Detection and localization of LysA and GP1 proteins of the mycobacteriophage Ms6

Tese de mestrado. Biologia (Microbiologia Aplicada). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2011Bacteriófagos, ou fagos, são vírus que infectam bactérias. Estes organismos são dez vezes mais numerosos do que as bactérias no meio ambiente, sendo estes as entidades mais abundantes na Terra. Os fagos desempenham um grande papel no equilíbrio ecológico da vida microbiana. O estudo dos bacteriófagos, teve início em 1915 por Frederick Twort quando este isolou das fezes de um paciente com disenteria um “agente infeccioso e filtrável”. Mais tarde, em 1918, D’Herelle descobriu uma entidade “antagonista” de bactérias, que provocava a sua lise em culturas líquidas e levavam à formação de placas de lise na superfície de meios de cultura com agar semeados com bactérias. D'Herelle criou a designação de bacteriófago para denominar os “vírus que comem bactérias”. Apesar de até a data já terem sito descritos inúmeros fagos, apenas alguns têm sido estudados com algum detalhe. Relativamente à natureza dos ácidos nucleicos, os fagos podem apresentar um genoma quer de ADN de cadeia dupla, ADN de cadeia simples, ARN de cadeia dupla ou ARN de cadeia simples e normalmente o genoma é encapsulado em um invólucro proteico denominado cápside. A maioria dos fagos descritos até à data, apresentam cauda e um genoma de ADN de cadeia dupla (aproximadamente 96%). Existe uma variada gama de diferentes tipos de morfologia nos fagos e a sua taxonomia é baseada nos vários tipos de morfologia, presença ou ausência de envelope, pelo seu tamanho e pelo seu tipo de ácido nucleico. A classificação actual é derivada de um esquema proposto por Bradley em 1967. Presentemente a classificação inclui uma ordem, 14 famílias oficialmente aceites e 37 géneros. Os bacteriófagos, como todos os parasitas obrigatórios, requerem células hospedeiras para se manter e se reproduzir, aproveitando-se dos seus mecanismos de biossíntese para sobreviver. Com base no tipo de ciclo de vida, os bacteriófagos podem ser de dois tipos: fagos líticos, que apresentam um ciclo de vida lítico; ou fagos temperados, que apresentam ciclo de vida lisogénico e lítico. No ciclo lítico, o fago redirecciona o metabolismo do hospedeiro para a produção de novos vírus, que são libertados durante a lise celular provocada pelos vírus. No ciclo lisogénico, o genoma do fago é inserido no genoma do hospedeiro e sendo então replicado quando o genoma do hospedeiro se replica até que o ciclo lítico seja induzido, por exemplo por agentes mutagénicos. Para iniciar a infecção, os fagos necessitam adsorver à superfície bacteriana, através do reconhecimento de receptores presentes na parede celular e posteriormente ocorre a entrada do genoma viral na célula hospedeira. Após a injecção do genoma viral, este é transcrito pelas polimerases do hospedeiro eventualmente há produção de novas partículas virais pela maquinaria do hospedeiro. Quando o ciclo lítico sucede, na maioria dos casos é necessário ocorrer lise da célula para que os novos viriões possam encontrar novos hospedeiros. Os fagos de ADN de dupla cadeia desenvolveram um sistema de lise em que utilizam uma estratégia denominada “holinaendolisina” para realizar uma lise celular eficiente no hospedeiro. O fago Ms6 é um micobacteriófago temperado, com genoma constituído por ADN de cadeia dupla, que infecta a bactéria Mycobacterium smegmatis. Os micobacteriófagos representam excelentes sistemas modelo para estudar micobactérias hospedeiras. Estes bacteriófagos têm vindo a desempenhar um papel fundamental no desenvolvimento de sistemas genéticos para o estudo da patogénese molecular das micobactérias patogénicas para o homem, sendo as espécies mais reconhecidas Mycobacterium tuberculosis e Mycobacterium leprae, os agentes causadores da tuberculose e lepra, respectivamente. Mycobacterium smegmatis é considerada uma micobactéria não-patogénica representando assim um bom modelo de estudo. O micobacteriófago Ms6, sendo de cadeia dupla, utiliza a estratégia “holina-endolisina” para induzir uma lise efectiva do hospedeiro. As endolisinas são enzimas muralíticas com actividade hidrolítica das ligações específicas que se estabelecem na camada de peptidoglicano e as holinas são proteínas membranares de pequenas dimensões, que conduzem a uma alteração do potencial de membrana como consequência da abertura de poros na membrana, actuando assim como controladora da activação da endolisina ou permitindo o seu acesso à mureína. Na maioria dos casos descritos até à data, o acesso da endolisina ao seu alvo é feito pela passagem através dos poros formados pela holina. Actualmente têm sido descritos fagos que produzem endolisinas cujo transporte para o meio extracitoplasmático é independente da holina, utilizando os sistemas de transporte bacterianos. Estas endolisinas apresentam na sua estrutura uma sequência sinal, que permite a translocação da proteína, através da membrana citoplasmática, utilizando o sistema sec (translocase) do hospedeiro, até ao espaço periplásmico. Foram já descritas endolisinas que apresentam na região N-terminal um péptido sinal, como