Multiple pathways of plasmid DNA transfer in Helicobacter pylori

Many Helicobacter pylori (Hp) strains carry cryptic plasmids of different size and gene content, the function of which is not well understood. A subgroup of these plasmids (e.g. pHel4, pHel12), contain a mobilisation region, but no cognate type IV secretion system (T4SS) for conjugative transfer. Instead, certain H. pylori strains (e.g. strain P12 carrying plasmid pHel12) can harbour up to four T4SSs in their genome (cag-T4SS, comB, tfs3, tfs4). Here, we show that such indigenous plasmids can be efficiently transferred between H. pylori strains, even in the presence of extracellular DNaseI eliminating natural transformation. Knockout of a plasmid-encoded mobA relaxase gene significantly reduced plasmid DNA transfer in the presence of DNaseI, suggesting a DNA conjugation or mobilisation process. To identify the T4SS involved in this conjugative DNA transfer, each individual T4SS was consecutively deleted from the bacterial chromosome. Using a marker-free counterselectable gene deletion procedure (rpsL counterselection method), a P12 mutant strain was finally obtained with no single T4SS (P12ΔT4SS). Mating experiments using these mutants identified the comB T4SS in the recipient strain as the major mediator of plasmid DNA transfer between H. pylori strains, both in a DNaseI-sensitive (natural transformation) as well as a DNaseI-resistant manner (conjugative transfer). However, transfer of a pHel12::cat plasmid from a P12ΔT4SS donor strain into a P12ΔT4SS recipient strain provided evidence for the existence of a third, T4SS-independent mechanism of DNA transfer. This novel type of plasmid DNA transfer, designated as alternate DNaseI-Resistant (ADR) mechanism, is observed at a rather low frequency under in vitro conditions. Taken together, our study describes for the first time the existence of three distinct pathways of plasmid DNA transfer between H. pylori underscoring the importance of horizontal gene transfer for this species

Excision and transfer of an integrating and conjugative element in a bacterial species with high recombination efficiency

Horizontal transfer of mobile genetic elements, such as integrating and conjugative elements (ICEs), plays an important role in generating diversity and maintaining comprehensive pan-genomes in bacterial populations. The human gastric pathogen Helicobacter pylori, which is known for its extreme genetic diversity, possesses highly efficient transformation and recombination systems to achieve this diversity, but it is unclear to what extent these systems influence ICE physiology. In this study, we have examined the excision/integration and horizontal transfer characteristics of an ICE (termed ICEHptfs4) in these bacteria. We show that transfer of ICEHptfs4 DNA during mating between donor and recipient strains is independent of its conjugation genes, and that homologous recombination is much more efficient than site-specific integration into the recipient chromosome. Nevertheless, ICEHptfs4 excision by site-specific recombination occurs permanently in a subpopulation of cells and involves relocation of a circularization-dependent promoter. Selection experiments for excision indicate that the circular form of ICEHptfs4 is not replicative, but readily reintegrates by site-specific recombination. Thus, although ICEHptfs4 harbours all essential transfer genes, and typical ICE functions such as site-specific integration are active in H. pylori, canonical ICE transfer is subordinate to the more efficient general DNA uptake and homologous recombination machineries in these bacteria

Perspektiven von wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern : Eine Fallstudie zu Arbeitssituation und Entwicklungsmöglichkeiten an der Zürcher Fachhochschule aus gendertheoretischer Sicht

