Na bactéria psicrófila Vibrio sp. cepa ANT-300, que tem a capacidade de crescer eficientemente entre 13 e -2°C, com um ótimo a 7°C, células em crescimento em estado estacionário a 0 e 13°C pareceram exibir padrões diferentes nos níveis de certas proteínas individuais. Com uma mudança de temperatura, o nível em estado estacionário de proteínas individuais foi alcançado apenas após mudanças transitórias dramáticas nas taxas de síntese de um pequeno número daquelas proteínas cujos níveis seriam ajustados. Após uma mudança ascendente de 0 para 13°C, as taxas de síntese de pelo menos 25 proteínas aumentaram transitoriamente, enquanto taxas aumentadas de síntese de 39 proteínas foram induzidas imediatamente após uma mudança descendente de 13 para 0°C. As proteínas cujos níveis seriam ajustados foram sintetizadas em taxas diferenciais, que variaram conspicuamente em relação ao tempo após as mudanças de temperatura. Tais mudanças parecem ser respostas regulatórias ativas a mudanças de temperatura. © 2017 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Changes in rates of synthesis of individual proteins in a psychrophilic bacterium after a shift in temperature: In the psychrophilic bacterium Vibrio sp. strain ANT-300, which has the ability to grow efficiently between 13 and -2°C, with an optimum at 7°C, cells in steady-state growth at 0 and 13°C appeared to exhibit different patterns in the levels of certain individual proteins. With a shift in temperature, the steady-state level of individual proteins was achieved only after dramatic transient changes in the rates of synthesis of a small number of those proteins whose levels would be adjusted. Upon a shift up from 0 to 13°C, the rates of synthesis of at least 25 proteins increased transiently, while increased rates of synthesis of 39 proteins were induced immediately upon a shift down from 13 to 0°C. The proteins of which the levels would be adjusted were synthesized at differential rates, which varied conspicuously with respect to timing after the shifts in temperature. Such changes appear to be active regulatory responses to changes in temperature. © 2017 Elsevier B.V., All rights reserved.

Este capítulo discute os aspectos genéticos das miopatias mitocondriais. As mitocôndrias são as principais produtoras de adenosina trifosfato (ATP) celular pelo processo de fosforilação oxidativa (OXPHOS). O sistema mitocondrial OXPHOS engloba cinco complexos enzimáticos de múltiplas subunidades mais o translocador de nucleotídeos de adenina (ANT), todos inseridos na membrana mitocondrial interna. Quatro destes cinco complexos enzimáticos OXPHOS contêm subunidades polipeptídicas codificadas tanto pelo núcleo quanto pelas mitocôndrias. Os dois promotores, promotor da fita leve (LSP) e promotor da fita pesada (HSP), da transcrição do mtDNA são adjacentes um ao outro dentro do loop de deslocamento (D-loop). Sequências invertidas localizadas a montante de ambos os promotores ligam o fator de transcrição mitocondrial (mtTFl). MtTFl é necessário além da RNA polimerase mitocondrial (mtRNA) para transcrição eficiente. O código genético do mtDNA difere do núcleo e virtualmente de todos os outros organismos. O código genético do mtDNA é altamente degenerado, de modo que apenas 22 tRNAs são necessários para a tradução. Quando a uridina está na posição oscilante, todos os 4 membros de uma família de códons podem ser lidos por 1 tRNA mitocondrial. © 1994, ACADEMIC PRESS, INC. © 2018 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Mitochondrial Myopathies: Genetic Aspects: This chapter discusses the genetic aspects of mitochondrial myopathies. Mitochondria are the major producers of cellular adenosine triphosphate (ATP) by the process of oxidative phosphorylation (OXPHOS). The mitochondrial OXPHOS system encompasses five multiple subunit enzyme complexes plus the adenine nucleotide translocator (ANT), all of which are embedded in the mitochondrial inner membrane. Four of these five OXPHOS enzyme complexes contain polypeptide subunits encoded by both the nucleus and the mitochondria. The two promoters, light strand promoter (LSP) and heavy-strand promoter (HSP), of mtDNA transcription are adjacent to each other within the displacement loop (D-loop). Inverted sequences located upstream from both promoters bind mitochondrial transcription factor (mtTFl). MtTFl is required in addition to the mitochondrial RNA (mtRNA) polymerase for efficient transcription. The genetic code of the mtDNA differs from nucleus and virtually all other organisms. The mtDNA genetic code is highly degenerate, so that only 22 tRNAs are required for translation. When uridine is in the wobble position, all 4 members of a codon family can be read by 1 mitochondrial tRNA. © 1994, ACADEMIC PRESS, INC. © 2018 Elsevier B.V., All rights reserved.

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Desert ants [1]: N/A

2′-Desoxi-3′-antraniloiladenosina-5-trifosfato (Ant-dATP) foi utilizado como uma sonda sensível ao ambiente do sítio de ligação de nucleotídeo da chaperona molecular Hsc70. Quando coordenado ao íon lantanídeo Tb3+, o Ant-dATP não é hidrolisado pela Hsc70. O íon lantanídeo atua como um forte inibidor competitivo em relação ao Mg2+ (Ki= 0,1 μM). Tb·Ant-dATP reconhece o sítio de nucleotídeo da Hsc70, conforme revelado por um aumento na anisotropia de emissão de 0,03 para 0,21 e por uma mudança no tempo de decaimento de fluorescência de 2,52 ns para 3,75 ns. A luminescência sensibilizada resultante da transferência de energia de ressonância do grupo antraniloil para Tb3+ é substancialmente aumentada na presença de Hsc70. A ligação de um peptídeo de 20 resíduos de aminoácidos (peptídeo Rnase-S) à Hsc70 causa um deslocamento para o azul no espectro de fluorescência do Ant-dATP e aumenta a luminescência de Tb3+ sob excitação a 330 nm. Postula-se que a ligação do peptídeo ao domínio COOH-terminal da Hsc70 inicia movimento de domínios e que as mudanças estruturais podem se estender até o sítio de ligação de nucleotídeo. Copyright © 1995, Wiley Blackwell. Todos os direitos reservados © 2016 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Binding of a Fluorescent Nucleotide Analog to Hsc70: The Effect of Peptide Protein Interactions on the Luminescence Properties of the Probe: 2′‐Deoxy‐3′‐anthraniloyladenosine‐5‐triphosphate(Ant‐dATP) was used as an environmentally sensitive probe of the nucleotide‐binding site of the molecular chaperone Hsc70. When coordinated to the lanthanide ion Tb3+, Ant‐dATP is not hydrolyzed by Hsc70. The lanthanide ion acts as strong competitive inhibitor with respect to Mg2+ (K<inf>i</inf>= 0.1 μM). Tb · Ant‐dATP recognizes the nucleotide site of Hsc70 as revealed by an increase in the emission anisotropy from 0.03 to 0.21 and by a change in the fluorescence‐decay time from 2.52 ns to 3.75 ns. Sensitized luminescence arising from resonance energy transfer from the anthraniloyl group to Tb3+ is substantially enhanced in the presence of Hsc70. Binding of a 20‐amino‐acid‐residue peptide (Rnase‐S peptide) to Hsc70 causes a blue shift in the fluorescence spectrum of Ant‐dATP and enhances Tb3+ luminescence upon excitation at 330 nm. It is postulated that binding of the peptide to the COOH‐terminal domain of Hsc70 initiates domain movement and the structural changes might extend to the nucleotide‐binding site. Copyright © 1995, Wiley Blackwell. All rights reserved © 2016 Elsevier B.V., All rights reserved.

Um anticorpo monoclonal reativo com a proteína de choque térmico de 65 kDa micobacteriana (ML 30) foi investigado quanto à reatividade com biópsias de articulações normais de ratos e com articulações inflamadas devido à artrite por adjuvante (AA) ou artrite induzida por colágeno (CIA). Colorações imuno-histoquímicas com o anticorpo anti-hsp 65 em seções paralelas de articulações normais de ratos revelaram uma coloração fraca, mas exclusiva, de células dentro do revestimento sinovial. Condrócitos normais e células da medula óssea também apresentaram coloração ocasional. Em biópsias de articulações inflamadas obtidas de ratos com AA ou CIA, foi observada uma coloração intensa com ML 30 na junção cartilagem-pannus, bem como em locais de erosão óssea. Um aumento na coloração, comparado ao normal, também foi observado em condrócitos da cartilagem erodida e em algumas células da medula óssea. Nenhuma coloração com ML 30 foi observada em biópsias de lesões inflamatórias devido a reações de hipersensibilidade do tipo tardio na pele de ratos. A reatividade de ML 30 também foi observada em um ensaio de Western blot realizado em lisados de sinóvia inflamada de ratos com CIA, preferencialmente com um componente ligeiramente abaixo de 60 kDa em peso molecular. A demonstração de epítopos cross-reativos com hsp 65 de micobactérias em articulações normais e, em maior quantidade, em articulações artríticas de ratos, sugere, juntamente com nossos achados bioquímicos preliminares, que uma contraparte mamífera recentemente identificada da hsp 65 bacteriana é tanto preferencialmente expressa em articulações normais quanto sujeita a expressão aumentada na artrite de diferentes etiologias.

A Monoclonal Antibody to the Mycobacterial 65kDa Heat Shock Protein (ML 30) Binds to Cells in Normal and Arthritic Joints of Rats: A monoclonal antibody reactive with the mycobacterial 65 kDa heal shock protein (ML 30) was investigated for reactivity with biopsies from normal rat joints and with inflamed joints due to adjuvant arthritis (AA) or collagen induced arthrilis (CIA). Immunohistochemical stainings with the ant‐hsp 65 antibody on paralVm sections from normal rat joints revealed a weak but exclusive staining of cells within the synovial lining. Also normal chondrocytes and bone marrow cells showed oceasioniil staining. In biopsies from inflamed joints obtained from rats suffering from AA or CIA. an intense staining with ML 30 was seen with in the Ciirtilage‐pannus junction as well as sites of bone erosion. An increased staining, compared with the normal, was also seen in chondroeytes of the eroded cartilage and in some bone marrow cells. No staining with ML 30 was seen in biopsies from inflammatory lesions due to delayed type hyperscnsitivity reactions in the skin of rats. Reactivity of ML 30 was also seen in a Western blot assay performed on lysates from inflamed synovia from rats with CIA, preferentially with a component slightly below 60 kDa in molecular weight. The demonstration of epitopes cross‐reactive with hsp 65 of mycobacteria in normal and. in higher quantity, in arthritic rat joints, suggests, together with our preliminary biochemical findings, that a recently identified mammalian counterpart to bacterial hsp 65 is both preferentially expressed in normal joints and subject to increased expression in arthritis of different aetiologies. Copyright © 1991, Wiley Blackwell. All rights reserved © 2016 Elsevier B.V., All rights reserved.

A fosforilação da proteína de choque térmico 27 (HSP27) pode modular a dinâmica dos filamentos de actina em resposta a fatores de crescimento. Durante o choque térmico, a HSP27 é fosforilada nos mesmos sítios e pela mesma proteína quinase que durante a estimulação mitogênica. Isso sugere que a mesma função da proteína pode ser ativada durante a estimulação por fatores de crescimento e a resposta ao estresse. Para determinar o papel da fosforilação da HSP27 na resposta ao choque térmico, foram desenvolvidas várias linhagens celulares estáveis de hamster chinês que expressam constitutivamente vários níveis da HSP27 do tipo selvagem (células HU27) ou uma forma não fosforilável da HSP27 humana (células HU27pm3). Em contraste com as células HU27, que mostraram maior sobrevivência após choque térmico, as células HU27pm3 mostraram apenas sobrevivência ligeiramente aumentada. Apresenta-se evidência de que a estabilização dos microfilamentos é um alvo principal da função protetora da HSP27. Nas células HU27pm3, os microfilamentos foram termosensibilizados em comparação com os das células controle, enquanto a HSP27 do tipo selvagem causou maior estabilidade dessas estruturas nas células HU27. As células HU27, mas não as HU27pm3, foram altamente resistentes ao tratamento com citocalasina D em comparação com as células controle. Além disso, em células tratadas com citocalasina D, a HSP27 do tipo selvagem, mas não a forma fosforilada da HSP27, acelerou o reaparecimento dos filamentos de actina. As mutações na HSP27 humana não tiveram efeito na mudança induzida por choque térmico na solubilidade e localização celular da proteína, indicando que a fosforilação não estava envolvida nesses processos. No entanto, a indução da fosforilação da HSP27 por agentes estressantes ou mitógenos causou uma redução no tamanho multimérico da proteína do tipo selvagem, um efeito que não foi observado com a proteína mutante. Propomos que, no início do estresse, mudanças conformacionais induzidas por fosforilação nos oligômeros da HSP27 regulam a atividade da proteína no nível da dinâmica dos microfilamentos, resultando tanto em maior estabilidade quanto em recuperação acelerada dos filamentos. O nível de proteção fornecido pela HSP27 durante o choque térmico pode assim representar a contribuição da melhor manutenção da integridade dos filamentos de actina para a sobrevivência celular geral. © 2017 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Modulation of cellular thermoresistance and actin filament stability accompanies phosphorylation-induced changes in the oligomeric structure of heat shock protein 27: Phosphorylation of heat shock protein 27 (HSP27) can modulate actin filament dynamics in response to growth factors. During heat shock, HSP27 is phosphorylated at the same sites and by the same protein kinase as during mitogenic stimulation. This suggests that the same function of the protein may be activated during growth factor stimulation and the stress response. To determine the role of HSP27 phosphorylation in the heat shock response, several stable Chinese hamster cell lines that constitutively express various levels of the wild-type HSP27 (HU27 cells) or a nonphosphorylatable form of human HSP27 (HU27pm3 cells) were developed. In contrast to HU27 cells, which showed increased survival after heat shock, HU27pm3 cells showed only slightly enhanced survival. Evidence is presented that stabilization of microfilaments is a major target of the protective function of HSP27. In the HU27pm3 cells, the microfilaments were thermosensitized compared with those in the control cells, whereas wild-type HSP27 caused an increased stability of these structures in HU27 cells. HU27 but not HU27pm3 cells were highly resistant to cytochalasin D treatment compared with control cells. Moreover, in cells treated with cytochalasin D, wild-type HSP27 but not the phosphorylated form of HSP27 accelerated the reappearance of actin filaments. The mutations in human HSP27 had no effect on heat shock-induced change in solubility and cellular localization of the protein, indicating that phosphorylation was not involved in these processes. However, induction of HSP27 phosphorylation by stressing agents or mitogens caused a reduction in the multimeric size of the wild-type protein, an effect which was ant observed with the mutant protein. We propose that early during stress, phosphorylation-induced conformational changes in the HSP27 oligomers regulate the activity of the protein at the level of microfilament dynamics, resulting in both enhanced stability and accelerated recovery of the filaments. The level of protection provided by HSP27 during heat shock may thus represent the contribution of better maintenance of actin filament integrity to overall cell survival. © 2017 Elsevier B.V., All rights reserved.

