Massive annotation of bacterial L-asparaginases reveals their puzzling distribution and frequent gene transfer events

l-Asparaginases, which convert l-asparagine to l-aspartate and ammonia, come in five types, AI-AV. Some bacterial type AII enzymes are a key element in the treatment of acute lymphoblastic leukemia in children, but new l-asparaginases with better therapeutic properties are urgently needed. Here, we search publicly available bacterial genomes to annotate l-asparaginase proteins belonging to the five known types. We characterize taxonomic, phylogenetic, and genomic patterns of l-asparaginase occurrences pointing to frequent horizontal gene transfer (HGT) events, also occurring multiple times in the same recipient species. We show that the reference AV gene, encoding a protein originally found and structurally studied in Rhizobium etli, was acquired via HGT from Burkholderia. We also describe the sequence variability of the five l-asparaginase types and map the conservation levels on the experimental or predicted structures of the reference enzymes, finding the most conserved residues in the protein core near the active site, and the most variable ones on the protein surface. Additionally, we highlight the most common sequence features of bacterial AII proteins that may aid in selecting therapeutic l-asparaginases. Finally, we point to taxonomic units of bacteria that do not contain recognizable sequences of any of the known l-asparaginase types, implying that those microorganisms most likely contain new, as yet unknown types of l-asparaginases. Such novel enzymes, when properly identified and characterized, could hold promise as antileukemic drugs

Identification of Argonaute-binding WG/GW domains and analysis of molecular mechanisms responsible for their diversification

Wydział Biologii: Instytut Biologii Molekularnej i BiotechnologiiOpracowano trzy metody adnotacji białek zawierających domenę wiążącą AGO, które zaimplementowano w formie ogólnodostępnych aplikacji internetowych i/lub programów typu desktop (program Agos, Wsearch i i-Wsearch). Zaprezentowano listę wraz z oceną wiarygodności nowych rodzin białkowych zawierających domenę WG/GW we wszystkich domenach życia oraz wirusach. Aktywność wiązania AGO została już potwierdzona eksperymentalnie w trzech zidentyfikowanych białkach (SDE3, WGRP1, hnRNP). Wykazano, że mimo wysokiego zróżnicowania długości i stopnia zachowania sekwencji domen WG/GW, ich specyficzna kompozycja aminokwasowa jest zachowana u wszystkich organizmów eukariotycznych. Ponadto domeny te składają się z wielokrotnie, powtórzonych motywów długości 10-20 reszt aminokwasowych, wewnątrz których znajduje się reszta Trp otoczona hydrofilowymi resztami. 4. Zidentyfikowano wpływ mechanizmów molekularnych warunkujących zmienność domen wiążących AGO. Oprócz tandemowych i segmentowych duplikacji oraz alternatywnego splicingu, fragmenty sekwencji kodujące motywy WG/GW znajdują się pod działaniem pozytywnej selekcji przyspieszającej utrwalanie substytucji aminokwasowych, które dodatkowo podlegają licznym przetasowaniom między paralogami na drodze częstych rekombinacji i nierównego crossing-over. Ponadto zarówno zwierzęce, jak i roślinne domeny wiążące AGO, występujące w różnych rodzinach białkowych, powstają z regionów białek IDP, obejmujących także regiony glicynobogate.In this study I designed three computational methods for identification of WG/GW domain-containing Argonaute-binding proteins. These methods were implemented as freely available web services and/or standalone programs (Agos, Wsearch, i-Wsearch). I presented a list of new proteins bearing potential AGO-binding sites as well as statistical quantification of the predictions’ quality. The experimetnal validation of three selected proteins (SDE3, WGRP1, hnRNP) strongly supports the output of this bioinformatics screen. Computer simulations of domain-swapping experiments between plant and animal AGO-binding proteins from different unrelated families revealed that their amino acid usage is evolutionarily conserved. In addition, AGO-binding domains, though significantly variable in sequence and length, are composed of repeated, usually tendemly, sequence motifs that spans from 10 to 20 aa, placing Trp residue at the center of the hydrophilic and charged face. I also showed a number of distinct intragenic and intergenic mechanisms responsible in shaping the versatile character of the domain within the RRM-WG/GW gene family. As in the case of many other multigene families, large-scale and tandem gene duplications, as well as alternative splicing are common processes that are responsible for diversification of the repertoire of subsequent regions within WG/GW domains. Subsequent to duplication, the domain evolved under positive directional selection and has undergone widespread sequence exchange events through recombination and unequal crossing over in which WG/GW motifs are frequently reshuffled among duplicated genes of the RRM-WG/GW family. Moreover, WG/GW domains present in different protein families from plants and animals differentiate from IDP proteins including glycine-rich proteins

Fitoekstrakcja niklu przez wybrane gatunki traw gazonowych z podłoży zanieczyszczonych metalami ciężkimi