Seit der Gründung der Fachhochschulen Ende der 1990er Jahre kommt den wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, aber auch den wissenschaftlichen Assistentinnen und Assistenten eine wachsende Bedeutung im erweiterten Leistungsauftrag der schweizerischen Fachhochschulen zu. Der Aufgabenzuwachs bedingt, dass den Mittelbauangehörigen vermehrt Aufträge in Lehre, Studierendenberatung und -betreuung, in Dienstleistungs- sowie Forschungsprojekten zugewiesen werden. Gemessen an dieser hohen Relevanz ist das tatsächlich vorhandene Wissen über eine innovative Mittelbauförderung erstaunlich gering. Erste Studien haben einen Handlungsbedarf vor allem bei den Qualifizierungs- und Entwicklungsmöglichkeiten des sehr heterogenen Mittelbaus an den Fachhochschulen aufgezeigt. Weitere Auswertungen weisen zudem auf geschlechterspezifische Unterschiede bei der Laufbahnentwicklung hin. Die Chancen und Schwierigkeiten, mit denen der Mittelbau an den Fachhochschulen konfrontiert ist, sowie die gendergerechte Nachwuchsförderung sind Themen, die bislang vom Bundesprogramm "Chancengleichheit zwischen Frauen und Männern an schweizerischen Fachhochschulen" des Bundesamtes für Berufsbildung und Technologie (BBT) wenig bearbeitet wurden – und noch viel weniger von den Fachhochschulen selbst. Das vorliegende Projekt wurde im Rahmen des Programmkredits des BBT mitfinanziert und zwischen Oktober 2011 und November 2012 durchgeführt. Fallstudie an der Zürcher Fachhochschule: Das Projekt wurde unter der Leitung der Fachstelle Gender Studies und des Instituts für Nachhaltige Entwicklung der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) und zusammen mit den Gleichstellungskoordinatorinnen der Teilschulen der Zürcher Fachhochschule (ZFH) realisiert. Beteiligt waren die Pädagogische Hochschule Zürich (PH Zürich), die School of Engineering (SoE) der ZHAW, das Departement Life Sciences und Facility Management (LSFM) der ZHAW sowie die Zürcher Hochschule der Künste (ZHdK). Weil die wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im ganzen Leistungsspektrum der Fachhochschulen tätig sind und innerhalb des Mittelbaus ein grosses Gewicht haben, nahmen wir in dieser Untersuchung zur ZFH diese Personalkategorie in den Fokus. Ziel und Fragestellung: Das Ziel der Untersuchung bestand darin, herauszufinden wie Frauen und Männer im Mittelbau bzw. speziell wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter ihre Arbeitssituation wahrnehmen, welche Karrierevorstellungen und Zukunftsperspektiven sie entwickeln und wo sie mögliche Stolpersteine für ihr berufliches Weiterkommen sehen. Die geschlechterspezifischen Aspekte in diesen Wahrnehmungen der Arbeitssituation und der beruflichen Zukunftsperspektiven sowie die indviduellen Sinnkonstruktionen sollten herausgearbeitet und dabei Gemeinsamkeiten und Unterschiede für die drei Hochschulen PH Zürich, ZHAW und ZHdK aufgezeigt werden. Ebenfalls miteinbezogen wurden Fragen nach den institutionellen Rahmenbedingungen bzw. nach objektivierbaren, materiellen und prozeduralen Aspekten der Beschäftigungssituation. Vorgehen: Die Ziele des Projekts wurden mit unterschiedlichen Methoden bearbeitet: Im Rechercheteil wurde die Literatur zum Mittelbau in der Schweiz, zu den Rahmenbedingungen der Arbeitsverhältnisse im Mittelbau an der ZFH sowie zu Genderaspekten in der Wissenschaft im deutschsprachigen Raum herausgearbeitet. Im empirischen Teil fanden einerseits Gruppendiskussionen in geschlechterhomogenen Gruppen mit 32 wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern statt. Andererseits wurden leitfadenzentrierte Interviews mit 10 leitenden Schlüsselpersonen, die strategisch und operativ mit Fragen zum Mittelbau beschäftigt sind, geführt. Im Syntheseteil wurden die Ergebnisse der beiden empirischen Teile miteinander verglichen. Daraus wurden vom Projektteam und den Gleichstellungskoordinatorinnen Handlungsfelder und Massnahmenvorschläge für die ZFH und ihre Teilschulen abgeleitet. Aufgrund des qualitativen Vorgehens und der Anzahl sowie der selbstselektiven Beteiligung der Diskussionsteilnehmenden ist die Repräsentativität der Ergebnisse eingeschränkt. Ergebnisse: Die Ergebnisse der Fallstudie zeigen, dass aus der Perspektive der wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter eine Anstellung an der ZFH sehr positiv gewertet wird. Geschätzt wird insbesondere die Tätigkeit an der Schnittstelle von Theorie und Praxis und die gegenüber den Universitäten neu vorhandenen und kreativen aber gleichzeitig mit grosser Eigeninitiative verbundenen Möglichkeiten sowie die relativ hohe Flexibilität. Die Rahmenbedingungen an der Zürcher Fachhochschule sind für die wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter übers Ganze gesehen gut, insbesondere im Vergleich zur Industrie und anderen Praxisfeldern ausserhalb der Hochschule. Allerdings wird eine verstärkte Vernetzung sowohl mit Privatunternehmen bzw. Non-Profit-Organisationen als auch mit anderen Hochschulen und Forschungseinrichtungen als noch nicht eingelöstes Desiderat seitens der wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter betont. Die Fallstudie hat gezeigt, dass wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter ihre Tätigkeit mit hoher Motivation und Leistungsbereitschaft ausüben und gerne an der Zürcher Fachhochschule arbeiten. Im Folgenden werden die Sichtweisen der wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und der befragten Schlüsselpersonen in den untersuchten Organisationseinheiten der ZFH einander gegenübergestellt