A formiga Cataglyphis vive no deserto do Saara e é um dos animais terrestres mais termotolerantes conhecidos. Ela forrageia em temperaturas corporais acima de 50°C, e as máximas térmicas críticas são de 53,6 ± 0,8°C para Cataglyphis bombycina e 55,1 ± 1,1°C para Cataglyphis bicolor. A síntese e acumulação de proteínas de choque térmico (HSPs) foram analisadas em Cataglyphis e comparadas com Formica, uma formiga que vive em climas mais moderados, e com duas espécies de Drosophila. Em Cataglyphis, a síntese proteica continua em temperaturas de até 45°C em comparação com 39°C para Formica e Drosophila. As duas espécies de Drosophila, Drosophila melanogaster e Drosophila ambigua, diferem em relação à sua indução máxima de síntese e acumulação de HSPs por 3-4°C. Em contraste, as duas espécies de formigas acumulam HSPs antes de sua exposição ao calor, e em Cataglyphis a temperatura de indução máxima de HSPs por síntese proteica de novo é apenas 2°C maior do que em Formica. Esses achados são interpretados como pré-adaptação das formigas antes da exposição a altas temperaturas. © 2023 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Heat shock protein synthesis and thermotolerance in Cataglyphis, an ant from the Sahara desert: The ant Cataglyphis lives in the Sahara desert and is one of the most thermotolerant land animals known. It forages at body temperatures above 50°C, and the critical thermal maxima are at 53.6 ± 0.8°C for Cataglyphis bombycina and 55.1 ± 1.1°C for Cataglyphis bicolor. The synthesis and accumulation of heat shock proteins (HSPs) were analyzed in Cataglyphis and compared to Formica, an ant living in more moderate climates, and to two Drosophila species. In Cataglyphis, protein synthesis continues at temperatures up to 45°C as compared to 39°C for Formica and Drosophila. The two Drosophila species, Drosophila melanogaster and Drosophila ambigua, differ with respect to their maximal induction of HSP synthesis and accumulation by 3-4°C. In contrast, the two ant species accumulate HSPs prior to their exposure to heat, and in Cataglyphis the temperature of maximal HSP induction by de novo protein synthesis is only 2°C higher than in Formica. These findings are interpreted as preadaption of the ants prior to exposure to high temperatures. © 2023 Elsevier B.V., All rights reserved.

A ligação da malato desidrogenase mitocondrial parcialmente dobrada (mMDH) ao GroEL foi avaliada por espectroscopia de emissão estacionária e em nanossegundos. Intermediários parcialmente dobrados de mMDH mostram estrutura secundária residual significativa quando examinados por espectroscopia de dicroísmo circular no UV distante. Eles ligam a sonda fluorescente extrínseca ANS e os complexos proteína-ANS exibem um tempo de correlação rotacional de 19 ns. Tempo de correlação rotacional similar (φ = 18,6 ns) foi determinado para espécies parcialmente dobradas marcadas com antraniloil. GroEL reconhece espécies parcialmente dobradas com K(D) ≃ 60 nM. O tempo de correlação rotacional do complexo, ou seja, GroEL-mMDH-ANT, aproxima-se de um valor de 280 ns na ausência de ATP. A reativação de mMDH-ANT pela adição de GroEL e ATP provoca uma diminuição significativa no tempo de correlação rotacional observado. Os resultados indicam que a malato desidrogenase parcialmente dobrada é rigidamente aprisionada pelo GroEL na ausência de ATP, enquanto a adição de ATP facilita a reativação e liberação de conformações dobradas dotadas de atividade catalítica. © 2017 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Recognition of partially-folded mitochondrial malate dehydrogenase by GroEL. Steady and time-dependent emission anisotropy measurements: The binding of partially-folded mitochondrial malate dehydrogenase (mMDH) to GroEL was assessed by steady and nanosecond emission spectrocopy. Partially-folded intermediates of mMDH show significant residual secondary structure when examined by CD spectroscopy in the far UV. They bind the extrinsic fluorescent probe ANS and the protein-ANS complexes display a rotational correlation time of 19 ns. Similar rotational correlation time (φ = 18.6 ns) was determined for partially-folded species tagged with anthraniloyl. GroEL recognizes partially-folded species with a K(D) ≃ 60 nM. The rotational correlation time of the complex, i.e., GroEL-mMDH-ANT, approaches a value of 280 ns in the absence of ATP. Reactivation of mMDH-ANT by addition of GroEL and ATP brings about a significant decrease in the observed rotational correlation time. The results indicate that partially- folded malate dehydrogenase is rigidly trapped by GroEL in the absence of ATP, whereas addition of ATP facilitates reactivation and release of folded conformations endowed with catalytic activity. © 2017 Elsevier B.V., All rights reserved.

2'-Desoxi-3'-antraniloil adenosina-5-trifosfato (ANT-dATP) coordenado a Tb3+ foi usado como uma sonda sensível ao ambiente do sítio de ligação de nucleotídeos da GroEL. Tb3+·ANT-dATP reconhece o sítio de ligação de nucleotídeos da GroEL e inibe a atividade de ATPase. A luminescência sensibilizada, resultante da transferência de energia de ressonância do grupo antraniloil para Tb3+, é substancialmente aumentada na presença de GroEL. A ligação da malato desidrogenase mitocondrial desnaturada ao domínio apical da GroEL causa um desvio para o vermelho na fluorescência emitida pelo antraniloil e um aumento adicional na fosforescência emitida por Tb3+ sob excitação a 320 nm. Sugere-se que a ligação do substrato proteico inicia movimento de domínio, que se estende até o sítio de ligação de nucleotídeos. Os resultados de luminescência são discutidos em referência à estrutura da GroEL derivada de estudos de cristalografia de raios X. © 2007 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados; Medline é a fonte para os termos MeSH deste documento.

Conformational changes at the nucleotide binding of GroEL induced by binding of protein substrates. Luminescence studies: 2'-Deoxy-3'-anthraniloyl adenosine-5-triphosphate (ANT-dATP) coordinated to Tb3+ was used as an environmentally sensitive probe of the nucleotide- binding site of GroEL. Tb3+·ANT-dATP recognizes the nucleotide-binding site of GroEL and inhibits ATPase activity. Sensitized luminescence, arising from resonance energy transfer from the anthraniloyl moiety to Tb3+, is substantially enhanced in the presence of GroEL. Binding of denatured mitochondrial malate dehydrogenase to the apical domain of GroEL causes a red shift in the fluorescence emitted by anthraniloyl and further enhancement in the phosphorescence emitted by Tb3+ upon excitation at 320 nm. It is suggested that binding of the protein substrate initiates domain movement, which is extended to the nucleotide-binding site. The luminescence results are discussed in reference to the structure of GroEL derived from x-ray crystallographic studies. © 2007 Elsevier B.V., All rights reserved.; Medline is the source for the MeSH terms of this document.

DnaK é uma chaperona Hsp70 de E. coli que participa em diversos processos celulares, incluindo o enovelamento de proteínas e a resposta ao estresse. Sua função envolve ciclos de ligação e liberação de polipeptídeos que estão fortemente acoplados à ligação e hidrólise de ATP. A estrutura cristalina de um fragmento de ligação ao substrato de DnaK levou à hipótese de que uma mudança conformacional interdomínios regulada por ATP está envolvida na ligação e liberação do substrato. Para obter insights sobre o mecanismo de acoplamento, introduzimos duas mutações de cisteína na interface que podem funcionar como uma trava para controlar o estado de abertura interdomínios. O mutante duplo pode ser totalmente oxidado pelo ar e reduzido por DTT. As conformações das formas oxidada e reduzida foram consideradas semelhantes às de DnaK ligado a ADP e ATP, respectivamente, com base na fluorescência de triptofano e sensibilidade à protease. Mais interessante ainda, a forma oxidada exibiu atividade de ATPase três a quatro vezes maior que a forma reduzida, enquanto o peptídeo pôde estimular a atividade de ATPase da forma reduzida para níveis quase tão altos quanto a forma oxidada. Esta observação apoia o modelo de que a hidrólise de ATP não está estequiometricamente acoplada à ligação do substrato e que a forma fechada do domínio de ligação ao substrato acelera a hidrólise de ATP. © 2006 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Interdomain communication in DnaK: Dnak is an E.coli Hsp70 chaperone that participates in a variety of cellular processes including protein folding and the stress response. Its function invoNes cycles of polypeptide binding and release that are tightly coupled to ATP binding and hydrolysis. The crystal structure of a substrate binding fragment of DnaK led to lhe hypothesis that an ATP regulated interdomain conformationM change is involved in substrate binding and release.To gain insight into the coupling mechanism, we introduced two cysteine mutations at the interface which might serve as a latch to control the state of interdomain opening. '['he double rout ant can be fully oxidized by air and reduced by DTT. The conformations of the oxidized and reduced forms were found to be similar to ADP- and ATP- bound l)naK, respectively, based on tryptophan fluorescem:e and protease sensitivity. Most interestingly, the oxidized form exhibited three to four fold higher ATPase activity than the reduced form, while peptide could stimulate the A'FPas(, activity of the reduced form to levels almost as high as the oxidized form. This observation supports the model that ATP hydrolysis is not stoichiometrically coupled to substrate binding and that the dosed form of the subslrale binding domain accelerates ATP hydrolysis. © 2006 Elsevier B.V., All rights reserved.

A proteína Atp12p de Saccharomyces cerevisiae é necessária para a montagem adequada do componente F1 da ATP sintase mitocondrial. A Atp12p nativa é um homodímero (70 kDa) e está presente como um constituinte menor da matriz mitocondrial. O gene atp12 foi clonado e sequenciado a partir de leveduras quimicamente mutagenizadas, que são deficientes respiratórias devido a um defeito na função da Atp12p. Dos nove alelos mutantes que foram identificados, oito resultam em terminação precoce da proteína Atp12p e um altera o Glu-289 para Lys. A análise de leveduras que produzem formas truncadas da Atp12p a partir de plasmídeos mostrou que os domínios necessários para a dimerização da proteína e para a função da Atp12p na montagem de F1 mapeiam ambos para a metade carboxi-terminal (aminoácidos 181-325) do monômero. A metade amino-terminal da Atp12p mostrou-se importante para a estabilidade da proteína. Alterações sítio-dirigidas foram feitas no Glu289 e não impediram a formação do dímero de Atp12p. Curiosamente, as mutações E289K, K289Q e E289A mostraram prejudicar a função da Atp12p na montagem de F1, enquanto a proteína mutante E289D mostrou-se totalmente ativa. Estes últimos resultados sugerem que há uma exigência para um aminoácido ácido na posição 289 na sequência da Atp12p para a atividade chaperona máxima da proteína. © 2006 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Domains/amino acids that are important for the function of the f1atpase chaperone protein, ATP12P: The Atpl'2p protein of Sacrharomycf.s rmvisiaf is required for the proper assembly of tlie K] component of the. mitochondria! ATP synthase. Native Atpl'2p i hoino-dinior 70 kDa) and is present as a minor constituent of the mitochondria! matrix. The atp!2 gene was cloned and sequenccd from chemicallv-mutageni/od yeast, which are respiratory-deficient due to a defect in Atpl2p function. Of The nine mutant allelest hat were identified, eight result in early termination of the AtpI2p protein and one changes Glu-289 to I,vs. The analysis of yeast that produce truncated forms of Atpl2p from plasmids showed that the domains necessary for the dimerization of the protein, and for Atpl2p function in KI assembly both map to the rarboxyl half (amirio acids 1S1-325) of the monomer. The amino half of Atpl2p was shown to be import ant for stability of the protein. Site-directed changes were made at Glu 2S9. and did riot prevent Atpl2p dimer formation. Interestingly, the E2S9K. K289Q, and E289A mutations were shown to impair Atpl2p function in FI assembly, while the E289D mutant protein was found to be fully active- These latter results suggest that there is a requirement for an acidic amino acid at position 289 in the Atpi2p sequence for maximal chapcrone activity of the protein. © 2006 Elsevier B.V., All rights reserved.

A temperatura modula tanto as necessidades quanto a produção de energia miocárdica. Demonstramos anteriormente que a proteção miocárdica induzida pela adaptação hipotérmica preserva a expressão de genes reguladores da proteína de choque térmico e das proteínas mitocondriais codificadas nuclearmente, o isoforma 1 do translocador de nucleotídeos de adenina (ANT₁) e a subunidade β da F₁-ATPase (βF₁-ATPase). Esta preservação está associada a uma redução na depleção de ATP semelhante à observada em corações parados com cardioplegia preservados em uma temperatura crítica (30°C) ou abaixo. Testamos a hipótese de que a expressão desses genes também pode estar sujeita a este fenômeno do limiar de temperatura. Corações isolados de coelho perfundidos foram submetidos à parada cardioplégica isquêmica a 4, 30 ou 34°C por 120 min. Índices de função cardíaca e níveis de mRNA em estado estacionário para ANT₁, βF₁-ATPase e HSP70-1 foram medidos antes da isquemia (B) e após 45 min de reperfusão. A função cardíaca foi significativamente deprimida no grupo de 34°C. A isquemia a 34°C reduziu os níveis de mRNA em estado estacionário para ANT₁ e βF₁-ATPase em relação a B, mas estes níveis foram similarmente preservados a 4 e 30°C. Os níveis de HSP70-1 foram levemente elevados (quatro vezes) acima de B para níveis semelhantes nas três temperaturas. Estes resultados indicam que a expressão de mRNA para ANT₁ e βF₁-ATPase é especificamente preservada em um padrão consistente com o fenômeno do limiar de temperatura. A expressão de HSP70-1 não é influenciada pela temperatura isquêmica. A preservação da expressão gênica para estas proteínas mitocondriais implica que a sinalização para biogênese ou ressíntese mitocondrial é mantida após o insulto isquêmico.

Temperature Threshold and Preservation of Signaling for Mitochondrial Membrane Proteins during Ischemia in Rabbit Heart 1: Temperature modulates both myocardial energy requirements and production. We have previously demonstrated that myocardial protection induced by hypothermic adaptation preserves expression of genes regulating heat shock protein and the nuclear-encoded mitochondrial proteins, the adenine nucleotide translocator isoform 1 (ANT<inf>1</inf>), and the β subunit of F<inf>1</inf>-ATPase (βF<inf>1</inf>-ATPase). This preservation is associated with a reduction in ATP depletion similar to that noted in cardioplegic arrested hearts preserved at a critical temperature (30°C) or below. We tested the hypothesis that expression of these genes may also be subject to this temperature threshold phenomenon. Isolated perfused rabbit hearts were subjected to ischemic cardioplegic arrest at 4, 30, or 34°C for 120 min. Cardiac function indices and steady-state mRNA levels for ANT<inf>1</inf>, βF<inf>1</inf>-ATPase, and HSP70-1 were measured prior to ischemia (B) and after 45 min of reperfusion. Cardiac function was significantly depressed in the 34°C group. Ischemia at 34°C reduced steady-state mRNA levels for ANT<inf>1</inf> and βF<inf>1</inf>-ATPase from B, but these levels were similarly preserved at 4 and 30°C. HSP70-1 levels were mildly elevated (fourfold) above B to similar levels at all three temperatures. These results indicate that mRNA expression for ANT<inf>1</inf> and βF<inf>1</inf>-ATPase is specifically preserved in a pattern consistent with the temperature threshold phenomenon. HSP70-1 expression is not influenced by ischemic temperature. Preservation of gene expression for these mitochondrial proteins implies that signaling for mitochondrial biogenesis or resynthesis is maintained after ischemic insult. © 1998 Academic Press. © 2018 Elsevier B.V., All rights reserved.