In the recent years many attentions dedicates contamination environment heavy metals. For main source of this pollution was considered the industrial activity of man, burning mineral fuels, motorization, metallurgy, and different technological processes. On the pollution of heavy metals be subject particularly strongly the terrains industrialized and large municipal centres. Methods were sought cheap cleaning environment from heavy metals. The phytoremediation can be one of such methods using, the plants to phytoextraction these metals. Phytoextraction of nickel by Poa pratensis L., cv. ‘Evora’, Festuca arundinacea Schleb., cv. ‘Asterix’ and Festuca rubra L. sensu lato cv. ‘Jasper’ was investigated in the conducted experiment. Selected species of lawn grasses are used in lawn-seed mixtures. Plants were grown in substrates artificially contaminated with heavy metals. The aim of the conducted studies was to determine which of the applied lawn grass species when growing in a substrate contaminated with heavy metals will accumulate the highest amounts of nickel and whether increasing doses of heavy metals introduced to the substrate will have an effect on the growth and fresh matter of the aboveground parts in the analysed species of lawn grasses. Increasing doses of heavy metals, irrespective of harvest date, did not have a significant effect on fresh matter of the aboveground parts of analysed grasses. Among the investigated grass species, growing in substrates contaminated with heavy metals, Poa pratensis L. ‘Evora’ and Festuca arundinacea Schleb. ‘Asterix’ turned out to be species exhibiting the highest capacity to accumulate nickel. The smallest mean content of nickel was found in Festuca rubra L. sensu lato ‘Jasper’. Analysed lawn grasses species, particularly Poa pratensis L. ‘Evora’ and Festuca arundinacea Schleb. ‘Asterix’, may be used in the management of soils contaminated with nickel.W ostatnich lat wiele uwagi poświęca się skażeniu środowiska metalami ciężkimi. Za główne źródło tego zanieczyszczenia uważa się przemysłową działalność człowieka, spalanie paliw kopalnych, motoryzację, hutnictwo i inne procesy technologiczne. Na zanieczyszczenie środowiska metalami szczególnie narażone są tereny silnie uprzemysłowione i duże ośrodki miejskie. Poszukuje się metod taniego oczyszczania środowiska z metali ciężkich. Jedną z takich metod może być fitoremediacja, wykorzystująca rośliny do fitoekstrakcji tych metali. W przeprowadzonym doświadczeniu badano fitoekstrakcję niklu przez Poa pratensis L., odmiana ‘Evora’, Festuca arundinacea Schleb., odmiana ‘Asterix’ oraz Festuca rubra L. sensu lato, odmiana ‘Jasper’. Wybrane gatunki traw gazonowych stosowane są w mieszankach trawnikowych. Rośliny posadzono w sztucznie zanieczyszczone metalami ciężkimi podłoże. Celem przeprowadzonych badań było stwierdzenie, który z zastosowanych gatunków traw gazonowych, posadzonych w podłożu zanieczyszczonym metalami ciężkimi będzie akumulował największe ilości niklu oraz czy wprowadzone wzrastające dawki metali ciężkich do podłoża będą miały wpływ na wzrost i świeżą masę części nadziemnych badanych gatunków traw gazonowych. Wzrastające dawki metali ciężkich, niezależnie od terminu zbioru nie wpłynęły istotnie na świeżą masę części nadziemnych badanych traw. Spośród badanych gatunków traw, rosnących w zanieczyszczonych metalami ciężkimi podłożach, gatunkiem wykazującym największą zdolność do akumulacji niklu okazała się Poa pratensis L. ‘Evora’ oraz Festuca arundinacea Schleb. ‘Asterix’. Najmniejszą średnią zawartość niklu stwierdzono u Festuca rubra L. sensu lato ‘Jasper’. Badane gatunki traw gazonowych, a zwłaszcza Poa pratensis L. ‘Evora’ i Festuca arundinacea Schleb. ‘Asterix’ mogą być wykorzystywane do zagospodarowania gleb skażonych niklem

Daily life and customs of Zaporizhyan Cossacks at the break of the XVI and XVII centuries