Treiber und Barrieren auf dem Weg zu einer Smart City : Erkenntnisse aus Theorie und Praxis

Städte nehmen eine Schlüsselrolle in der Umsetzung der Energiestrategie 2050 («Energiewende») ein. Einerseits steigt der Energieverbrauch von Städten infolge der Urbanisierung, welche als einer der wichtigsten globalen Trends angesehen wird, weiter an. Andererseits haben Städte durch die vorhandene Infrastruktur mehrere Möglichkeiten, sich aktiv für die Energiewende einzusetzen. Zudem können Städte durch ihre Vorbildfunktion in den Bereichen Energieversorgung, Mobilität, Arealentwicklung oder bei der Sanierung von Gebäuden wichtige Impulse setzen. Städte stehen in enger Beziehung und Abhängigkeit zu Wirtschaft und Bevölkerung. Sie können Rahmenbedingungen schaffen, welche diese Akteure zu Energieeffizienz oder -suffizienz motivieren. Das Konzept Smart City birgt vielfältige Möglichkeiten, durch intelligente Vernetzung von Handlungsbereichen bessere Bedingungen für eine nachhaltige und moderne Stadtentwicklung zu schaffen. Mit dem integrativen Ansatz soll die Lebensqualität der Bewohnerinnen und Bewohner einer Stadt erhöht und die Mitwirkung relevanter Anspruchsgruppen ermöglicht werden. Gleichzeitig wird eine Reduktion des Energie- und Ressourcenverbrauchs in Städten angestrebt. Smart City ist daher als Lösungsansatz für die zukünftigen Herausforderungen in Städten zu verstehen. In der Schweiz wurde das Konzept allerdings bisher erst in wenigen Städten im Rahmen von einzelnen Projekten berücksichtigt und angewandt. In diesem Working Paper wird der Frage nach den Barrieren und Treibern innerhalb der Transformationsprozesse zu einer Smart City und den vordringlichen Handlungsfeldern mit ihren Akteuren nachgegangen. Auf der Grundlage einer Literatur-Studie zu Forschungs- und Praxisansätzen, einer mehrstufigen Delphi-Befragung von Schweizer Experten zu Smart Cities 2035 sowie der Teilnahme an konkreten «Smart City Winterthur»-Teilprojekten, welche in den Jahren 2014-2015 durchgeführt wurden, wurden Treiber und Barrieren identifiziert und daraus weiterer Handlungs- und Forschungsbedarf abgeleitet. Als wesentliche Treiber für die Umsetzung von Smart-City-Konzepten sind sowohl die Zusammenarbeit relevanter Akteure, die Förderung von Pilot- als auch das Aufzeigen von konkreten Smart-City-Projekten identifiziert worden, die kosten- und ressourceneffizienter sind. Damit sollen Investoren und Unternehmen zur Unterstützung solcher Projekte motiviert werden. Fehlende politische und rechtliche Rahmenbedingungen sowie die vertikalen, städtischen Verwaltungsstrukturen wirken beim integrativen Ansatz des Smart-City-Konzepts als Barrieren. Zukünftige Smart-City-Projekte sollten den Einbezug der Bevölkerung stärker berücksichtigen, insbesondere bei der Verwendung von Daten. Nebst praxisbezogenen Empfehlungen werden Hinweise zum Forschungsbedarf in der Thematik genannt