Estudos experimentais e clínicos detectaram uma função respiratória prejudicada das mitocôndrias dos cardiomiócitos na insuficiência cardíaca. Como as razões para a insuficiência cardíaca são múltiplas, o envolvimento mitocondrial também o é. As características da participação mitocondrial na insuficiência cardíaca são as seguintes: (1) Mutações hereditárias ou adquiridas do genoma mitocondrial ou nuclear causam defeitos em diferentes componentes mitocondriais, eventualmente resultando em cardiomiopatia. (2a) O estresse oxidativo deprime a função mitocondrial. Isso ocorre lenta e inevitavelmente no processo 'fisiológico' de envelhecimento, mas rapidamente em condições fisiopatológicas como a reperfusão pós-isquêmica. (2b) Radicais livres danificam o DNA mitocondrial, proteínas e lipídios de membrana. Interações entre lipídios de membrana alterados, componentes da cadeia respiratória e proteínas transportadoras aumentam ainda mais a disfunção mitocondrial. (3) A transferência de energia mitocondrial via transportador de nucleotídeos de adenina (ANT) e creatina quinase mitocondrial é perturbada na insuficiência cardíaca. Especialmente uma expressão alterada e um comprometimento funcional do ANT parecem estar envolvidos no metabolismo energético perturbado da cardiomiopatia dilatada e inflamatória. (4) As mitocôndrias estão principalmente envolvidas na iniciação e modulação do processo de morte celular programada (apoptose). (5) Desencadeado por uma variedade de condições durante a disfunção celular, a permeabilidade da membrana mitocondrial aumenta subitamente, seguida pelo colapso do potencial de membrana, assim abolindo a produção de energia e agravando ainda mais o dano celular. (6a) Níveis aumentados de citocinas, em particular TNF-α, na insuficiência cardíaca e cardiomiopatia modulam a função mitocondrial. (6b) As citocinas ativam a geração de óxido nítrico e proteínas de choque térmico, deprimindo ou preservando ainda mais a atividade mitocondrial. Estes principais mecanismos de participação ativa e passiva das mitocôndrias na insuficiência cardíaca são revisados neste artigo. Atualmente, a maioria deles não está completamente resolvida e alguns ainda são hipotéticos. © 2004 Elsevier Science B.V., Amsterdã. Todos os direitos reservados.

Mitochondrial function in heart failure: Experimental and clinical studies have detected an impaired respiratory function of cardiomyocyte mitochondria in heart failure. Since the reasons for heart failure are manifold, so is mitochondrial involvement. Characteristics of mitochondrial participation in heart failure are as follows: (1) Inherited or acquired mutations of the mitochondrial or nuclear genome cause defects in different mitochondrial components, eventually resulting in cardiomyopathy. (2a) Oxidative stress depresses mitochondrial function. This occurs slowly and inevitably in the 'physiological' process of ageing, but rapidly in pathophysiologic conditions such as post-ischemic reperfusion. (2b) Free radicals damage mitochondrial DNA, proteins, and membrane lipids. Interactions between altered membrane lipids, respiratory chain components, and carrier proteins further enhance mitochondrial dysfunction. (3) Mitochondrial energy transfer via the adenine nucleotide translocator (ANT) and the mitochondrial creatine kinase is disturbed in heart failure. Especially an altered expression and a functional impairment of the ANT seems to be involved in the disturbed energy metabolism of dilated and inflammatory cardiomyopathy. (4) Mitochondria are mainly involved in the initiation and modulation of the process of programmed cell death (apoptosis). (5) Triggered by a variety of conditions during cellular dysfunction mitochondrial membrane permeability suddenly increases, followed by the collapse of the membrane potential, thus abolishing energy production and further aggravating cellular damage. (6a) Increased levels of cytokines, in particular TNF-α, in heart failure and cardiomyopathy modulate mitochondrial function. (6b) Cytokines activate the generation of nitric oxide and heat shock proteins, thus further depressing or preserving mitochondrial activity. These main mechanisms of active and passive participation of mitochondria in heart failure are reviewed in this article. At present, most of them are not completely resolved and some are still hypothetical. © 2004 Elsevier Science B.V., Amsterdam. All rights reserved.

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Panting desert ants - And how they navigate: N/A

Objetivo: Neste estudo testamos a hipótese de que a degradação do colágeno pela metaloproteinase de matriz 2 (MMP-2) precede a deposição de matriz extracelular (MEC) após tratamento prolongado com norepinefrina (NE). Métodos: Ratas Sprague-Dawley receberam infusão intravenosa contínua de NE (0,1 mg/kg·h) por 1, 2, 3, 4 e 14 dias. Foram examinadas a função e o peso cardíacos, bem como a expressão de coligina cardíaca e de colágeno I e III. Além disso, avaliamos a via de degradação do colágeno medindo o mRNA e a atividade da MMP-2 miocárdica e do inibidor tecidual de metaloproteinase 2 (TIMP-2), bem como o nível proteico do TIMP-2. Resultados: A NE induziu hipertrofia predominantemente do ventrículo esquerdo (VE) de maneira dependente do tempo. Aumentou os mRNAs de coligina, colágeno I e III, e de MMP-2 e TIMP-2, bem como a atividade da MMP-2 em duas fases: Na fase inicial, aos 3 e 4 dias, o mRNA de coligina e de colágeno I e III estava elevado predominantemente no VE, enquanto o mRNA de MMP-2 e TIMP-2, bem como a proteína TIMP-2 e a atividade da MMP estavam aumentados em ambos os ventrículos. A segunda fase, após 14 dias, foi caracterizada por um aumento menos pronunciado na coligina, colágeno I e III e na atividade da MMP-2 que ocorreu exclusivamente no VE. Finalmente, o tratamento de longo prazo com NE induziu um aumento de 37% na fibrose intersticial que ocorreu exclusivamente no VE após 14 dias. Conclusão: O tratamento com NE induziu fibrose exclusivamente no VE que foi associada com hipertrofia predominantemente do VE. A atividade elevada da MMP-2 parece ser necessária para que a MEC se adapte ao aumento dos miócitos e para reduzir a superprodução de colágeno.

Cardiac remodeling after long term norepinephrine treatment in rats: Objective: In this study we have tested the hypothesis that degradation of collagen by matrix metalloproteinase 2 (MMP-2) precedes the deposition of extracellular matrix (ECM) after long term norepinephrine (NE) treatment. Methods: Female Sprague-Dawley rats received continuous i.v. infusion of NE (0.1 mg/kg·h) for 1, 2, 3, 4 and 14 days. Heart function and weight as well as expression of cardiac colligin and of collagen I and III were examined. Furthermore, we have assessed the degradation pathway of collagen by measuring the mRNA and activity of myocardial MMP-2 and tissue inhibitor of metalloproteinase 2 (TIMP-2) as well as the protein level of TIMP-2. Results: NE induced hypertrophy predominantly of the left ventricle (LV) in a time-dependent manner. It increased the mRNAs of colligin, collagen I and III, and of MMP-2 and TIMP-2 as well as MMP-2 activity in two phases: In the initial phase, at 3 and 4 days, the mRNA of colligin and of collagen I and III was elevated predominantly in the LV, MMP-2 and TIMP-2 mRNA, as well as TIMP-2 protein and MMP-activity were increased in both ventricles. The second phase, after 14 days, was characterized by a less pronounced increase in colligin, collagen I and III and in MMP-2 activity which occurred exclusively in the LV. Finally, long-term treatment with NE induced a 37% increase in interstitial fibrosis which was shown to occur exclusively in the LV after 14 days. Conclusion: NE treatment induced fibrosis exclusively in the LV which was associated with hypertrophy predominantly of the LV. The elevated MMP-2 activity seems to be necessary for the ECM to adapt to the enlargement of myocytes and to reduce overproduction of collagen. © 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved. © 2007 Elsevier B.V., All rights reserved.; Medline is the source for the MeSH terms of this document.

A infecção viral do coração é relativamente comum, geralmente assintomática e tem resolução espontânea e completa. Pode, no entanto, em casos raros, levar a danos cardíacos substanciais, desenvolvimento de cardiomiopatia viral e insuficiência cardíaca congestiva. A cardiomiopatia viral é definida como persistência viral em um coração dilatado. Pode ser acompanhada por inflamação miocárdica e então denominada cardiomiopatia viral inflamatória (ou miocardite viral com cardiomegalia). Se nenhuma inflamação for observada na biópsia de um coração dilatado (<14 linfócitos e macrófagos/mm2), o termo cardiomiopatia viral ou persistência viral na cardiomiopatia dilatada deve ser aplicado. O diagnóstico de miocardite e cardiomiopatia viral só pode ser feito por biópsia endomiocárdica, implementando os critérios da OMS/WHF e técnicas de PCR para identificação do genoma viral. Os vírus cardiotrópicos mais frequentes detectados por biópsia endomiocárdica são Parvo B19, enterovírus, adenovírus, citomegalovírus e, menos frequentemente, vírus Epstein-Barr e vírus influenza. Vários estudos forneceram suporte convincente à hipótese de que a expressão em baixo nível do genoma viral pode induzir lesão miocárdica crônica dinâmica. A reexpressão do receptor humano Coxsackie-adenovírus (hCAR), conforme observado na cardiomiopatia dilatada, pode ser um determinante chave da suscetibilidade cardíaca a infecções virais. Pode também haver uma predisposição familiar para o desenvolvimento de cardiomiopatia dilatada inflamatória. Dos 208 pacientes que atenderam aos nossos critérios para cardiomiopatia inflamatória, 13 (6%) tinham familiares com a mesma forma de doença do músculo cardíaco. Além disso, a autoimunidade humoral na doença cardíaca pós-viral permanece uma hipótese atraente, mas controversa, abordando a fisiopatologia da cardiomiopatia viral humana. Foi demonstrado que o mimetismo antigênico com ou sem propriedades de anticorpos citolíticos desempenha um papel na imunopatogênese da miocardite em relação a epítopos em proteínas sarcolemais/miolemais (incluindo o receptor beta), miosina e algumas proteínas mitocondriais, incluindo o transportador ANT e a diidrolipoamida desidrogenase. Pacientes com cardiomiopatia não viral dilatada que se deterioram apesar do tratamento médico máximo podem ser considerados para imunossupressão. Em pacientes com cardiomiopatia dilatada e expressão de HLA regulada positivamente, a imunossupressão com prednisona e azatioprina melhorou significativamente sua fração de ejeção ventricular esquerda (FEVE) tanto em 3 meses quanto em 2 anos após o início do tratamento. Melhoras semelhantes também foram evidentes em 2 anos na classe funcional da NYHA. O transplante cardíaco só deve ser considerado quando todas as outras opções, incluindo assistência circulatória mecânica, tenham falhado. A avaliação contínua de terapias antivirais, incluindo o Estudo Europeu de Epidemiologia e Tratamento de Doenças Inflamatórias Cardíacas (ESETCID), remoção de anticorpos por imunoabsorção, vacinas específicas para vírus e dispositivos de suporte mecânico podem fornecer novas opções de tratamento. © 2021 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Human viral cardiomyopathy: Viral infection of the heart is relatively common, usually asymptomatic and has a spontaneous and complete resolution. It can, however, in rare cases, lead to substantial cardiac damage, development of viral cardiomyopathy and congestive heart failure. Viral cardiomyopathy is defined as viral persistence in a dilated heart. It may be accompanied by myocardial inflammation and then termed inflammatory viral cardiomyopathy (or viral myocarditis with cardiomegaly). If no inflammation is observed in the biopsy of a dilated heart (<14 lymphocytes and macrophages/mm2) the term viral cardiomyopathy or viral persistence in dilated cardiomyopathy should be applied. The diagnosis of myocarditis and viral cardiomyopathy can be made only by endomyocardial biopsy, implementing the WHO/WHF criteria, and PCR techniques for identification of viral genome. The most frequent cardiotropic viruses detected by endomyocardial biopsy are Parvo B19, enteroviruses, adenoviruses, cytomegalovirus, and less frequently Epstein-Barr virus, and influenza virus. Several studies have provided convincing support to the hypothesis that low-level expression of viral genome can induce chronic dynamic myocardial injury. Reexpression of human Coxsackie-adenovirus receptor (hCAR), as observed in dilated cardiomyopathy, may be a key determinant of cardiac susceptibility to viral infections. There may also be a familial predisposition for the development of inflammatory dilated cardiomyopathy. Out of the 208 patients, who met our criteria for inflammatory cardiomyopathy, 13 (6%) had family members with the same form of heart muscle disease. In addition, humoral autoimmunity in postviral heart disease remains an attractive but controversial hypothesis addressing the pathophysiology of human viral cardiomyopathy. Antigenic mimicry with or without cytolytic antibody properties has been shown to play a role in the immunopathogenesis of myocarditis with respect to epitopes on sarcolemmal/myolemmal (including the beta-receptor) proteins, myosin and some mitochondrial proteins, including the ANT-carrier and dihydrolipoamid dehydrogenase. Patients with dilated non-viral cardiomyopathy who deteriorate despite maximum medical management may be considered for immunosuppression. In patients with dilated cardiomyopathy and upregulatcd HLA expression, immunosuppression with prednisone and azathioprine significantly improved their left ventricular ejection fraction (LVEF) both at 3 months and 2 years after the initiation of treatment. Similar improvements were also evident at 2 years in NYHA functional class. Cardiac transplantation should only be considered when all other options, including mechanical circulatory assistance, have failed. Ongoing evaluation of antiviral therapies including the European Study of Epidemiology and Treatment of Cardiac Inflammatory Diseases (ESETCID), removal of antibodies by immunoabsorption, virus-specific vaccines, and mechanical support devices may provide new treatment options. © 2021 Elsevier B.V., All rights reserved.