é o caso da Lys44 produzida pelo fago fOg44 de Oenococcus oeni. Recentemente foram descobertas outras endolisinas, de fagos que infectam bactérias Gram-negativas, que apresentam na sua extremidade N-terminal uma região de carácter hidrofóbico, designada por Signal-Arrest-Release (SAR), que permite igualmente, o transporte da endolisina através da membrana citoplasmática com o auxílio do sistema sec,, com a particularidade de não ser clivada. Apesar de nestes casos a holina não participar no transporte da endolisina, pensa-se que esta possa desempenhar um papel na activação de lisinas que se encontram no espaço periplásmico e na determinação do tempo de lise. A cassete lítica do fago Ms6 é constituída por 5 genes. Para além dos genes da endolisina (lysA ou gp2) e holina (hol ou gp4), a cassete lítica do Ms6 inclui mais 3 genes, gp1, gp3 e gp5. Catalão e colegas (2010) mostraram que a endolisina LysA é exportada com a ajuda do produto do gene gp1, de uma forma independente da holina. É demonstrado que o gene gp1 codifica uma proteína “chaperone-like” que se liga à endolisina, auxiliando a sua exportação para o ambiente extracitoplasmático, o que é necessário para uma eficiente lise do fago Ms6. Actualmente não se sabe como o endolisisna permanece inactiva até a holina determinar o tempo de lise. Assim, o objectivo principal deste trabalho foi investigar o papel do produto do gene gp1 no transporte de LysA e outras proteínas sem péptido sinal, para o periplasma. Para alcançar este objectivo, construiu-se um fago Ms6 mutante onde o gene gp1 contém na sua extremidade 3 ' uma sequência que codifica para uma cauda C-Myc permitindo a produção de uma proteína recombinante Gp1-C-Myc. Esta proteína foi detectada com o anticorpo anti C-Myc na fracção solúvel e membranar quando células de M. smegmatis foram infectadas com o fago mutante Ms6Gp1-CMyc. O mesmo resultado foi obtido em E.coli confirmando que Gp1 se distribui entre os compartimentos solúveis e membranares. Para apoiar este resultados foram utilizados duas proteínas repórter, a fosfatase alcalina bacteriana (PhoA) como repórter para a localização periplasmática e a proteína verde fluorescente (GFP) como repórter para a localização citoplasmática. A capacidade de Gp1 translocar proteínas foi também apoiada pelo resultado obtido com fusões com a PhoA e GFP. Os resultados da fusão da Gp1-PhoA revelaram actividade da fosfatase alcalina, enquanto a fusão Gp1- GFP resultou em perda de emissão de fluorescência. Na experiência realizada com a proteinase K obteve-se um perfil alterado de proteínas quando LysA foi sujeita a um tratamento com proteinase K, sugerindo que a LysA pode estar localizada no periplasma na presença de Gp1. Os resultados apresentados reforçam o papel da Gp1 em auxiliar outras proteínas, sem um péptido sinal, para atravessar a membrana para o periplasma. Os resultados obtidos neste trabalho experimental abrem novas perspectivas no sentido de oportunidades para novos estudos em vias de secreção de micobactérias. Também uma melhor caracterização do genoma dos bacteriófagos poderá levar a contribuição para a identificação de novos alvos terapêuticos na parede das micobactérias.Bacteriophages are viruses that infect bacteria. The majority described to date ( 96%) are endowed with a tail and contains a double-stranded DNA (dsDNA) genome. The phage Ms6 is a temperate phage that infects Mycobacterium smegmatis. Like dsDNA phages, Ms6 uses the holinendolysin mechanism to accomplish lysis of the host. In addition to endolysin (lysA) and holin (hol) genes, Ms6 genome encodes three accessory lysis proteins, Gp1, LysB and Gp5. Endolysins are proteins that degrade the rigid murein layer, and holins are small membrane proteins that control the activation of the endolysin or its access to the murein. Recently it has been shown that the endolysin LysA is exported with the help of the gp1 gene product, which is involved in its delivery to the peptidoglycan, in a holinindependent manner. Thus, the purpose of this project is to investigate the role of gp1 gene product in the transportation of LysA and other proteins without a peptide signal, to the periplasm. To achieve this we constructed a mutant Ms6 phage where the gp1 gene carries, at its 3’ end, a sequence coding for a CMyc tag allowing the production of a recombinant protein that was detected with an antibody anti C-Myc in the soluble and membrane fraction of M. smegmatis infected cells. The same result was obtained in E.coli confirming that Gp1 distributes between the soluble and membrane compartments. The ability of Gp1 to translocate proteins is suggested by the obtained result with alkaline phosphatise (PhoA) and green fluorescence protein (GFP) fusions. A Gp1-PhoA fusion results in alkaline phosphatase activity while a Gp1-GFP fusion results in loss of fluorescence emission. In addition, an altered profile of the proteins when LysA is subject to a proteinase K treatment suggests that LysA may be periplasm localized in the presence of Gp1. The results presented here strengthen the role of Gp1 in helping other proteins, without a peptide signal, to cross the membrane to the periplasm