Forster resonance energy transfer and protein-induced fluorescence enhancement as synergetic multiscale molecular rulers

Advanced microscopy methods allow obtaining information on (dynamic) conformational changes in biomolecules via measuring a single molecular distance in the structure. It is, however, extremely challenging to capture the full depth of a three-dimensional biochemical state, binding-related structural changes or conformational cross-talk in multi-protein complexes using one-dimensional assays. In this paper we address this fundamental problem by extending the standard molecular ruler based on Forster resonance energy transfer (FRET) into a two-dimensional assay via its combination with protein-induced fluorescence enhancement (PIFE). We show that donor brightness (via PIFE) and energy transfer efficiency (via FRET) can simultaneously report on e.g., the conformational state of double stranded DNA (dsDNA) following its interaction with unlabelled proteins (BamHI, EcoRV, and T7 DNA polymerase gp5/trx). The PIFE-FRET assay uses established labelling protocols and single molecule fluorescence detection schemes (alternating-laser excitation, ALEX). Besides quantitative studies of PIFE and FRET ruler characteristics, we outline possible applications of ALEX-based PIFE-FRET for single-molecule studies with diffusing and immobilized molecules. Finally, we study transcription initiation and scrunching of E. coli RNA-polymerase with PIFE-FRET and provide direct evidence for the physical presence and vicinity of the polymerase that causes structural changes and scrunching of the transcriptional DNA bubble

The MASCOT Magnetometer

The Mobile Asteroid Scout (MASCOT) is a small lander on board the Hayabusa2 mission of the Japan Aerospace Exploration Agency to the asteroid 162173 Ryugu. Among the instruments on MASCOT is a fluxgate magnetometer, the MASCOT Magnetometer (MasMag). The magnetometer is a lightweight ( ∼280 g∼280 g ) and low power ( ∼0.5 W∼0.5 W ) triaxial fluxgate magnetometer. Magnetic field measurements during the landing period and during the surface operational phase shall provide information about any intrinsic magnetic field of the asteroid and its remanent magnetization. This could provide important constraints on planet formation and the thermal and aqueous evolution of primitive asteroids.Thomas F. PetersonUnited States. National Aeronautics and Space Administration. Emerging Worlds Progra

Exposure to Inhalable, Respirable, and Ultrafine Particles in Welding Fume

This investigation aims to explore determinants of exposure to particle size-specific welding fume. Area sampling of ultrafine particles (UFP) was performed at 33 worksites in parallel with the collection of respirable particles. Personal sampling of respirable and inhalable particles was carried out in the breathing zone of 241 welders. Median mass concentrations were 2.48 mg m−3 for inhalable and 1.29 mg m−3 for respirable particles when excluding 26 users of powered air-purifying respirators (PAPRs). Mass concentrations were highest when flux-cored arc welding (FCAW) with gas was applied (median of inhalable particles: 11.6 mg m−3). Measurements of particles were frequently below the limit of detection (LOD), especially inside PAPRs or during tungsten inert gas welding (TIG). However, TIG generated a high number of small particles, including UFP. We imputed measurements <LOD from the regression equation with manganese to estimate determinants of the exposure to welding fume. Concentrations were mainly predicted by the welding process and were significantly higher when local exhaust ventilation (LEV) was inefficient or when welding was performed in confined spaces. Substitution of high-emission techniques like FCAW, efficient LEV, and using PAPRs where applicable can reduce exposure to welding fume. However, harmonizing the different exposure metrics for UFP (as particle counts) and for the respirable or inhalable fraction of the welding fume (expressed as their mass) remains challenging