A hibridização subtrativa por PCR com tag direcional foi aplicada para construir uma biblioteca de cDNA gerada a partir de três diferentes linhagens celulares-alvo de osteossarcoma humano (OS) (OHS, SaOS-2 e KPDXM), da qual sequências de osteoblastos normais (NO) foram subtraídas. Após duas etapas subtrativas consecutivas, mais de 98% das espécies de mRNA comuns foram depletadas, levando ao enriquecimento efetivo das sequências-alvo remanescentes. Após triagem diferencial de 960 clones, 81 candidatos foram estudados adicionalmente por análise de Northern blot e 73 representavam espécies de mRNA separadas. Cinquenta e três destes mostraram níveis de mRNA enriquecidos, dos quais 36 representavam sequências de cDNA ou EST conhecidas e 17 não publicadas anteriormente. Os mRNAs mostraram um enriquecimento de 1,4 a 504 vezes comparado aos níveis de mRNA em células NO. Os mRNAs conhecidos são: Proteína ribossomal S11, KSP-37, Fator de ancoragem SEC34, FXYD6, Alfa enolase, G-s-alfa, GPR85, DAF, RPL35A, GIF, TAPA-1, ANAPC11, DCI, hsp27, homólogo MRPS7, subunidade p110 do eIF, DPH2L, HMG-14, proteína FB1, condroitina-6-sulfonase, calgizzarina, subunidade da RNA polimerase II, RPL13A, DHS, gp96, HHP2, fosfoproteína ribossomal ácida P2, ANT-2, ARF1, AFG3L2, SKD3, fosfoglicoisomerase, GST pi, CKI gama 2, subunidade pequena da DNA polimerase delta e TRAP delta. Secções de biópsias de osteossarcoma humano e um xenoenxerto foram estudadas por análise in situ. Sete cDNAs altamente expressos na análise de Northern blot foram testados. Sua expressão in situ diferiu entre o xenoenxerto e as secções humanas, assim como a do colágeno I. No xenoenxerto feito a partir de uma das linhagens celulares-alvo (OHS), uma representação moderada a forte de 3 mRNAs clonados foi observada enquanto o mRNA do colágeno I não foi detectável. Concluímos que a heterogeneidade molecular destes tumores é considerável. Estes resultados devem ter implicações para trabalhos futuros visando descrever subtipos fenotípicos com o objetivo de melhorar o diagnóstico de osteossarcomas humanos.

Molecular heterogeneity in human osteosarcoma demonstrated by enriched mRNAs isolated by directional tag PCR subtraction cloning: Directional tag PCR subtractive hybridization was applied to construct a cDNA library generated from three different human osteosarcoma (OS) target cell lines (OHS, SaOS-2 and KPDXM) from which normal osteoblast (NO) sequences were subtracted. After two consecutive subtractive steps more than 98% of the common mRNAs species were depleted, leading to effective enrichment of the remaining target sequences. After differential screening of 960 clones, 81 candidates were further studied by Northern blot analysis and 73 represented separate mRNA species. Fifty-three of these showed enriched mRNA levels, of which 36 represented known and 17 not previously published cDNAs or EST sequences. The mRNAs showed a 1.4 - to 504-fold enrichment compared to the mRNA levels in NO cells. The known mRNAs are: Ribosomal protein S11, KSP-37, Tethering factor SEC34, FXYD6, Alpha enolase, G-s-alpha, GPR85, DAF, RPL35A, GIF, TAPA-1, ANAPC11, DCI, hsp27, MRPS7 homolog, elF p110 subunit, DPH2L, HMG-14, FB1 protein, chondroitin-6-sulphonase, calgizzarin, RNA polymerase II subunit, RPL13A, DHS, gp96, HHP2, acidic ribosomal phosphoprotein P2, ANT-2, ARF1, AFG3L2, SKD3, phosphoglucoisomerase, GST pi, CKI gamma 2, DNA polymerase delta small subunit and TRAP delta. Sections of human osteosarcoma biopsies and a xenograft were studied by in situ analysis. Seven cDNAs highly expressed in Northern blot analysis were tested. Their in situ expression differed between the xenograft and human sections as did that of collagen I. In the xenograft made from one of the target cell lines (OHS), a fair to strong representation of 3 cloned mRNAs was observed while collagen I mRNA was not detectable. We conclude that the molecular heterogeneity of these tumors is considerable. These results ought to have implications for future work to describe phenotypic subtypes with the aim of improving the diagnosis of human osteosarcomas. © 2008 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

A transição de permeabilidade mitocondrial (MPT) desempenha um papel importante na morte celular induzida por danos, e agentes que inibem a MPT podem ter potencial terapêutico para tratar condições humanas como lesão de isquemia/reperfusão, trauma e doenças neurodegenerativas. A proteína da matriz mitocondrial, ciclofilina D (CYP D), um membro de uma família de peptidilprolil cis-trans isomerases (PPIases) altamente homólogas, desempenha um papel decisivo na MPT, sendo um constituinte integral do poro MPT. Outras proteínas putativas do poro MPT incluem o translocador de nucleotídeos de adenina (ANT) e o canal aniônico dependente de voltagem (VDAC). Em um modelo alternativo, o poro MPT é formado por aglomerados de proteínas de membrana mal dobradas que delineiam canais aquosos que são regulados por CYP D e outras proteínas com função chaperona. Como a ciclofilina A (CYP A) e outros membros da família das ciclofilinas, a CYP D é alvo do imunossupressor ciclosporina A (CsA). A CsA é citoprotetora em muitos modelos celulares e animais, mas a proteção pode resultar tanto da inibição da MPT através de uma interação com CYP D quanto da inibição da desfosforilação mediada por calcineurina de BAD através de uma interação com CYP A. A relevância da inibição da MPT pela CsA para seus efeitos citoprotetores está bem documentada em muitos modelos celulares. Mecanismos de ação in vivo são mais difíceis de definir e, consequentemente, as evidências são ainda menos convincentes em modelos animais in vivo de lesão de isquemia/reperfusão, trauma e doenças neurodegenerativas. Não obstante, a CYP D é um alvo farmacológico de alto interesse. Considerações estruturais sugerem a viabilidade de projetar ligantes de CYP D sem propriedades imunossupressoras. Isso é altamente desejável, uma vez que eles têm o potencial de serem agentes terapêuticos úteis em uma variedade de estados de doença. Pode ser um desafio mais difícil obter compostos específicos para CYP D versus outras ciclofilinas, e/ou de baixo peso molecular, permitindo penetração cerebral para torná-los adequados para o tratamento de doenças neurodegenerativas. © 2008 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.; MEDLINE® é a fonte para os termos MeSH deste documento.

Cyclophilin D as a drug target: The mitochondrial permeability transition (MPT) plays an important role in damage-induced cell death, and agents inhibiting the MPT may have a therapeutic potential for treating human conditions such as ischemia/reperfusion injury, trauma, and neurodegenerative diseases. The mitochondrial matrix protein, cyclophilin D (CYP D), a member of a family of highly homologous peptidylprolyl cis-trans isomerases (PPIases), plays a decisive role in MPT, being an integral constituent of the MPT pore. Other putative MPT pore proteins include the adenine nucleotide translocator (ANT) and the voltage-dependent anion channel (VDAC). In an alternative model, the MPT pore is formed by clusters of misfolded membrane proteins outlining aqueous channels that are regulated by CYP D and other chaperone-like proteins. Like cyclophilin A (CYP A) and other cyclophilin family members, CYP D is targeted by the immunosuppressant cyclosporin A (CsA). CsA is cytoprotective in many cellular and animal models, but protection may result from either inhibition of the MPT through an interaction with CYP D or inhibition of calcineurin-mediated dephosphorylation of BAD through an interaction with CYP A. The relevance of MPT inhibition by CsA for its cytoprotective effects is well documented in many cellular models. Mechanisms of action in vivo are more difficult to define, and accordingly the evidence is as yet less compelling in in vivo animal models of ischemia/reperfusion injury, trauma and neurodegenerative diseases. Notwithstanding, CYP D is a drug target of high interest. Structural considerations suggest feasibility of designing CYP D ligands without immunosuppressant properties. This is highly desirable, since they have the potential of being useful therapeutic agents in a variety of disease states. It might be a tougher challenge to obtain compounds specific for CYP D vs. other cyclophilins, and/or of small molecular weight, allowing brain penetration to make them suitable for treating neurodegenerative diseases. © 2008 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

O objetivo deste estudo foi estabelecer um cultivo primário de células de medula óssea humana para testes de biocompatibilidade de diferentes biomateriais e a investigação de sua capacidade de construir matriz extracelular e sua mineralização. Para isso, a medula óssea humana foi obtida durante uma operação total de articulação do quadril, mecanicamente triturada e isolada em duas frações celulares com auxílio de gradiente de densidade. As frações celulares foram incubadas com dois meios (meio I: enriquecido com fator de crescimento GM-CSF e IL-3; meio II: meio misto consistindo de 1/3 IMDM e 2/3 HSP) e analisadas quanto à sua matriz extracelular e sua mineralização durante um período de 8 semanas. Para a análise, os seguintes métodos foram utilizados: microscopia óptica e MEV; coloração histológica (coloração de von Kossa, Neufuchsin e Alizarina Red S); colorações imuno-histoquímicas; EDS-MEV; Dot Blot (Colágeno I e III, Laminina, Fibronectina). Para a interpretação estatística dos resultados, utilizamos o teste t de Student para grupos independentes. Sob a influência de GM-CSF e IL-3, o cultivo celular da interfase apresentou uma construção de matriz extracelular estatisticamente significativamente maior (Colágeno Tipo I, III e Fibronectina). Os cultivos incubados com HSP demonstraram principalmente Laminina e células adiposas. A maior quantidade de mineralização pôde ser observada no cultivo celular da interfase sob a influência de fatores de crescimento. Apenas nestes cultivos o Ca++ pôde ser determinado. Presumivelmente, GM-CSF e IL-3 afetam um aumento da construção da matriz extracelular e sua mineralização. Sob a influência de HSP, ocorre presumivelmente um desencadeamento da adipogênese e produção de Laminina. A Laminina por si mesma diminui a mineralização da matriz extracelular. © 2008 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Analysis of a long term human bone marrow cell culture - Part II - Extra cellular matrix and its mineralisation: The aim of this study was to establish a primary human bone marrow cell culture for biocompatibility testing of different biomaterials and the investigation due to their ability to build extracellular matrix and the mineralisation of it. Therefore, human bone marrow was obtained during a total hip-joint operation, mechanically crushed and isolated in two cell fractions with the assistance of density grading. The cell fractions were incubated with two mediums (medium I: enriched with growth factor GM-CSF and IL-3; medium II: mixed medium consists of 1/3 IMDM and 2/3 HSP) and analysed in view of their extracellular matrix ant its mineralisation over a period of 8 weeks. For the analysis the following methods were used: lightmicroscopy and SEM; histological colouring (v. Kossa-, Neufuchsin-, und Alizarinrot S-couloring); immune-histochemical colourings; REM-SDX; Dot Blot (Kollagen I und III, Laminin, Fibronektin) For the statistically interpretation of the results we used the students-t-test for independent groups. Under the influence of GM-CSF and IL-3 the interphase cell culture had a statistically significant higher build extracellular matrix (Kollagen Typ I, III und Fibronektin). The cultures incubated with HSP demonstrated mainly Laminin and fat cells. The highest amount of mineralisation of could be observed by the interphase cell culture under the influence of growth factors. Only in these cultures Ca++ could be determined. Presumable GM-CSF and IL-3 effects an increase of building extracellular matrix and their mineralisation. Under the influence of HSP it comes presumable to a triggered adipogenesis and production of Laminin. Laminin itselfs decreases the mineralisation of the extracellular matrix. © 2008 Elsevier B.V., All rights reserved.

O poro de transição de permeabilidade (PT) é um complexo proteico pró-apoptótico importante nas mitocôndrias. Embora seja ativado por muitos sinais para indução de apoptose, o papel de suas várias subunidades na indução da morte celular permaneceu amplamente desconhecido. Descobrimos que, entre seus componentes, apenas o canal ânion-dependente de voltagem na membrana mitocondrial externa e o translocador de nucleotídeos de adenina-1 (ANT-1), uma subunidade do poro PT da membrana interna, são indutores de apoptose. Também relatamos que o interator direto do ANT-1, a ciclofilina D, pode reprimir especificamente a apoptose induzida pelo ANT-1. Além disso, experimentos de cotransfecção revelaram que, para uma ampla gama de indutores de apoptose, a ciclofilina D mostra o mesmo perfil de repressão que o ácido bongkrekico, um inibidor específico do poro PT. Esta atividade parece ser independente de sua atividade de chaperona, a única função conhecida da ciclofilina D até o momento. Importante, a ciclofilina D é especificamente regulada positivamente em tumores humanos da mama, ovário e útero, sugerindo que a inibição do poro PT via regulação positiva da ciclofilina D desempenha um papel na tumorigênese. © 2008 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.; MEDLINE® é a fonte para os termos MeSH deste documento.

Cyclophilin D, a Component of the Permeability Transition-Pore, Is an Apoptosis Repressor: The permeability transition (PT)-pore is an important proapoptotic protein complex in mitochondria. Although it is activated by many signals for apoptosis induction, the role of its various subunits in cell death induction has remained largely unknown. We found that of its components, only the voltage-dependent anion channel in the outer mitochondrial membrane and the adenine nucleotide translocator-1 (ANT-1), a PT-pore subunit of the inner membrane, are apoptosis inducers. We also report that ANT-1's direct interactor, cyclophilin D, can specifically repress ANT-1-induced apoptosis. In addition, cotransfection experiments revealed that for a diverse range of apoptosis inducers, cyclophilin D shows the same repression profile as the compound bongkrekic acid, a specific inhibitor of the PT-pore. This activity seems to be independent of its chaperone activity, the only known function of cyclophilin D to date. Importantly, cyclophilin D is specifically up-regulated in human tumors of the breast, ovary, and uterus, suggesting that inhibition of the PT-pore via up-regulation of cyclophilin D plays a role in tumorigenesis. © 2008 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

Objetivo: Testar a hipótese de que a administração de angélica pré-injeção antes da isquemia e reperfusão protege o miocárdio. Métodos: O modelo de isquemia e reperfusão miocárdica foi realizado usando ratos Sprague-Dawley submetidos a 30 minutos de oclusão da artéria coronária esquerda seguida por 40 min ou 120 min de reperfusão. O Grupo I (grupo controle) foi o grupo de operação simulada. O Grupo II foi o grupo de isquemia e reperfusão. O Grupo III foi o grupo de tratamento com angélica. O conteúdo de malondialdeído (MDA) foi detectado por TBA e a atividade de superóxido dismutase (SOD) foi medida por amplificação química. As expressões da proteína de choque térmico-70 (HSP70) foram medidas por técnica imuno-histoquímica. A ultraestrutura miocárdica foi observada sob microscópio eletrônico. A ativação do fator nuclear-kappaB (NF-κB) foi determinada por ensaio de mobilidade eletroforética (EMSA). Resultados: O conteúdo de MDA do miocárdio foi reduzido significativamente no grupo III (P<0,01), mas aumentou significativamente no grupo II (P<0,01). A atividade de SOD e a expressão de HSP70 do miocárdio no grupo III foram maiores do que as do grupo II (P<0,01). Sob microscópio eletrônico, a ultraestrutura miocárdica no grupo III foi significativamente melhorada em comparação com o grupo II. A ativação do NF-κB atingiu seu aumento máximo no grupo II (P<0,01), e foi notavelmente diminuída no grupo III (P<0,01). Conclusão: A angélica pode proteger o miocárdio da lesão de isquemia-reperfusão através da melhora da expressão de HSP70 e da regulação negativa do NF-κB. © 2022 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Effect of intravenous angelica on HSP70 and NF-κB during myocardial ischemia and reperfusion injury in rats: Objective: To test the hypothesis that administration of angelica pro-injection before ischemia and reperfusion protects myocardium. Methods: Myocardial ischemia and reperfusion model was done using Sprague-Dawley rats subjected to 30 minutes occlusion of left coronary artery followed by 40 min or 120 min reperfusion. Group I (control group) was the sham operation group. Group II was ischemia and reperfusion group. Group III was angelica treatment group. Malondialdehyde (MDA) content was detected by TBA and superoxide dismutase (SOD) activity was measured by chemical amplification. The expressions of heat shock protein-70 (HSP70) were measured by immunohistochemical technique. The myocardial ultrastructure was observed under electronic microscope. Nuclear factor-kappaB (NF-κB) activation was determined by electrophoretic mobility shift assay (EMSA). Results: MDA content of myocardium was reduced significantly in group III (P<0.01), but significantly increased in group II (P<0.01). SOD activity and HSP70 expression of myocardium in group III were higher than those of group II (P<0.01). Under electronic microscope, myocardial ultrastuctral in groups III was significantly improved in comparison with group II. NF-κB activation was reached its maximum increase in group II (P< 0.01), ant it was remarkably decreased in group III (P<0.01). Conclusion: Angelica might protect the myocardium from ischemia-reperfusion injury via the improvement of HSP70 expression and the downregulation of NF-κB. © 2022 Elsevier B.V., All rights reserved.

