Mobile-genetic-element-encoded hypertolerance to copper protects Staphylococcus aureus from killing by host phagocytes

M.Z. and J.A.G. were supported by funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement 634588. K.J.W. was supported by a Sir Henry Dale Fellowship funded by the Wellcome Trust and the Royal Society (098375/Z/12/Z). G.P.R. was funded by a CAPES Science Without Borders scholarship (BEX 2445/13-1). M.T.G.H. is funded by the Chief Scientist Office through the Scottish Infection Research Network, a part of the SHAIPI consortium (grant SIRN/10).Pathogens are exposed to toxic levels of copper during infection, and copper tolerance may be a general virulence mechanism used by bacteria to resist host defenses. In support of this, inactivation of copper exporter genes has been found to reduce the virulence of bacterial pathogens in vivo. Here we investigate the role of copper hypertolerance in methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). We show that a copper hypertolerance operon (copB-mco), carried on a mobile genetic element (MGE), is prevalent in a collection of invasive S. aureus strains and more widely among clonal complex 22, 30, and 398 strains. The copB and mco genes encode a copper efflux pump and a multicopper oxidase, respectively. Isogenic mutants lacking copB or mco had impaired growth in subinhibitory concentrations of copper. Transfer of a copB-mco-carrying plasmid to a naive clinical isolate resulted in a gain of copper hypertolerance and enhanced bacterial survival inside primed macrophages. The copB and mco genes were upregulated within infected macrophages, and their expression was dependent on the copper-sensitive operon repressor CsoR. Isogenic copB and mco mutants were impaired in their ability to persist intracellularly in macrophages and were less resistant to phagocytic killing in human blood than the parent strain. The importance of copper-regulated genes in resistance to phagocytic killing was further elaborated using mutants expressing a copper-insensitive variant of CsoR. Our findings suggest that the gain of mobile genetic elements carrying copper hypertolerance genes contributes to the evolution of virulent strains of S. aureus that are better equipped to resist killing by host immune cells.Publisher PDFPeer reviewe

The influence of changes in rural areas on the quality of life of the inhabitants in selected communes in Warmia and Mazury voivodeship - part 2 (case study)

Opracowanie stanowi część drugą rozważań naukowych dotyczących zmian zachodzących w obszarach wiejskich województwa warmińsko-mazurskiego, na terenie których funkcjonowały państwowe gospodarstwa rolne. W artykule stanowiącym kontynuację części pierwszej przedstawiono próbę autorskich rozwiązań w zakresie rehabilitacji obszarów zdegradowanych po byłych fermach hodowlanych. W każdym z wybranych obiektów zidentyfikowano inny rodzaj konfliktu wynikający z występowania obszarów zdegradowanych (społeczny, przestrzenny i środowiskowy). W trakcie prowadzonych badań opracowano metodę polegającą na połączeniu zastosowania instrumentów planistycznych, oraz instrumentów finansowych (rekompensaty), które możliwe są do zastosowania w momencie sprzedaży nieruchomości przez Skarb Państwa. Zastosowane w badaniach autorskie podejście dotyczące rehabilitacji obszarów zdegradowanych wynika zarówno z doświadczeń praktycznych związanych z prowadzonymi pracami planistycznymi (urbanistyka), jak również prac teoretycznych z zakresu finansowych skutków przekształceń przestrzennych.The article covers the second part of the discussion on changes in rural areas of Warmia and Mazury Voivodeship, where state agricultural enterprises (ppgr) used to be located. The article, which was a continuation of part one, presented an authorial attempt for finding solutions to rehabilitate areas degraded by former breeding farms. In each of the selected communes a different type of conflict was identified, resulting from the occurrence of degraded areas (social, spatial and environmental). During the research a method was devised which involved combining planning instruments and financial instruments (compensation), both of which can be applied at the point of selling a property by the State Treasury. The authorial approach to the rehabilitation of degraded areas adopted during the research stemmed both from practical experience connected with planning works (urban planning) and theoretical research into financial effects of spatial transformations

Exploitation cements CEM II and CEM V in producing autoclaved aerated concrete (AAC)

Przedstawiono możliwości stosowania cementów wieloskładnikowych do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego (ABK). W zakresie technologii ABK praca ma charakter nowatorski. Obok rozwiązań praktyczno-technologicznych przedstawiono wyniki badań składu fazowego i mikrostruktury ABK, produkowanego przy stosowaniu różnych cementów wieloskładnikowych, zawierających duże ilości dodatków mineralnych. Wyniki pracy stanowią istotny wkład wiedzy w zakresie technologii ABK. Realizacja tematu stwarza przesłanki wdrożenia w technologii betonu komórkowego stosowania cementów wieloskładnikowych w miejsce obecnych rozwiązań z wykorzystaniem cementu portlandzkiego CEM I.In the article was presented a possibility of applying multicomponent cements for the production of autoclaved aerated concrete (AAC). In the AAC this work have innovative character. Besides solutions practical and technological in article we can find research of the phase composition and microstructures of AAC, produced at applying different multicomponent cements, containing lot of mineral supplements. Results of the work constitute the essential contribution of the knowledge in the ABK technology. Realization of this work is creating reasons to implementation use multicomponent cements in the AAC technology, in place present technical solution with using portland cement CEM I

