PhD grant [SFRH/BD/146961/2019] financed by FCT through FSE (Fundo Social Europeu). This work was also supported by national funds [UIDB/CVT/00772/2020], [LA/P/0059/2020] and [UIDB/04033/2020] by FCT.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Chronic wasting disease risk assessment in Portugal: results and future work.

Número da Revista Portuguesa de Ciências Veterinárias, dedicado à publicação dos "Proceedings of the 10th Iberian Congress on Prions" que decorreu em Vila Real, Portugal de 19 1 20 de maio de 2022.Chronic wasting disease risk assessment in Portugal: results and future work.This work was supported by the project WastingPrionRisk [POCI-01-0145-FEDER-029947 / PTDC/ CVT-CVT/29947/2017] funded by the Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT). FCT PhD grant [SFRH/BD/146961/2019] financed by FCT through FSE (Fundo Social Europeu). This work was also supported by national funds [UIDB/CVT/00772/2020], [LA/P/0059/2020] and [UIDB/04033/2020] by FCT.info:eu-repo/semantics/publishedVersio