A aceleração da taxa evolutiva observada na maioria das bactérias endossimbióticas pode ser explicada por maiores taxas de mutação, mudanças na pressão seletiva e aumento da fixação de mutações deletérias por deriva genética. Aqui, exploramos as forças que influenciam a evolução molecular em Blochmannia, um endossimbionte obrigatório de Camponotus e gêneros de formigas relacionados. Nossos objetivos foram comparar as taxas de evolução sequencial em Blochmannia com bactérias relacionadas, explorar a variação na força e eficácia da seleção negativa (purificadora) e avaliar o efeito da seleção positiva. Para seis pares de Blochmannia, mais Buchnera e enterobactérias relacionadas, estimativas de divergência sequencial em quatro genes confirmam taxas mais rápidas de evolução sinônima no mutualista de formigas. Esta conclusão é baseada em maior dS entre linhagens de Blochmannia apesar de sua divergência mais recente. Da mesma forma, dN geralmente mais alto em Blochmannia indica taxas mais rápidas de substituição não sinônima neste grupo. Uma exceção é o gene groEL, para o qual menor dN e dN/dS comparado a Buchnera indica seleção negativa excepcionalmente forte em Blochmannia. Além disso, exploramos evidências de seleção positiva em Blochmannia usando modelos de máxima verossimilhança baseados em sítios e linhagens. Essas abordagens confirmaram heterogeneidade de dN/dS entre sítios de códons e revelaram variação significativa em dN/dS entre linhagens de Blochmannia para três genes. A variação de linhagem afetou genes independentemente, sem evidência de mudanças paralelas em dN/dS entre genes ao longo de um determinado ramo. Nossos dados também revelam instâncias de dN/dS maior que um; entretanto, não interpretamos essas grandes razões dN/dS como evidência de seleção positiva. Em suma, enquanto a deriva pode contribuir para uma aceleração geral da taxa em sítios não sinônimos em Blochmannia, pressões seletivas variáveis explicam melhor as aparentes mudanças gene-específicas em dN/dS entre linhagens deste mutualista de formigas. No curso deste estudo, reanalisamos a variação em Buchnera groEL e não encontramos evidência de seleção positiva que foi previamente relatada.

The roles of positive and negative selection in the molecular evolution of insect endosymbionts: The evolutionary rate acceleration observed in most endosymbiotic bacteria may be explained by higher mutation rates, changes in selective pressure, and increased fixation of deleterious mutations by genetic drift. Here, we explore the forces influencing molecular evolution in Blochmannia, an obligate endosymbiont of Camponotus and related ant genera. Our goals were to compare rates of sequence evolution in Blochmannia with related bacteria, to explore variation in the strength and efficacy of negative (purifying) selection, and to evaluate the effect of positive selection. For six Blochmannia pairs, plus Buchnera and related enterobacteria, estimates of sequence divergence at four genes confirm faster rates of synonymous evolution in the ant mutualist. This conclusion is based on higher dS between Blochmannia lineages despite their more recent divergence. Likewise, generally higher dN in Blochmannia indicates faster rates of nonsynonymous substitution in this group. One exception is the groEL gene, for which lower dN and dN / dS compared to Buchnera indicate exceptionally strong negative selection in Blochmannia. In addition, we explored evidence for positive selection in Blochmannia using both site-and lineage-based maximum likelihood models. These approaches confirmed heterogeneity of dN / dS among codon sites and revealed significant variation in dN / dS across Blochmannia lineages for three genes. Lineage variation affected genes independently, with no evidence of parallel changes in dN / dS across genes along a given branch. Our data also reveal instances of dN / dS greater than one; however, we do not interpret these large dN / dS ratios as evidence for positive selection. In sum, while drift may contribute to an overall rate acceleration at nonsynonymous sites in Blochmannia, variable selective pressures best explain the apparent gene-specific changes in dN / dS across lineages of this ant mutualist. In the course of this study, we reanalyzed variation at Buchnera groEL and found no evidence of positive selection that was previously reported. © 2005 Elsevier B.V. All rights reserved. © 2008 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

Nós geramos previamente várias linhagens de células mamárias humanas transformadas para a detecção de atividades mediadas por receptores de esteroides e utilizamos essas linhagens celulares para detectar e caracterizar compostos (ant)agonistas de hormônios esteroides. Neste relatório, descrevemos os procedimentos específicos de otimização utilizados para aprimorar a transcrição mediada pelos receptores humanos de glicocorticoides, progesterona e andrógenos, respectivamente. O estresse químico induzido por arsenito de sódio leva a um aumento substancial e específico na transcrição mediada pelo receptor de glicocorticoides, resultando em estímulos máximos de mais de 2000 vezes pelo agonista dexametasona. Similarmente, um tratamento combinado com forskolina (um ativador da adenilato ciclase) e tricostatina A (um inibidor de histona desacetilases) leva a um aprimoramento sinérgico da estimulação por progesterona ou andrógeno, resultando em uma indução máxima de mais de 200 vezes ou cerca de 100 vezes, respectivamente. As respostas aprimoradas a esteroides específicos são mediadas pelo receptor nuclear correspondente. Mostramos que, utilizando esses protocolos de estimulação transcricional aprimorados, é possível detectar quantidades menores de hormônios esteroides sem afetar substancialmente as atividades biológicas relativas de vários agonistas. Finalmente, é avaliada a aplicação desses ensaios celulares repórter aprimorados a amostras biológicas reais de animais produtores de carne, e alguns parâmetros de validação são apresentados.

Enhancement of steroid receptor-mediated transcription for the development of highly responsive bioassays: We have previously generated several transformed human mammary cell lines for the detection of steroid receptor-mediated activities and used these cell lines to detect and characterize steroid hormone (ant)agonistic compounds. In this report, we describe the specific optimization procedures used to enhance receptor-mediated transcription through the human glucocorticoid, progesterone and androgen receptors, respectively. Sodium arsenite-induced chemical stress leads to a substantial and specific increase in the glucocorticoid receptor-mediated transcription, resulting in maximal stimulations of more than 2000-fold by the agonist dexamethasone. Similarly, a combined treatment with forskolin (an activator of adenylate cyclase) and trichostatin A (an inhibitor of histone deacetylases) leads to a synergistic enhancement of progesterone or androgen stimulation, resulting in a maximal induction of more than 200-fold or about 100-fold, respectively. The enhanced responses to specific steroids are mediated by the corresponding nuclear receptor. We show that by using these enhanced transcriptional stimulation protocols, it is possible to detect lower amounts of steroid hormones without substantially affecting the relative biological activities of various agonists. Finally, the application of these enhanced reporter cell assays to real biological samples from meat-producing animals is evaluated, and some validation parameters are presented. © Springer-Verlag 2005. © 2011 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

A modulação da sinalização transmembrana por receptores acoplados à proteína G (GPCRs) constitui o alvo terapêutico mais importante na medicina. Os fármacos que atuam nos GPCRs têm sido tradicionalmente classificados como agonistas, agonistas parciais ou antagonistas com base em um modelo de dois estados da função do receptor incorporado no modelo do complexo ternário. Entretanto, na última década, muitas linhas de investigação mostraram que a sinalização dos GPCRs exibe maior diversidade e "textura" do que se apreciava anteriormente. A diversidade de sinal surge de numerosos fatores, entre os quais estão a capacidade dos receptores de adotar múltiplos estados "ativos" com diferentes perfis de acoplamento a efetores; a formação de dímeros de receptores que exibem farmacologia, sinalização e tráfego únicos; a dissociação da "ativação" do receptor da dessensibilização e internalização; e a descoberta de que efetores não proteína G medeiam alguns aspectos da sinalização dos GPCRs. Ao mesmo tempo, o agrupamento de GPCRs com seus efetores a jusante em microdomínios da membrana e as interações entre receptores e uma infinidade de proteínas de andaime multidomínio e moléculas acessórias/chaperonas conferem pré-organização, eficiência e especificidade ao sinal. Neste contexto, o conceito de tráfego agonista-seletivo da sinalização do receptor, que reconhece que um ligante ligado pode selecionar entre um menu de conformações ativas do receptor e induzir apenas um subconjunto do perfil de resposta possível, apresenta a oportunidade de desenvolver fármacos que alteram a qualidade bem como a quantidade da eficácia. À medida que um entendimento mais abrangente da complexidade da sinalização dos GPCRs é desenvolvido, o desenho racional de ligantes com maior eficácia específica e efeitos colaterais atenuados pode se tornar o modo padrão de desenvolvimento de fármacos. © 2008 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.; MEDLINE® é a fonte para os termos MeSH deste documento.

The origins of diversity and specificity in G protein-coupled receptor signaling: The modulation of transmembrane signaling by G protein-coupled receptors (GPCRs) constitutes the single most important therapeutic target in medicine. Drugs acting on GPCRs have traditionally been classified as agonists, partial agonists, or antagonists based on a two-state model of receptor function embodied in the ternary complex model. Over the past decade, however, many lines of investigation have shown that GPCR signaling exhibits greater diversity and "texture" than previously appreciated. Signal diversity arises from numerous factors, among which are the ability of receptors to adopt multiple "active" states with different effector-coupling profiles; the formation of receptor dimers that exhibit unique pharmacology, signaling, and trafficking; the dissociation of receptor "activation" from desensitization and internalization; and the discovery that non-G protein effectors mediate some aspects of GPCR signaling. At the same time, clustering of GPCRs with their downstream effectors in membrane microdomains and interactions between receptors and a plethora of multidomain scaffolding proteins and accessory/chaperone molecules confer signal preorganization, efficiency, and specificity. In this context, the concept of agonist-selective trafficking of receptor signaling, which recognizes that a bound ligand may select between a menu of active receptor conformations and induce only a subset of the possible response profile, presents the opportunity to develop drugs that change the quality as well as the quantity of efficacy. As a more comprehensive understanding of the complexity of GPCR signaling is developed, the rational design of ligands possessing increased specific efficacy and attenuated side effects may become the standard mode of drug development. © 2008 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

Em muitos grupos animais, simbiontes bacterianos mutualistas desempenham um papel central na ecologia do hospedeiro, fornecendo nutrientes raros e assim permitindo a especialização em dietas restritas. Entre esses simbiontes, os estudos genômicos são mais avançados para Buchnera, o simbionte obrigatório de pulgões, que se alimentam de seiva floemática. O conteúdo dos genomas altamente reduzidos de Buchnera verificou seu papel na nutrição dos pulgões. Comparações dos conjuntos de genes de Buchnera indicam perdas gênicas contínuas e irreversíveis que devem afetar as necessidades nutricionais dos pulgões. Além disso, quase todos os genes regulatórios foram eliminados, levantando a questão de se e como a expressão gênica responde a mudanças ambientais. Estudos de microarray sobre expressão genômica global indicam que Buchnera evoluiu algumas mudanças constitutivas na expressão gênica: homólogos de genes de estresse térmico apresentam níveis elevados de transcritos em Buchnera (em relação a outras bactérias) mesmo na ausência de estresse. Adicionalmente, os resultados de microarray indicam que as respostas ao estresse térmico e à disponibilidade de aminoácidos são poucas e modestas. As respostas observadas são consistentes com o controle pelos poucos reguladores ancestrais retidos no genoma. Estudos iniciais sobre o papel dos genes do hospedeiro na mediação da simbiose revelam padrões de expressão distintos em células hospedeiras que abrigam Buchnera. Num futuro próximo, um genoma completo do pulgão-da-ervilha acelerará o progresso na compreensão da integração funcional dos genomas do pulgão e de Buchnera. Embora as informações para outras simbioses de insetos sejam relativamente limitadas, estudos sobre simbiontes de formigas carpinteiras e moscas tsé-tsé indicam muitas semelhanças com Buchnera.