The influence of changes in rural areas on the quality of life of the inhabitants in selected communes in Warmia and Mazury voivodeship - part 1

Artykuł stanowi część pierwszą rozważań naukowych, dotyczących zmian zachodzących w zagospodarowaniu terenów zurbanizowanych i niezurbanizowanych w gminach województwa warmińsko-mazurskiego, na terenie których funkcjonowały państwowe przedsiębiorstwa gospodarki rolnej (ppgr-y). Celem badań było wskazanie wpływu zmian zachodzących w wybranych gminach na jakość życia społeczności lokalnych. Szczególna uwagę poświęcono społeczności popegeerowskiej. W badaniu wykorzystano dane pochodzące z raportów ANR, Urzędów Gmin. Przeprowadzono również wywiady z mieszkańcami i przedstawicielami samorządów wybranych gmin a także badania ankietowe z sołtysami. Dokonana diagnoza i analiza konsekwencji społecznych i gospodarczych przekształceń własnościowych przeprowadzonych w sektorze rolnictwa przez ANR pozwoliła na ocenę i porównanie zmian zachodzących w miejscowościami popegeerowskich i niepopegeerowskich oraz ocenę ich skutków dla mieszkańców badanych gmin.The article covers the first part of the discussion on changes in the process of reusing urbanized and non-urbanized areas in the communes of Warmia and Mazury Voivodeship where state agricultural enterprises (ppgr) used to be located. The aim of the research was to determine the influence of changes in selected communes on the quality of life of local communities. Particular attention was given to communities from former state agricultural farms. The research was based on data from ANR (Agricultural Property Agency) reports, as well as Commune Offices. Moreover, interviews were conducted with the inhabitants and representatives of local governments in selected communes, and the heads of the communes were surveyed. The performed diagnosis and analysis of social and economic consequences of privatization carried out in the agricultural sector by ANR allowed for the evaluation and comparison of changes in previously collectivized and non-collectivized villages, as well as their effects on the inhabitants of selected communes

Chemical admixtures in physicochemical processes during manufacture of autoclaved aerated concrete [AAC]

W artykule przedstawiono możliwość zastosowania wybranych domieszek chemicznych w technologii piaskowej autoklawizowanego betonu komórkowego (ABK) oraz procesy fizykochemiczne zachodzące w ABK przy ich stosowaniu. Sprawdzono kompatybilność w układzie cement – domieszka, wpływ wybranych domieszek na hydratację cementu oraz na pozostałe składniki mieszanki ABK, tj. czas i temperaturę gaszenia wapna oraz szybkość wydzielania wodoru z proszku Al. Określono skład fazowy ABK przed i po procesie wysokotemperaturowej obróbki hydrotermalnej w autoklawach (XRD, DTA/TG, SEM). Przedstawiono parametry użytkowe ABK z domieszkami (gęstość, wytrzymałość na ściskanie, współczynnik przewodzenia ciepła). Wyniki badań potwierdziły korzystny wpływ domieszek na procesy fizykochemiczne, a tym samym i właściwości użytkowe ABK.The article presents possibility use chemical admixtures in autoclaved aerated concrete (AAC) on sand technology. We checked which physical and chemical processes take place in AAC when we apply chemical admixtures. We checked cement – admixture compatibility, influence admixtures on cement hydrating process and their influence on rest of components on AAC mixture. We identify crystalline phases and their concentrations before and after autoclaving process (X-Ray diffraction, DTA/TG, SEM analysis). The article presents the properties obtained for AAC with chemical admixtures (density, compressive strength, thermal conductivity factor). The results of research proved the positive effects of admixtures on physical and chemical processes in AAC and their positive effect on properties of AAC