O cuidado de crianças em creches: um espaço para a enfermagem

In this article, we discuss the care of newborns and infants in day nurseries. We approach childcare within an historical perspective, emphasizing the current childhood situation. Based on the present conceptions of care and caring, and the Lei das Diretrizes e Bases da Educação Nacional n. 9394/96 (Brazilian Guiding and Bases Law for the National Education no. 9394/96) we discuss the childcarers’ qualification for attending children up to two years old in day nurseries. Considering the education level currently held by nursing professionals, we consider them qualified for the role of providing day care. In this sense, we identify the day nursery as an important social and political space for nursing.En este artículo discutimos el cuidado a recién-nacidos e infantes en las guarderías. Abordamos el cuidado al niño en una perspectiva histórica, destacando la situación actual de la niñez. Basado en las concepciones actuales de cuidar y de cuidado, y en la Lei das Diretrizes e Bases da Educação Nacional nº 9394/96 de Brasil se levantan los argumentos para la formación de puericultoras para la asistencia a los recién-nacidos e infantes en las guarderías. Teniendo en cuenta el actual nivel de la educación de los profesionales de enfermería los consideramos calificados para actuar en las guarderías. De esta manera apuntamos las guarderías como un importante espacio social y político para la enfermería.Neste artigo, discutimos o cuidado a recém-nascidos e lactentes em creches. Abordamos o cuidado à criança em uma perspectiva histórica, destacando a situação atual da infância. Com base em concepções atuais de cuidar e cuidado, e na Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional n. 9394/96, discutimos a qualificação das cuidadoras para o atendimento de crianças até dois anos. Considerando o nível atual de educação dos profissionais de enfermagem, os consideramos qualificados para atuarem em creches. Deste modo, apontamos a creche como um espaço social e político importante para a enfermagem

Pichia pastoris-expressed dengue 3 envelope-based virus-like particles elicit predominantly domain III-focused high titer neutralizing antibodies

Dengue poses a serious public health risk to nearly half the global population. It causes ~400 million infections annually and is considered to be one of the fastest spreading vector-borne diseases. Four distinct serotypes of dengue viruses (DENV-1, -2, -3, and -4) cause dengue disease, which may be either mild or extremely severe. Antibody-dependent enhancement (ADE), by pre-existing cross-reactive antibodies, is considered to be the major mechanism underlying severe disease. This mandates that a preventive vaccine must confer simultaneous and durable immunity to each of the four prevalent DENV serotypes. Recently, we used Pichia pastoris, to express recombinant DENV-2 E ectodomain, and found that it assembled into virus-like particles (VLPs), in the absence of prM, implicated in the elicitation of ADE-mediating antibodies. These VLPs elicited predominantly type-specific neutralizing antibodies that conferred significant protection against lethal DENV-2 challenge, in a mouse model. The current work is an extension of this approach to develop prM-lacking DENV-3 E VLPs. Our data reveal that P. pastoris-produced DENV-3 E VLPs not only preserve the antigenic integrity of the major neutralizing epitopes, but also elicit potent DENV-3 virus-neutralizing antibodies. Further, these neutralizing antibodies appear to be exclusively directed toward domain III of the DENV-3 E VLPs. Significantly, they also lack discernible ADE potential toward heterotypic DENVs. Taken together with the high productivity of the P. pastoris expression system, this approach could potentially pave the way toward developing a DENV E-based, inexpensive, safe, and efficacious tetravalent sub-unit vaccine, for use in resource-poor dengue endemic countries