Functional genomics of Buchnera and the ecology of aphid hosts: In many animal groups, mutualistic bacterial symbionts play a central role in host ecology, by provisioning rare nutrients and thus enabling specialization on restricted diets. Among such symbionts, genomic studies are most advanced for Buchnera, the obligate symbiont of aphids, which feed on phloem sap. The contents of the highly reduced Buchnera genomes have verified its role in aphid nutrition. Comparisons of Buchnera gene sets indicate ongoing, irreversible gene losses that are expected to affect aphid nutritional needs. Furthermore, almost all regulatory genes have been eliminated, raising the question of whether and how gene expression responds to environmental change. Microarray studies on genome-wide expression indicate that Buchnera has evolved some constitutive changes in gene expression: homologues of heat stress genes have elevated transcript levels in Buchnera (relative to other bacteria) even in the absence of stress. Additionally, the microarray results indicate that responses to heat stress and to amino acid availability are both few and modest. Observed responses are consistent with control by the few ancestral regulators retained in the genome. Initial studies on the role of host genes in mediating the symbiosis reveal distinctive expression patterns in host cells harbouring Buchnera. In the near future, a complete genome of pea aphid will accelerate progress in understanding the functional integration of aphid and Buchnera genomes. Although information for other insect symbioses is relatively limited, studies on symbionts of carpenter ants and tsetse flies indicate many similarities to Buchnera. © 2006 Blackwell Publishing Ltd. © 2008 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

Pré-proteínas mitocondriais que são importadas via o receptor Tom70 (translocase da membrana mitocondrial externa) são complexadas com chaperonas citosólicas antes de serem direcionadas para a membrana mitocondrial externa. O transportador de nucleotídeos de adenina (ANT) segue este caminho, e sua forma madura purificada é idêntica à pré-proteína. O ANT purificado foi reconstituído com chaperonas em lisado de reticulócitos, e as proteínas ligadas foram identificadas por espectrometria de massa. Além da proteína de choque térmico cognata de 70-kDa (Hsc70) e da proteína de choque térmico de 90-kDa (Hsp90), um subconjunto específico de co-chaperonas foi encontrado, mas nenhum fator de direcionamento mitocondrial-específico foi identificado. Curiosamente, três diferentes proteínas de domínio J relacionadas à Hsp40 foram identificadas: DJA1, DJA2 e DJA4. As DJAs ligaram-se às pré-proteínas em diferentes extensões através de suas regiões C-terminais. Mutantes dominantes-negativos de DJA sem os domínios J N-terminais prejudicaram a importação mitocondrial. Os mutantes bloquearam a ligação de Hsc70 à pré-proteína, mas com eficiência variável. As DJAs também mostraram diferenças significativas na ativação da ATPase de Hsc70 e no desdobramento de proteínas dependente de Hsc70. Em células HeLa, as DJAs aumentaram o novo dobramento de proteínas e a importação mitocondrial, embora em diferentes extensões. Nenhuma DJA individual foi superior às outras em todos os aspectos, mas cada uma apresentou um perfil de especialização parcial. As co-chaperonas de Hsp90 p23 e Aha1 também regularam as interações Hsp90-pré-proteína. Sugerimos que múltiplas co-chaperonas com propriedades semelhantes, mas parcialmente especializadas, cooperam em complexos chaperona-pré-proteína ótimos.

Multiple 40-kDa heat-shock protein chaperones function in Tom70-dependent mitochondrial import: Mitochondrial preproteins that are imported via the translocase of the mitochondrial outer membrane (Tom)70 receptor are complexed with cytosolic chaperones before targeting to the mitochondrial outer membrane. The adenine nucleotide transporter (ANT) follows this pathway, and its purified mature form is identical to the preprotein. Purified ANT was reconstituted with chaperones in reticulocyte lysate, and bound proteins were identified by mass spectrometry. In addition to 70-kDa heat-shock cognate protein (Hsc70) and 90-kDa heat-shock protein (Hsp90), a specific subset of cochaperones were found, but no mitochondria-specific targeting factors were found. Interestingly, three different Hsp40-related J-domain proteins were identified: DJA1, DJA2, and DJA4. The DJAs bound preproteins to different extents through their C-terminal regions. DJA dominant-negative mutants lacking the N-terminal J-domains impaired mitochondrial import. The mutants blocked the binding of Hsc70 to preprotein, but with varying efficiency. The DJAs also showed significant differences in activation of the Hsc70 ATPase and Hsc70-dependent protein refolding. In HeLa cells, the DJAs increased new protein folding and mitochondrial import, although to different extents. No single DJA was superior to the others in all aspects, but each had a profile of partial specialization. The Hsp90 cochaperones p23 and Aha1 also regulated Hsp90-preprotein interactions. We suggest that multiple cochaperones with similar yet partially specialized properties cooperate in optimal chaperone-preprotein complexes. © 2007 by The American Society for Cell Biology. © 2009 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

As proteínas do grupo Polycomb (PcG) e do grupo Trithorax (TrxG) de Drosophila são responsáveis pela manutenção de padrões estáveis de transcrição de muitos reguladores do desenvolvimento, como os genes homeóticos. Utilizamos ChIP-on-chip para comparar a distribuição de várias proteínas PcG/TrxG, bem como modificações de histonas em genes ativos e reprimidos nos dois complexos homeóticos ANT-C e BX-C. Nossos dados indicam a colocalização do complexo repressivo Polycomb 1 (PRC1) com Trx e a proteína de ligação ao DNA Pleiohomeotic (Pho) em elementos de sequência discretos, bem como diferenças significativas na montagem da cromatina em regiões ativas e inativas. Trx liga-se aos promotores de genes ativos e transcritos não codificantes. Mais impressionantemente, no estado ativo, Pho cobre domínios de cromatina estendidos ao longo de muitos quilobases. Esta característica de Pho, observada em muitos "puffs" de cromossomos politênicos, reflete uma função previamente não descrita. No gene hsp70, demonstramos em mutantes que Pho é necessária para a recuperação transcricional após choque térmico. Além de sua presumível função no recrutamento de complexos PcG para seu local de ação, nossos resultados agora revelam que Pho desempenha um papel adicional na repressão de genes já induzidos.

Comparing active and repressed expression states of genes controlled by the Polycomb/Trithorax group proteins: Drosophila Polycomb group (PcG) and Trithorax group (TrxG) proteins are responsible for the maintenance of stable transcription patterns of many developmental regulators, such as the homeotic genes. We have used ChIP-on-chip to compare the distribution of several PcG/TrxG proteins, as well as histone modifications in active and repressed genes across the two homeotic complexes ANT-C and BX-C. Our data indicate the colocalization of the Polycomb repressive complex 1 (PRC1) with Trx and the DNA binding protein Pleiohomeotic (Pho) at discrete sequence elements as well as significant chromatin assembly differences in active and inactive regions. Trx binds to the promoters of active genes and noncoding transcripts. Most strikingly, in the active state, Pho covers extended chromatin domains over many kilobases. This feature of Pho, observed on many polytene chromosome puffs, reflects a previously undescribed function. At the hsp70 gene, we demonstrate in mutants that Pho is required for transcriptional recovery after heat shock. Besides its presumptive function in recruiting PcG complexes to their site of action, our results now uncover that Pho plays an additional role in the repression of already induced genes. © 2007 by The National Academy of Sciences of the USA. © 2009 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

A expressão de HSP70 é induzida por fatores de estresse, incluindo resfriamento subletal, mas o papel da HSP70 para superar as consequências do estresse pelo frio não é claro. Se o papel for positivo, o nível de expressão de HSP70 pode ser maior em populações de climas mais frios. Através do uso de imunoblotagem, investigamos a dinâmica da expressão de HSP70 em resposta ao estresse pelo frio em duas espécies de Myrmica de três localidades de diferentes latitudes (50, 60 e 67° N). Os resultados mostraram que na espécie mais termofílica Myrmica rubra a expressão de HSP70 após o estresse pelo frio foi mais intensa. As características de expressão dentro de ambas as espécies não mostraram relação direta com a latitude. Em M. rubra a população mais ao sul e em M. ruginodis a população mais ao norte apresentaram a resposta mais rápida e intensa. No entanto, em M. rubra as outras duas populações estudadas foram semelhantes no tempo e intensidade da resposta, enquanto em M. ruginodis a população intermediária mostrou a resposta mais lenta e fraca. Os dados sugerem que a expressão de HSP70 pode desempenhar o papel mais considerável na adaptação ao frio na população mais ao sul de M. ruginodis. © 2011 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.; MEDLINE® é a fonte para os termos MeSH deste documento.

Expression of stress proteins of family HSP70 in response to cold in Myrmica ants from different geographic populations: Expression of HSP70 is induced by stress factors, including sub-lethal chilling, but the role of HSP70 for overcoming consequenses of cold stress is not clear. If the role is positive, the level of HSP70 expression might be higher in populations from colder climates. By use of immunoblotting we investigated dynamics of HSP70 expression in response to cold stress in two Myrmica species from three localities of different latitude (50, 60 and 67° N). The results showed that in the more thermophilic species Myrmica rubra expression of HSP70 after cold stress was more intense. Expression traits within both species did not show direct relationship with latitude. In M. rubra the southernmost population and in M. ruginodis the northernmost one displayed the fastest and most intense response. However, in M. rubra the two other studied populations were similar in timing and intensity of the response, while in M. ruginodis the intermediate population showed the slowest and weakest response. The data suggest that the expression of HSP70 might play the most considerable role in the adaptation to cold in the southernmost population of M. ruginodis. © 2011 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

Objetivos: A fosforilação reversível de proteínas mitocondriais é essencial na regulação da função respiratória, metabolismo energético e morte celular mediada por mitocôndrias. Nossa hipótese foi que a fosforilação de proteínas mitocondriais desempenha um papel crítico na cardioproteção durante o pré e pós-condicionamento, duas das terapias anti-isquêmicas mais eficientes. Métodos e resultados: Utilizando abordagens fosfoproteômicas, investigamos os perfis de proteínas fosforiladas em mitocôndrias cardíacas de ratos Wistar protegidas pelo pré e pós-condicionamento farmacológico induzido por isoflurano. Sessenta e um spots foram detectados por eletroforese bidimensional em gel azul nativo acoplada a Western blot usando um anticorpo específico para fosfo-Ser/Thr/Tyr, e 45 destes spots foram identificados por espectrometria de massa por tempo de voo/desorção a laser assistida por matriz. Onze spots proteicos relacionados à fosforilação oxidativa, metabolismo energético, funções de chaperona e carreador exibiram mudanças significativas em seu estado de fosforilação quando as mitocôndrias protegidas foram comparadas com as não protegidas. Usando um protocolo de enriquecimento de fosfopeptídeos seguido por cromatografia líquida-MS/MS, 26 potenciais sítios de fosforilação foram identificados em 19 proteínas. Entre estes, um novo sítio de fosforilação foi detectado no translocador de nucleotídeos de adenina-1 (ANT1) no resíduo Tyr194. Mudanças na fosforilação do ANT entre mitocôndrias protegidas e não protegidas foram confirmadas por imunoprecipitação. A significância biológica da fosforilação do ANT na Tyr194 foi testada adicionalmente com mutagênese sítio-dirigida em levedura. A substituição da Tyr194 por Phe, mimetizando o estado não fosforilado, resultou na inibição do crescimento da levedura em fontes de carbono não fermentáveis, implicando um papel crítico da fosforilação neste resíduo na regulação da função do ANT e respiração celular. Conclusões: Nossa análise enfatiza as funções regulatórias do fosfoproteoma em mitocôndrias cardíacas e revela uma nova ligação potencial entre bioenergética e cardioproteção. © O Autor 2008. © 2009 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.; MEDLINE® é a fonte para os termos MeSH deste documento.

Phosphoproteome analysis of isoflurane-protected heart mitochondria: Phosphorylation of adenine nucleotide translocator-1 on Tyr194 regulates mitochondrial function: Aims: Reversible phosphorylation of mitochondrial proteins is essential in the regulation of respiratory function, energy metabolism, and mitochondrion-mediated cell death. We hypothesized that mitochondrial protein phosphorylation plays a critical role in cardioprotection during pre and postconditioning, two of the most efficient anti-ischaemic therapies. Methods and results: Using phosphoproteomic approaches, we investigated the profiles of phosphorylated proteins in Wistar rat heart mitochondria protected by pharmacological pre and postconditioning elicited by isoflurane. Sixty-one spots were detected by two-dimensional blue-native gel electrophoresis-coupled Western blotting using a phospho-Ser/Thr/Tyr-specific antibody, and 45 of these spots were identified by matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight mass spectrometry. Eleven protein spots related to oxidative phosphorylation, energy metabolism, chaperone, and carrier functions exhibited significant changes in their phosphorylation state when protected mitochondria were compared with unprotected. Using a phosphopeptide enrichment protocol followed by liquid chromatography-MS/MS, 26 potential phosphorylation sites were identified in 19 proteins. Among these, a novel phosphorylation site was detected in adenine nucleotide translocator-1 (ANT1) at residue Tyr 194. Changes in ANT phosphorylation between protected and unprotected mitochondria were confirmed by immunoprecipitation. The biological significance of ANT phosphorylation at Tyr194 was further tested with site-directed mutagenesis in yeast. Substitution of Tyr194 with Phe, mimicking the non-phosphorylated state, resulted in the inhibition of yeast growth on non-fermentable carbon sources, implying a critical role of phosphorylation at this residue in regulating ANT function and cellular respiration. Conclusions: Our analysis emphasizes the regulatory functions of the phosphoproteome in heart mitochondria and reveals a novel, potential link between bioenergetics and cardioprotection. © The Author 2008. © 2009 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

De acordo com a necessidade do corpo, a água é reabsorvida da pré-urina formada por ultrafiltração no rim. Este processo é regulado pelo hormônio antidiurético arginina-vasopressina (AVP), que se liga ao seu receptor tipo 2 (V2R) no rim. Mutações no gene que codifica o V2R frequentemente levam à forma hereditária ligada ao X da diabetes insípida nefrogênica (NDI), um distúrbio no qual os pacientes são incapazes de concentrar sua urina apesar da presença de AVP. Muitas dessas mutações são mutações de sentido errôneo que não interferem na funcionalidade intrínseca do V2R, mas causam sua retenção no retículo endoplasmático (RE), tornando-o indisponível para a ligação com AVP. Como os tratamentos atuais para NDI aliviam seus sintomas até certo ponto, mas não curam o distúrbio, antagonistas permeáveis à célula (chaperonas farmacológicas) têm sido usados com sucesso para estabilizar os receptores mutantes e restaurar sua localização na membrana plasmática. Recentemente, agonistas permeáveis à célula também demonstraram resgatar mutantes do V2R retidos no RE, levando ao aumento dos níveis de AMPc e translocação da aquaporina-2 para a membrana apical. Isso torna agonistas permeáveis à célula específicos para V2R terapêuticas muito promissoras para NDI resultante de receptores V2R mal dobrados. © 2010 Os Autores. Compilação do Jornal © 2010 Blackwell Publishing Ltd. © 2012 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Potential of nonpeptide (ant)agonists to rescue vasopressin v2 receptor mutants for the treatment of X-linked nephrogenic diabetes insipidus: According to the body's need, water is reabsorbed from the pro-urine that is formed by ultrafiltration in the kidney. This process is regulated by the antidiuretic hormone arginine-vasopressin (AVP), which binds to its type 2 receptor (V2R) in the kidney. Mutations in the gene encoding the V2R often lead to the X-linked inheritable form of nephrogenic diabetes insipidus (NDI), a disorder in which patients are unable to concentrate their urine despite the presence of AVP. Many of these mutations are missense mutations that do not interfere with the intrinsic functionality of V2R, but cause its retention in the endoplasmic reticulum (ER), making it unavailable for AVP binding. Because the current treatments for NDI relieve its symptoms to some extent, but do not cure the disorder, cell-permeable antagonists (pharmacological chaperones) have been successfully used to stabilise the mutant receptors and restore their plasma membrane localisation. Recently, cell-permeable agonists also were shown to rescue ER-retained V2R mutants, leading to increased cAMP levels and translocation of aquaporin-2 to the apical membrane. This makes V2R-specific cell-permeable agonists very promising therapeutics for NDI as a result of misfolded V2R receptors. © 2010 The Authors. Journal Compilation © 2010 Blackwell Publishing Ltd. © 2012 Elsevier B.V., All rights reserved.