Autoclaved aerated concrete (AAC) and sustainable development

Współczesne technologie wytwarzania autoklawizowanego betonu komórkowego (ABK) charakteryzują się małym zużyciem surowców oraz energii w stosunku do wytwarzania innych materiałów budowlanych. Wynika to z małej gęstości ABK oraz odpowiednio prowadzonego procesu wytwarzania. Jest to proces bezodpadowy, przyjazny dla środowiska. Ponadto do wytwarzania betonu komórkowego stosuje się jako surowce materiały odpadowe z energetyki (popioły lotne, surowce siarczanowe). Wyroby z ABK charakteryzują się relatywnie korzystną wytrzymałością, przy niskiej gęstości i wysokiej izolacyjności cieplnej, a tym samym znacząco wpływają na oszczędność energii potrzebnej na ogrzewanie obiektów, przy zapewnieniu w nich zdrowego mikroklimatu. Współczesne technologie wytwarzania ABK, charakterystyka wyrobów i związane z tym efekty wskazują, że zarówno proces produkcji, jak i zastosowanie ABK wpisują się w uwarunkowania zrównoważonego rozwoju. Dla utrzymania wysokiego poziomu technologii ABK prowadzone są prace badawcze w zakresie zaawansowanych technologii. Wyzwaniom takim odpowiada zastosowanie surowców ograniczających emisję CO2 i zużycie energii. Jednym z takich surowców mogą być cementy wieloskładnikowe. Uzyskane wyniki z przeprowadzonych prób laboratoryjnych wytwarzania ABK z zastosowaniem tych cementów w miejscu cementu portlandzkiego CEM I mogą być przesłanką do ich wykorzystania w technologii ABK. Wyniki przeprowadzonych przez nas badań zostały przedstawione i szeroko omówione w pracy [7] i artykule [6]. Badania będą kontynuowane łącznie z próbami w skali przemysłowej. Wdrożenie rozwiązania skutkować będzie znacznym ograniczeniem emisji CO2 i NOx do atmosfery.The modern technologies of manufacturing autoclaved aerated concrete (AAC) are characterized by small consumption of raw materials and energy in comparison to production of other building materials. It comes from small density AAC and proper production process. It’s waste-free process, friendly to environment. Moreover to AAC production we can use raw materials such as waste materials from energy sector. AAC products are characterized by relatively beneficial compressive strength at low density and high thermal insulation and thus significantly affect the saving of the energy need for heating buildings, ensuring them a healthy microclimate. The modern technologies of manufacturing autoclaved aerated concrete AAC, characteristic of AAC products and effects relating with them show that above production of AAC blocs and applying them to building industry meets the requirements of sustainable development. There are conducting researches in high technologies scope for keeping high development of AAC technology for example using raw materials which reduces CO2 and energy consumption. One of this kind of raw materials could be a cements with mineral additives. Research results from laboratory tests production of AAC with use this kind of cements in place portland cement CEM I, show possibility to use the cement with mineral additives in AAC technology. The results of our research have been presented in [7] and the article [6]. The researches will be continue in laboratory scale and in production plant. Implementation of this project will permit to reduce CO2 and NOx emission to the air

Iron regulated surface determinant (Isd) proteins of Staphylococcus lugdunensis.

Staphylococcus lugdunensis is the only species of coagulase negative staphylococcus with a locus encoding iron regulated surface determinant (Isd) proteins. In S. aureus the Isd proteins capture haem from haemoglobin, transfer it across the wall to a membrane-bound transporter which delivers it into the cytoplasm where haem oxygenases release iron. The Isd proteins of S. lugdunensis are expressed under iron-restricted conditions. We propose that S. lugdunensis IsdB and IsdC proteins perform the same functions as those of S. aureus. S. lugdunensis IsdB is the only haemoglobin receptor within the isd locus. It specifically binds human haemoglobin with a K(D) of 23 nM and transfers haem on IsdC. IsdB expression promotes bacterial growth in an iron-limited medium containing human haemoglobin but not mouse haemoglobin. This correlates with weak binding of IsdB to mouse haemoglobin in vitro. Unlike IsdB and IsdC, IsdJ and IsdK are not sorted to the cell wall in S. lugdunensis. In contrast, IsdJ expressed in S. aureus and Lactococcus lactis is anchored to peptidoglycan, suggesting that S. lugdunensis sortases may differ in signal recognition or could be defective. IsdJ and IsdK are present in the culture supernatant suggesting they could acquire haem from the external milieu. The IsdA protein of S. aureus protects bacteria from bactericidal lipids due to its hydrophilic C-terminal domain. IsdJ has a similar region and protected S. aureus and L. lactis as efficiently as IsdA but, possibly due to its location, was less effective in its natural host

Direct interaction of iron-regulated surface determinant IsdB of Staphylococcus aureus with the GPIIb/IIIa receptor on platelets

The interaction of bacteria with platelets is implicated in the pathogenesis of endovascular infections, including infective endocarditis, of which Staphylococcus aureus is the leading cause. Several S. aureus surface proteins mediate aggregation of platelets by fibrinogen- or fibronectin-dependent processes, which also requires specific antibodies. In this study S. aureus was grown in iron-limited medium to mimic in vivo conditions in which iron is unavailable to pathogens. Under such conditions, a S. aureus mutant lacking the known platelet-activating surface proteins adhered directly to platelets in the absence of plasma proteins and triggered aggregation. Platelet adhesion and aggregation was prevented by inhibiting expression of iron-regulated surface determinant (Isd) proteins. Mutants defective in IsdB, but not IsdA or IsdH, were unable to adhere to or aggregate platelets. Antibodies to the platelet integrin GPIIb/IIIa inhibited platelet adhesion by IsdB-expressing strains, as did antagonists of GPIIb/IIIa. Surface plasmon resonance demonstrated that recombinant IsdB interacts directly with GPIIb/IIIa