Children\u27s Sleep during COVID-19: How Sleep Influences Surviving and Thriving in Families

Objective The COVID-19 pandemic has the potential to disrupt the lives of families and may have implications for children with existing sleep problems. As such, we aimed to: (1) characterize sleep changes during the COVID-19 pandemic in children who had previously been identified as having sleep problems, (2) identify factors contributing to sleep changes due to COVID-19 safety measures, and (3) understand parents and children s needs to support sleep during the pandemic. Methods Eighty-five Canadian parents with children aged 4 14 years participated in this explanatory sequential, mixed-methods study using an online survey of children s and parents sleep, with a subset of 16 parents, selected based on changes in their children s sleep, participating in semi-structured interviews. Families had previously participated in the Better Nights, Better Days (BNBD) randomized controlled trial. Results While some parents perceived their child s sleep quality improved during the COVID-19 pandemic (14.1%, n 12), many parents perceived their child s sleep had worsened (40.0%, n 34). Parents attributed children s worsened sleep to increased screen time, anxiety, and decreased exercise. Findings from semi-structured interviews highlighted the effect of disrupted routines on sleep and stress, and that stress reciprocally influenced children s and parents sleep. Conclusions The sleep of many Canadian children was affected by the first wave of the COVID-19 pandemic, with the disruption of routines influencing children s sleep. eHealth interventions, such as BNBD with modifications that address the COVID-19 context, could help families address these challenges

mir-181A/B-1 controls thymic selection of treg cells and tunes their suppressive capacity

The interdependence of selective cues during development of regulatory T cells (Treg cells) in the thymus and their suppressive function remains incompletely understood. Here, we analyzed this interdependence by taking advantage of highly dynamic changes in expression of microRNA 181 family members miR-181a-1 and miR-181b-1 (miR-181a/b-1) during late T-cell development with very high levels of expression during thymocyte selection, followed by massive down-regulation in the periphery. Loss of miR-181a/b-1 resulted in inefficient de novo generation of Treg cells in the thymus but simultaneously permitted homeostatic expansion in the periphery in the absence of competition. Modulation of T-cell receptor (TCR) signal strength in vivo indicated that miR-181a/b-1 controlled Treg-cell formation via establishing adequate signaling thresholds. Unexpectedly, miR-181a/b-1–deficient Treg cells displayed elevated suppressive capacity in vivo, in line with elevated levels of cytotoxic T-lymphocyte–associated 4 (CTLA-4) protein, but not mRNA, in thymic and peripheral Treg cells. Therefore, we propose that intrathymic miR-181a/b-1 controls development of Treg cells and imposes a developmental legacy on their peripheral function

Advances in thermosonication for the inactivation of endogenous enzymes in foods

The main objective of food pasteurization is to inactivate pathogens and reduce spoilage organisms. For certain foods (e.g. orange juice) and in particular with emerging non-thermal technologies such as ultrasound and high pressure processing, endogenous and deteriorative enzymes can be very resistant. Therefore, enzymes should also be used as pasteurization references to avoid spoilage of processed foods during storage. Thus, endogenous food enzymes should be inactivated to increase its shelf life. In this chapter a review of the effects of thermo-sonication (simultaneous ultrasound and heat) on food enzymes was carried out. The ultrasound treatment denatures the enzyme, resulting in enzyme conformational changes and decrease in its activity. A variety of foods has been processed by ultrasound without heat, thermos-sonication and mano-thermo-sonication and the effect on enzymes is reviewed. Thermo-sonication and mano-thermo-sonication are recommended for enzyme inactivation, since ultrasound at room temperature is often ineffective against most food enzymes. The most relevant plant endogenous enzymes are pectinmethylesterase (PME), polygalacturonase (PG), polyphenoloxidase (PPO) and peroxidase (PRO), which are important for fruit and vegetable products. In addition lactoperoxidase (LPO), γ-glutamyltranspeptidase (GTP) and alkaline phosphatase (AP) from milk and dairy products are also reviewe