Pesquisas recentes sobre proteínas de choque térmico (Hsps) em doenças inflamatórias crônicas indicam que as Hsps podem ter atividades supressoras da doença. Nosso objetivo foi caracterizar a resposta imune direcionada às Hsp40 bacterianas (DnaJ) e humanas em pacientes com artrite reumatoide (AR). Encontramos níveis elevados de anticorpos séricos anti-DnaJ, anti-Hdj2 e anti-Hdj3 (mas não anti-Hdj1) nos pacientes com AR (P ≥ 0,001) em comparação com controles saudáveis. Em culturas de células mononucleares do sangue periférico (PBMCs), todas as proteínas Hsp40 testadas inibiram significativamente as divisões de células T CD4+ e CD8+ dos pacientes com AR, mas não as dos controles. Tanto DnaJ quanto Hdj2 estimularam a secreção da principal citocina anti-inflamatória IL-10 pelas PBMCs dos pacientes com AR (P < 0,05), e de IL-6 pelas PBMCs dos grupos AR (P < 0,001) e controle (P < 0,01). DnaJ reduziu a secreção de TNFα (P < 0,05) por ambos os grupos de PBMCs. Nossos resultados mostram pela primeira vez que os pacientes com AR têm uma resposta humoral aumentada às proteínas humanas Hsp40 Hdj2 e Hdj3. Esta é também a primeira descrição do efeito imunomodulador das Hsp40 humanas sobre células T e secreção de citocinas na AR, sugerindo que as Hsp40 atuam como agentes anti-inflamatórios naturais na AR.

Hsp40 proteins modulate humoral and cellular immune response in rheumatoid arthritis patients: Recent research on the heat shock proteins (Hsps) in chronic inflammatory diseases indicates that Hsps may have disease-suppressive activities. Our aim was to characterize immune response directed to bacterial (DnaJ) and human Hsp40s in patients with rheumatoid arthritis (RA). We found elevated levels of anti-DnaJ, anti-Hdj2, and anti-Hdj3 (but not ant-Hdj1) serum antibodies in the RA patients (P∈ ≥ ∈0.001) compared to healthy controls. In peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) culture, all tested Hsp40 proteins significantly inhibited the divisions of CD4+ and CD8+ T cells of the RA patients but not those of the controls. Both DnaJ and Hdj2 stimulated secretion of the main anti-inflammatory cytokine IL-10 by PBMCs of the RA patients (P∈<∈0.05), and of IL-6 by PBMCs of the RA (P∈<∈0.001) and control (P∈<∈0.01) groups. DnaJ reduced TNFα secretion (P∈<∈0.05) by both groups of PBMCs. Our results show for the first time that the RA patients have an increased humoral response to human Hsp40 proteins Hdj2 and Hdj3. This is also the first description of immunomodulatory effect of human Hsp40s on T cells and cytokine secretion in RA, suggesting that Hsp40s act as natural anti-inflammatory agents in RA. © 2010 Cell Stress Society International. © 2011 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

As pequenas GTPases semelhantes a Arf (Arl) possuem uma diversidade de funções na célula eucariótica. A Arl2 de metazoários atua como reguladora da biogênese de microtúbulos, ligando-se ao chaperone específico de tubulina cofator D. A Arl2 também possui uma função mitocondrial através de suas interações com BART e ANT-1, sendo o único membro da superfamília Ras encontrado neste organelo até o momento. No presente estudo, descrevemos a caracterização do ortólogo de Arl2 no parasita protozoário Trypanosoma brucei. A modulação da expressão de TbARL2 em parasitas de forma sanguínea por interferência de RNA (RNAi) causa inibição da formação do sulco de clivagem, resultando em um defeito severo na citocinese e no acúmulo de células multinucleadas. O RNAi de TbARL2 também resulta na perda de α-tubulina acetilada, mas não da α-tubulina total, dos microtúbulos celulares. Embora a superexpressão de TbARL2myc também leve a um defeito na citocinese, um excesso de proteína não marcada não tem efeito na divisão celular, demonstrando a importância do extremo C-terminal na função correta. Células com superexpressão de TbARL2 (marcadas com myc ou não marcadas) apresentam um aumento na α-tubulina acetilada. Nossos dados indicam que a Arl2 tem um papel fundamentalmente conservado na biogênese de microtúbulos em tripanossomas que se correlaciona com a acetilação da α-tubulina.

The small GTPase ARL2 is required for cytokinesis in Trypanosoma brucei: The Arf-like (Arl) small GTPases have a diverse range of functions in the eukaryotic cell. Metazoan Arl2 acts as a regulator of microtubule biogenesis, binding to the tubulin-specific chaperone cofactor D. Arl2 also has a mitochondrial function through its interactions with BART and ANT-1, the only member of the Ras superfamily to be found in this organelle to date. In the present study, we describe characterization of the Arl2 orthologue in the protozoan parasite Trypanosoma brucei. Modulation of TbARL2 expression in bloodstream form parasites by RNA interference (RNAi) causes inhibition of cleavage furrow formation, resulting in a severe defect in cytokinesis and the accumulation of multinucleated cells. RNAi of TbARL2 also results in loss of acetylated α-tubulin but not of total α-tubulin from cellular microtubules. While overexpression of TbARL2myc also leads to a defect in cytokinesis, an excess of untagged protein has no effect on cell division, demonstrating the importance of the extreme C-terminus in correct function. TbARL2 overexpressing cells (either myc-tagged or untagged) have an increase in acetylated α-tubulin. Our data indicate that Arl2 has a fundamentally conserved role in trypanosome microtubule biogenesis that correlates with α-tubulin acetylation. © 2010 Elsevier B.V. © 2010 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

Numerosas espécies de insetos abrigam endossimbiontes mutualistas que desempenham um papel na ciclagem de nutrientes ou conferem outros benefícios adaptativos aos seus hospedeiros. Os insetos hospedeiros enfrentam o problema de ter que manter tais bactérias mutualistas enquanto desencadeiam uma resposta imune contra patógenos durante a infecção. Além disso, os hospedeiros podem regular o número de endossimbiontes presentes em seus tecidos através do sistema imunológico inato. As formigas Camponotus floridanus abrigam o endossimbionte obrigatório Blochmannia floridanus em células especializadas do intestino médio e ovários. Identificamos genes transcritos em resposta a lesão séptica por hibridização subtrativa por supressão (SSH). Entre estes estavam genes envolvidos no reconhecimento de patógenos (ex.: GNBP), transdução de sinal (ex.: MAPK-quinase), atividade antimicrobiana (ex.: defensina e himenoptaecina) ou resposta geral ao estresse (ex.: proteína de choque térmico). Uma análise quantitativa da expressão de genes imunes revelou diferentes cinéticas de expressão de fatores individuais e também perfis de expressão característicos após injeção de bactérias gram-negativas e gram-positivas. Da mesma forma, B. floridanus injetado no hemocelo provocou uma resposta imune comparável em seu hospedeiro C. floridanus. Assim, o sistema imunológico do hospedeiro pode contribuir para controlar a população do endossimbionte. © 2011 Elsevier Ltd. © 2018 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Immune response of the ant Camponotus floridanus against pathogens and its obligate mutualistic endosymbiont: Numerous insect species harbor mutualistic endosymbionts that play a role in nutrient cycling or confer other fitness benefits to their hosts. Insect hosts face the problem of having to maintain such mutualistic bacteria while staging an immune response towards pathogens upon infection. In addition, hosts may regulate the number of endosymbionts present in their tissues via the innate immune system. Camponotus floridanus ants harbor the obligate endosymbiont Blochmannia floridanus in specialized midgut cells and ovaries. We identified genes transcriptionally induced in response to septic injury by suppression subtractive hybridization (SSH). Among these were genes involved in pathogen recognition (e.g. GNBP), signal transduction (e.g. MAPK-kinase), antimicrobial activity (e.g. defensin and hymenoptaecin), or general stress response (e.g. heat shock protein). A quantitative analysis of immune-gene expression revealed different expression kinetics of individual factors and also characteristic expression profiles after injection of gram-negative and gram-positive bacteria. Likewise, B. floridanus injected into the hemocoel elicited a comparable immune response of its host C. floridanus. Thus, the host immune system may contribute to controlling the endosymbiont population. © 2011 Elsevier Ltd. © 2018 Elsevier B.V., All rights reserved.

Sumário O transcriptoma de Blochmannia floridanus, o endossimbionte da formiga carpinteira Camponotus floridanus, é apresentado durante vários estágios de desenvolvimento de seu hospedeiro holometábolo através do uso de um macroarray de DNA de genoma completo. Os padrões de transcrição detectados indicam a presença de unidades de transcrição locais, bem como mecanismos regulatórios globais. No entanto, a escala geral de regulação é muito modesta, raramente excedendo um fator de três. Um grande número de genes mostra expressão diferencial em diferentes estágios de vida e um padrão distinto de expressão de genes possivelmente envolvidos na função simbiótica em comparação com genes de manutenção é aparente. No entanto, essas alterações transcricionais são pequenas em comparação com as mudanças no número de bactérias durante o desenvolvimento do hospedeiro, que é maior em pupas e em imagos jovens. O controle da replicação das bactérias em certos estágios de vida pode, portanto, ser o parâmetro decisivo que influencia o nível geral de expressão gênica de Blochmannia no animal. Os poucos genes altamente expressos, como aqueles que codificam chaperonas moleculares, exibem um conteúdo de G+C significativamente maior do que genes moderadamente expressos.

Transcriptional profiling of the endosymbiont Blochmannia floridanus during different developmental stages of its holometabolous ant host: Summary The transcriptome of Blochmannia floridanus, the endosymbiont of the carpenter ant Camponotus floridanus, is presented during various developmental stages of its holometabolous host by use of a whole-genome DNA macroarray. The detected transcription patterns indicate the presence of local transcription units as well as global regulatory mechanisms. Yet, the overall regulation scale is very modest, rarely exceeding a factor of three. A large number of genes show differential expression in different life stages and a distinct expression pattern of genes possibly involved in symbiotic function as compared with housekeeping genes is apparent. However, these transcriptional changes are small as compared with the changes in the number of bacteria during host development, which is the highest in pupae and in young imagines. Control of replication of the bacteria in certain life stages may therefore be the decisive parameter influencing the overall level of gene expression of Blochmannia in the animal. The few highly expressed genes like those encoding molecular chaperones exhibit a significantly higher G+C content than moderately expressed genes. © Journal compilation © 2008 Society for Applied Microbiology and Blackwell Publishing Ltd. © 2018 Elsevier B.V., All rights reserved.

A doença de Charcot-Marie-Tooth tipo 2A (CMT2A), uma neuropatia periférica herdada de forma dominante, é causada por mutações no gene MFN2, uma proteína de fusão mitocondrial. Tendo demonstrado previamente um defeito de acoplamento mitocondrial em fibroblastos de pacientes com CMT2A, investigamos aqui o consumo mitocondrial de oxigênio e a expressão da translocase de nucleotídeos de adenina (ANT) e proteínas desacopladoras de outros oito pacientes com a doença. O desacoplamento mitocondrial foi associado a uma maior taxa respiratória, envolvendo essencialmente proteínas do complexo II. Além disso, um aumento de duas vezes na expressão de ANT levou à redução da eficiência da fosforilação oxidativa em células CMT2A, sugerindo que a MFN2 desempenha um papel no controle das trocas de ATP/ADP.

Adenine nucleotide translocase is involved in a mitochondrial coupling defect in MFN2-related Charcot-Marie-Tooth type 2A disease: Charcot-Marie-Tooth type 2A disease (CMT2A), a dominantly inherited peripheral neuropathy, is caused by mutations in MFN2, a mitochondrial fusion protein. Having previously demonstrated a mitochondrial coupling defect in CMT2A patients' fibroblasts, we here investigate mitochondrial oxygen consumption and the expression of adenine nucleotide translocase (ANT) and uncoupling proteins from eight other patients with the disease. The mitochondrial uncoupling was associated with a higher respiratory rate, essentially involving complex II proteins. Furthermore, a twofold increase in the expression of ANT led to the reduced efficiency of oxidative phosphorylation in CMT2A cells, suggesting that MFN2 plays a role in controlling ATP/ADP exchanges. © 2009 Springer-Verlag. © 2010 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

Nós previamente estabelecemos transformantes estáveis da linhagem celular HEK293 (células embrionárias humanas do rim) que expressam as cadeias α3, α4 do colágeno tipo IV e cadeias α5 do tipo selvagem ou mutante. Utilizando essas linhagens celulares, confirmamos que essas três cadeias formam um heterotrímero e que as cadeias α5 contendo mutações observadas na síndrome de Alport são defeituosas na heterotrimerização. Nestes estudos, a quantidade de heterotrímero formada foi muito menor do que o esperado em relação à quantidade de cadeias α(IV) expressas. O objetivo do presente estudo foi determinar o efeito do chaperone molecular específico do colágeno, proteína de choque térmico 47 (HSP47), cuja expressão é baixa em células HEK293, na heterotrimerização das cadeias α3(IV), α4(IV) e α5(IV). A redução dos níveis de HSP47 por siRNA resultou em defeitos na heterotrimerização entre as três cadeias, indicando que HSP47 desempenha um papel crítico na heterotrimerização. Por outro lado, a superexpressão de HSP47 não influenciou a heterotrimerização. Como muitas enzimas e chaperones moleculares auxiliam o correto enovelamento e trimerização dos colágenos, uma ou mais enzimas e/ou chaperones moleculares, além do HSP47, podem ser deficientes em células HEK293. A superexpressão de HSP47 diminuiu a secreção de heterotrímeros contendo a cadeia α5(IV) mutante, sugerindo que a superexpressão de HSP47 pode melhorar os mecanismos de controle de qualidade da síntese de colágeno inibindo a secreção de heterotrímeros com estrutura incorreta. © 2011 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados; MEDLINE® é a fonte para os termos MeSH deste documento.