Search for a new gauge boson in π0\pi^{0} decays

A search was made for a new light gauge boson $X$ which might be produced in $\pi^{0}\to\gamma + X$ decay from neutral pions generated by 450-GeV protons in the CERN SPS neutrino target. The X's would penetrate the downstream shielding and be observed in the NOMAD detector via the Primakoff effect, in the process of $X \to\pi^{0}$ conversion in the external Coulomb field of a nucleus. With $1.45\times10^{18}$ protons on target, 20 candidate events with energy between 8 and 140 GeV were found from the analysis of neutrino data. This number is in agreement with the expectation of 18.1$\pm$2.8 background events from standard neutrino processes. A new 90% C.L. upper limit on the branching ratio $Br(\pi^{0}\to\gamma + X)< (3.3 to 1.9) \times10^{-5}$ for $X$ masses ranging from 0 to 120 MeV/c^2 is obtained.Comment: 15 pages, LaTex, 6 eps figures included, submitted to Physics Letters

Multifrequency studies of the peculiar quasar 4C+21.35 during the 2010 flaring activity

The discovery of rapidly variable Very High Energy ( VHE; E &gt; 100 GeV). - ray emission from 4C + 21.35 ( PKS 1222+ 216) by MAGIC on 2010 June 17, triggered by the high activity detected by the Fermi Large Area Telescope ( LAT) in high energy ( HE; E &gt; 100 MeV). - rays, poses intriguing questions on the location of the. - ray emitting region in this flat spectrum radio quasar. We present multifrequency data of 4C + 21.35 collected from centimeter to VHE during 2010 to investigate the properties of this source and discuss a possible emission model. The first hint of detection at VHE was observed by MAGIC on 2010 May 3, soon after a gamma- ray flare detected by Fermi-LAT that peaked on April 29. The same emission mechanism may therefore be responsible for both the HE and VHE emission during the 2010 flaring episodes. Two optical peaks were detected on 2010 April 20 and June 30, close in time but not simultaneous with the two gamma- ray peaks, while no clear connection was observed between the X-ray and gamma- ray emission. An increasing flux density was observed in radio and mm bands from the beginning of 2009, in accordance with the increasing gamma- ray activity observed by Fermi-LAT, and peaking on 2011 January 27 in the mm regime ( 230 GHz). We model the spectral energy distributions ( SEDs) of 4C + 21.35 for the two periods of the VHE detection and a quiescent state, using a one-zone model with the emission coming from a very compact region outside the broad line region. The three SEDs can be fit with a combination of synchrotron self-Compton and external Compton emission of seed photons from a dust torus, changing only the electron distribution parameters between the epochs. The fit of the optical/UV part of the spectrum for 2010 April 29 seems to favor an inner disk radius of &lt; six gravitational radii, as one would expect from a prograde-rotating Kerr black hole.</p

Effects of hospital facilities on patient outcomes after cancer surgery: an international, prospective, observational study

Background Early death after cancer surgery is higher in low-income and middle-income countries (LMICs) compared with in high-income countries, yet the impact of facility characteristics on early postoperative outcomes is unknown. The aim of this study was to examine the association between hospital infrastructure, resource availability, and processes on early outcomes after cancer surgery worldwide.Methods A multimethods analysis was performed as part of the GlobalSurg 3 study-a multicentre, international, prospective cohort study of patients who had surgery for breast, colorectal, or gastric cancer. The primary outcomes were 30-day mortality and 30-day major complication rates. Potentially beneficial hospital facilities were identified by variable selection to select those associated with 30-day mortality. Adjusted outcomes were determined using generalised estimating equations to account for patient characteristics and country-income group, with population stratification by hospital.Findings Between April 1, 2018, and April 23, 2019, facility-level data were collected for 9685 patients across 238 hospitals in 66 countries (91 hospitals in 20 high-income countries; 57 hospitals in 19 upper-middle-income countries; and 90 hospitals in 27 low-income to lower-middle-income countries). The availability of five hospital facilities was inversely associated with mortality: ultrasound, CT scanner, critical care unit, opioid analgesia, and oncologist. After adjustment for case-mix and country income group, hospitals with three or fewer of these facilities (62 hospitals, 1294 patients) had higher mortality compared with those with four or five (adjusted odds ratio [OR] 3.85 [95% CI 2.58-5.75]; p&lt;0.0001), with excess mortality predominantly explained by a limited capacity to rescue following the development of major complications (63.0% vs 82.7%; OR 0.35 [0.23-0.53]; p&lt;0.0001). Across LMICs, improvements in hospital facilities would prevent one to three deaths for every 100 patients undergoing surgery for cancer.Interpretation Hospitals with higher levels of infrastructure and resources have better outcomes after cancer surgery, independent of country income. Without urgent strengthening of hospital infrastructure and resources, the reductions in cancer-associated mortality associated with improved access will not be realised