This work will consist of eleven chapters, the volume will vary depending on the need to drill down for specific topic. The first chapter will describe Zaporizhyan lands at the turn of the sixteenth and seventeenth centuries, I will focus on the presentation of its geography and climat. Also describe the flora and fauna of the Cossack land, mainly using authors of contemporary relationships, then traveling on the eastern borders of the Polish-Lithuanian Commonwealth. In the second chapter familiarize Cossacks pedigree, his first part will be devoted to external factors that contributed to shaping the Cossacks brotherhood. Impact of the Crimean Khanate neighborhood will be described in part II, while the third part will be devoted to ethnic diversity, of which the Cossack brotherhood had begun. The third chapter will describe the organization of Zaporizhyan community, I will make it the information on the origin of the term Cossack, and a description of the first Cossack atamans, in particular, known as the legendary Dimitri Bajda Wiśniowiecki. End of chapter material will be devoted to the evolution of the community of Zaporozhye, the legal status of Cossacks and the Cossack register in the Army of the Polish-Lithuanian Commonwealth. The first three chapters will provide an essential introduction to the relevant part of the paper describing the various aspects of daily life and rituals Zaporizhyans contained in it. The fourth chapter will be presented the characteristic appearance of the Cossacks, I will describe it as both physical characteristics and clothing worn by Zaporizhyans at the turn of the sixteenth and seventeenth centuries. In the next chapter I will describe Cossack diet, I will focus on dietary preferences, giving the rules most often prepared meals and beverages. The sixth chapter is devoted to building types in Cossack lands, I will present two types of settlement: manors, or chutory and hermitages called burdziuhy. Another seventh chapter will describe the activities performed by the Cossacks, I will focus special attention on the most common trades such as agriculture, animal husbandry, fisheries, beekeeping, hunting and czumactwo. Completion of the chapter will describe the general principles of economics prevailing in Zaporizhia. In the eighth chapter briefly familiarize entertainment that filled the Cossacks free time. Ninth chapter will describe the issues of faith and religion among Zaporizhyan company. The beginning of that chapter of history will devote Orthodox Church Zaporozhye areas, the crisis and the revival of that church will be described in the second part of this chapter, the end will gather information about the Cossacks religiosity. Next chapter focuses rituals typical Cossack, which originates from the evolution of the community. The last chapter will devote Zaporizhyan center of the country, which was the Sich, here I will describe both the architecture and daily life and duties of its inhabitants. Summary at the end of the work will contain general conclusions of the presentation.Poniższa praca składać się będzie z jedenastu rozdziałów, których objętość będzie się wahać w zależności od konieczności wgłębiania się w dany temat. Rozdział pierwszy opisywał będzie zaporoskie ziemie na przełomie XVI i XVII w., skupię się w nim na przedstawieniu uwarunkowań geograficznych i klimatycznych Zaporoża. Opisze również florę i faunę kozackiej ziemi, wykorzystam tu głównie relacje autorów ówczesnych, podróżujących wówczas po wschodnich rubieżach Rzeczpospolitej. W drugim rozdziale przybliżę rodowód Kozaczyzny, jego pierwsza część poświęcona będzie czynnikom zewnętrznym, jakie przyczyniły się do kształtowania Kozaczyzny. Wpływ sąsiedztwa Chanatu Krymskiego opisany będzie w części drugiej, natomiast trzecia część poświęcona będzie różnorodności etnicznej, z jakiej Kozaczyzna wzięła swój początek. Trzeci rozdział opisywał będzie organizację zaporoskiej wspólnoty, zawrę w nim informacje dotyczące pochodzenia terminu Kozak, oraz opis pierwszych atamanów kozackich, a w szczególności legendarnego Dymitra Wiśniowieckiego zwanego Bajdą. Zakończenie rozdziału będzie stanowić materiał poświęcony ewolucji wspólnoty zaporoskiej, statusowi prawnemu Kozaczyzny oraz kwestii rejestru kozackiego w armii Rzeczpospolitej. Pierwsze trzy rozdziały będą stanowiły zasadniczy wstęp do właściwej części pracy opisującej różne aspekty życia codziennego Zaporożców oraz obrzędowości w nim zawartej. Rozdział czwarty przedstawiał będzie charakterystykę wyglądu zewnętrznego Kozaków, opiszę w nim zarówno cechy fizyczne jak i ubiór noszony przez Zaporożców na przełomie XVI i XVII w.. W rozdziale następnym opiszę kozacką dietę, skupię się na zaporoskich preferencjach żywieniowych, podając przepisy najczęściej przygotowywanych dań oraz napojów. Szósty rozdział poświęcony będzie typom kozackiej zabudowy na Niżu Zaporoskim, przedstawię dwa typy osadnictwa: folwarki, czyli chutory oraz pustelnie zwane burdziuhami. Kolejny siódmy rozdział opisywał będzie zajęcia wykonywane przez Kozaków, szczególną uwagę skupię na najbardziej rozpowszechnionych rzemiosłach takich jak rolnictwo, chów zwierząt, rybołówstwo, pszczelarstwo, łowiectwo i czumactwo. Zakończenie rozdziału opisywać będzie ogólne zasady ekonomii panujące na Zaporożu. W rozdziale ósmym pokrótce przybliżę rozrywki, jakie wypełniały Kozakom czas wolny. Rozdział dziewiąty opisywał będzie kwestie wiary i religii wśród zaporoskiego towarzystwa. Początek tegoż rozdziału poświęcę historii cerkwi prawosławnej na terenach Zaporoża, kryzys i odrodzenie tejże cerkwi opisane będzie w drugiej części rozdziału, zakończenie skupiać będzie informacje dotyczące religijności Zaporożców. Rozdział kolejny skupia obrzędowość typowo kozacką, jaka zrodziła się wraz z ewolucją wspólnoty. Ostatni rozdział poświęcę centrum zaporoskiego kraju, jakim była Sicz, tu opiszę zarówno jej architekturę jak i życie codzienne oraz obowiązki jej mieszkańców. Podsumowanie znajdujące się na końcu pracy zawierać będzie wnioski ogólne z przedstawienia tematu