Effect of HSP47 expression levels on hetero trimmer formation among type iv collagen α3, α4 and α5 chains: We previously established stable transform ants of the human embryonic kidney 293 (HEK293) cell line that express type IV collagen α3, α4 and wild-type or mutant-type α5 chains. Using these cell lines, we confirmed that these three chains form a hetero trimmer and that α5 chains containing mutations seen in Apart syndrome are defective in hetero trimerization. In these studies, the amount of hetero trimmer that formed was much less than expected relative to the amount of α(IV) chains expressed. The aim of the present study was to determine the effect of the collagen-specific molecular chaperone heat shock protein 47 (HSP47), whose expression is low in HEK293 cells, on the hetero trimerization of α3(IV), α4(IV) and α5(IV) chains. Reduction of HSP47 levels by SIRNA resulted in defects of hetero trimerization among the three chains, indicating that HSP47 plays a critical role in the hetero trimerization. On the other hand, over expression of HSP47 did not infuence heterotrimerization. Since many enzymes and molecular chaperons assist correct folding and trimerization of collagens, one or more enzymes and/or molecular chaperones, other than HSP47, might be deficient in HEK293 cells. Over expression of HSP47 decreased the secretion of hetero trimmers containing the mutant α5(IV) chain, suggesting that HSP47 over expression might enhance the quality control mechanisms of collagen synthesis by inhibiting the secretion of incorrectly structured hetero trimmers. © 2011 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

Muitos grupos de insetos coevoluíram com endossimbiontes bacterianos que vivem dentro de células especializadas do hospedeiro. Como exemplo marcante, formigas da tribo Camponotini dependem de Blochmannia, um mutualista bacteriano intracelular que sintetiza aminoácidos e recicla nitrogênio para o hospedeiro. Realizamos uma análise proteômica quantitativa shotgun, livre de marcação, LC/MS/MS para investigar o proteoma de Blochmannia associado com Camponotus chromaiodes. Identificamos mais de 330 proteínas de Blochmannia, ou 54% de cobertura do proteoma previsto, bem como 244 proteínas de Camponotus. Usando a intensidade média dos 3 peptídeos "best flier" principais juntamente com adição de um padrão substituto em concentração conhecida, estimamos a concentração (fmol/μg) dessas proteínas com identificação confiante. A faixa dinâmica estimada da abundância proteica de Blochmannia abrangeu 3 ordens de magnitude e cobriu diversas categorias funcionais, com representação particularmente alta de metabolismo, transferência de informação e chaperonas. GroEL, a proteína mais abundante, totalizou 6% da abundência proteica de Blochmannia. Biossíntese de aminoácidos essenciais, ácidos graxos e nucleotídeos, e assimilação de sulfato tiveram cobertura desproporcionalmente alta no proteoma, apoiando ainda mais um papel nutricional da simbiose. Esta primeira análise proteômica quantitativa de um endossimbionte de formiga ilustra uma abordagem promissora para estudar a base funcional de simbioses íntimas.

Proteomic analysis of an unculturable bacterial endosymbiont (blochmannia) reveals high abundance of chaperonins and biosynthetic enzymes: Many insect groups have coevolved with bacterial endosymbionts that live within specialized host cells. As a salient example, ants in the tribe Camponotini rely on Blochmannia, an intracellular bacterial mutualist that synthesizes amino acids and recycles nitrogen for the host. We performed a shotgun, label-free, LC/MS/MS quantitative proteomic analysis to investigate the proteome of Blochmannia associated with Camponotus chromaiodes. We identified more than 330 Blochmannia proteins, or 54% coverage of the predicted proteome, as well as 244 Camponotus proteins. Using the average intensity of the top 3 "best flier" peptides along with spiking of a surrogate standard at a known concentration, we estimated the concentration (fmol/μg) of those proteins with confident identification. The estimated dynamic range of Blochmannia protein abundance spanned 3 orders of magnitude and covered diverse functional categories, with particularly high representation of metabolism, information transfer, and chaperones. GroEL, the most abundant protein, totaled 6% of Blochmannia protein abundance. Biosynthesis of essential amino acids, fatty acids, and nucleotides, and sulfate assimilation had disproportionately high coverage in the proteome, further supporting a nutritional role of the symbiosis. This first quantitative proteomic analysis of an ant endosymbiont illustrates a promising approach to study the functional basis of intimate symbioses. © 2012 American Chemical Society. © 2013 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

A inflamação pode ser benéfica ou prejudicial para o fígado, dependendo de múltiplos fatores. Respostas inflamatórias leves (isto é, limitadas em intensidade e destinadas a se resolver) demonstraram exercer efeitos hepatoprotetores consistentes, contribuindo para o reparo tecidual e promovendo o restabelecimento da homeostase. Por outro lado, a inflamação excessiva (isto é, desproporcional em intensidade e permanente) pode induzir uma perda massiva de hepatócitos e, portanto, exacerbar a gravidade de várias condições hepáticas, incluindo lesão de isquemia-reperfusão, alterações metabólicas sistêmicas (por exemplo, obesidade, diabetes, distúrbios hepáticos gordurosos não alcoólicos), hepatite alcoólica, intoxicação por xenobióticos e infecção, estando de fato associada a dano hepático irreversível, fibrose e carcinogênese. Tanto células residentes no fígado (por exemplo, células de Kupffer, células estreladas hepáticas, células endoteliais sinusoidais) quanto células recrutadas em resposta à lesão (por exemplo, monócitos, macrófagos, células dendríticas, células natural killer) emitem sinais pró-inflamatórios incluindo - mas não limitados a - citocinas, quimiocinas, mensageiros lipídicos e espécies reativas de oxigênio que contribuem para a morte apoptótica ou necrótica de hepatócitos. Por sua vez, hepatócitos moribundos liberam padrões moleculares associados a danos que - ao se ligarem a receptores de reconhecimento de padrões evolutivamente conservados - ativam células do sistema imunológico inato para estimular ainda mais as respostas inflamatórias, estabelecendo assim um ciclo de realimentação altamente hepatotóxico de inflamação e morte celular. Nesta revisão, discutimos os mecanismos celulares e moleculares responsáveis pelo efeito mais deletério da inflamação hepática em nível celular, isto é, o início de uma resposta massiva de morte celular entre os hepatócitos. © 2013 European Association for the Study of the Liver. © 2013 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Decoding cell death signals in liver inflammation: Inflammation can be either beneficial or detrimental to the liver, depending on multiple factors. Mild (i.e., limited in intensity and destined to resolve) inflammatory responses have indeed been shown to exert consistent hepatoprotective effects, contributing to tissue repair and promoting the re-establishment of homeostasis. Conversely, excessive (i.e., disproportionate in intensity and permanent) inflammation may induce a massive loss of hepatocytes and hence exacerbate the severity of various hepatic conditions, including ischemia-reperfusion injury, systemic metabolic alterations (e.g., obesity, diabetes, non-alcoholic fatty liver disorders), alcoholic hepatitis, intoxication by xenobiotics and infection, de facto being associated with irreversible liver damage, fibrosis, and carcinogenesis. Both liver-resident cells (e.g., Kupffer cells, hepatic stellate cells, sinusoidal endothelial cells) and cells that are recruited in response to injury (e.g., monocytes, macrophages, dendritic cells, natural killer cells) emit pro-inflammatory signals including - but not limited to - cytokines, chemokines, lipid messengers, and reactive oxygen species that contribute to the apoptotic or necrotic demise of hepatocytes. In turn, dying hepatocytes release damage-associated molecular patterns that-upon binding to evolutionary conserved pattern recognition receptors-activate cells of the innate immune system to further stimulate inflammatory responses, hence establishing a highly hepatotoxic feedforward cycle of inflammation and cell death. In this review, we discuss the cellular and molecular mechanisms that account for the most deleterious effect of hepatic inflammation at the cellular level, that is, the initiation of a massive cell death response among hepatocytes. © 2013 European Association for the Study of the Liver. © 2013 Elsevier B.V., All rights reserved.

A hormese induzida por imidacloprido na forma de reprodução estimulada foi previamente relatada no pulgão verde do pêssego, Myzus persicae. Mudanças na expressão gênica que acompanham esta resposta hormética não foram investigadas anteriormente. Neste estudo, a expressão de genes de resposta ao estresse (Hsp60), dispersão (OSD, TOL e ANT) e desenvolvimento (FPPS I) foi examinada por duas gerações durante a estimulação reprodutiva induzida por imidacloprido em M. persicae. A metilação global do DNA também foi medida para testar a hipótese de que mudanças na expressão gênica são hereditárias. Em concentrações horméticas, a regulação negativa de Hsp60 foi seguida por regulação positiva deste gene na geração subsequente. Da mesma forma, a expressão de genes relacionados à dispersão e FPPS I variou com a concentração, estágio de vida e geração. Estes resultados indicam que a hormese reprodutiva em M. persicae é acompanhada por um padrão transgeracional complexo de regulação positiva e negativa de genes que provavelmente reflete compensações na expressão gênica e processos fisiológicos relacionados durante a resposta fenotípica à dose. Além disso, a metilação do DNA na segunda geração de M. persicae ocorreu em doses mais altas do que nos pulgões da primeira geração, sugerindo que pode ter ocorrido adaptabilidade hereditária a baixas doses do agente estressor. © 2014 University of Massachusetts. © 2014 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Gene expression during imidacloprid-induced hormesis in green peach aphid: Imidacloprid-induced hormesis in the form of stimulated reproduction has previously been reported in green peach aphid, Myzus persicae. Changes in gene expression accompanying this hormetic response have not been previously investigated. In this study, expression of stress response (Hsp60), dispersal (OSD, TOL and ANT), and developmental (FPPS I) genes were examined for two generations during imidacloprid-induced reproductive stimulation in M. persicae. Global DNA methylation was also measured to test the hypothesis that changes in gene expression are heritable. At hormetic concentrations, down-regulation of Hsp60was followed by up-regulation of this gene in the subsequent generation. Likewise, expression of dispersal-related genes and FPPS I varied with concentration, life stage, and generation. These results indicate that reproductive hormesis in M. persicae is accompanied by a complex transgenerational pattern of up- and down-regulation of genes that likely reflects trade-offs in gene expression and related physiological processes during the phenotypic dose-response. Moreover, DNA methylation in second generation M. persicae occurred at higher doses than in first-generation aphids, suggesting that heritable adaptability to low doses of the stressor might have occurred. © 2014 University of Massachusetts. © 2014 Elsevier B.V., All rights reserved.

As proteínas de choque térmico (HSPs) são uma família de proteínas cuja expressão é aumentada em resposta a estressores ambientais. Os genes hsp90 e hsp26 de Apostichopus japonicus foram clonados usando as técnicas de sequência expressa etiquetada e amplificação rápida das extremidades do cDNA. O cDNA de comprimento total de Aphsp90 e Aphsp26 contém 3.458 e 1.688 nucleotídeos codificando 720 e 236 aminoácidos, respectivamente. Alinhamentos múltiplos indicaram que as sequências de aminoácidos deduzidas de ApHsp90 e ApHsp26 compartilham alto nível de identidade com as sequências de Hsp90 e pequenas HSPs (sHSPs) de zebrafish, formiga, vermes-de-bolota, etc., e compartilham características estruturais idênticas com Hsp90 e sHSPs. Os perfis de expressão desses dois genes sob tratamento térmico foram investigados por PCR quantitativo em tempo real. Verificou-se que os transcritos de RNA mensageiro (mRNA) dos dois genes de A. japonicus variaram entre diferentes tecidos sob condições normais e choque térmico, e que a expressão de mRNA dos dois genes foi maior no intestino comparado a outros tecidos. O choque térmico elevou significativamente a expressão de Aphsp90 e Aphsp26 mRNA de maneira dependente de temperatura e tempo. Os resultados indicam que Aphsp90 e Aphsp26 desempenharam papéis importantes na mediação do estresse ambiental em A. japonicus. © 2011 Cell Stress Society International. © 2012 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados; MEDLINE® é a fonte para os termos MeSH deste documento.

The molecular characterization and expression of heat shock protein 90 (Hsp90) and 26 (Hsp26) cDNAs in sea cucumber (Apostichopus japonicus): The heat shock proteins (HSPs) are a family of proteins whose expression is enhanced in response to environmental stressors. The Apostichopus japonicus hsp90 and hsp26 genes were cloned using expressed sequence tag and rapid amplification of cDNA ends techniques. The full-length cDNA of Aphsp90 and Aphsp26 contains 3,458 and 1,688 nucleotides encoding 720 and 236 amino acids, respectively. Multiple alignments indicated that the deduced amino acid sequences of ApHsp90 and ApHsp26 shared a high level of identity with Hsp90 and small SHPs (sHSPs) sequences of zebrafish, ant, acorn worms, etc., and shared identical structural features with Hsp90 and sHSPs. The expression profiles of these two genes under heat treatment were investigated by real-time quantitative PCR. It was found that the messenger RNA (mRNA) transcripts of the two A. japonicus genes varied among different tissues under normal conditions and heat shock, and that the mRNA expression of the two genes was higher in the intestine compared to other tissues. Heat shock significantly elevated the expression of Aphsp90 and Aphsp26 mRNA in a temperature- and time-dependent manner. The results indicate that Aphsp90 and Aphsp26 played important roles in mediating the environmental stress in A. japonicus. © 2011 Cell Stress Society International. © 2012 Elsevier B.V., All rights reserved.; MEDLINE® is the source for the MeSH terms of this document.

As chaperonas moleculares da família HSP70 auxiliam na apresentação de peptídeos antigênicos exógenos por células apresentadoras de antígenos (APC). Os complexos HSP70-peptídeo são agentes imunoterapêuticos potentes que aumentam a apresentação cruzada do antígeno capturado em células dendríticas e macrófagos. Vários ensaios clínicos demonstraram que as vacinas contra o câncer baseadas em HSP possuem boa eficácia e segurança. No entanto, às vezes é impossível isolar uma quantidade suficiente da vacina. Isso nos fez prestar atenção às vacinas recombinantes HSP70HYB e otimizar o mecanismo de formação de complexos in vitro. Aqui investigamos duas proteínas recombinantes humanas HSP70HYB e HSC70. Os valores ótimos de concentração de ADP, pH, temperatura e excesso de peptídeos são determinados neste trabalho. Também demonstramos que o método proposto de formação de complexos enriquece o repertório de peptídeos eluídos dos complexos HSP70 em comparação com os montados in vivo. © 2017 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Analysis of complex formation of human recombinant HSP70 with tumor-associated peptides: Molecular chaperones of HSP7U family assists presentation of exogenous antigenic peptides by ant,gen-presenting cells (APC). HSP70-peptide complexes are powerful immunotherapeutic agents which enhance cross-presentation of captured antigen in dendritic cells and macrophages. Several clinical trials have shown that HSP-based cancer vaccines possess good efficacy and safety. However, sometime it is imnossible to isolate sufficient amount of vaccine. These make us to pay attention for recombinant HSP70<inf>HYB</inf> vaccines and to optimize in vitro complex formation mechanism. Here we have investigated two human recombinatinant protiens HSP70<inf>HYB</inf> and HSC70. Optimal valoes of ADP concentration, pH. temnerature and neptides excess are determined in Uns work. We have also shown that proposed complex formation method enriches eluted from HSP70-complexes peptide repertoire compared to in vivo assembled ones. © 2017 Elsevier B.V., All rights reserved.

O veneno da aranha Lachesana tarabaevi contém uma ampla variedade de peptídeos antimicrobianos. Entre eles, um lugar especial pertence às cito-insectotoxinas, uma classe de moléculas citolíticas que mostram efeitos antimicrobianos e inseticidas igualmente potentes. Testamos uma delas, CIT 1a, quanto à capacidade de suprimir a infecção por Chlamydia trachomatis. Células HEK293 foram transfectadas com vetores plasmidiais contendo o gene cit 1a. A expressão controlada do transgene levou a uma diminuição significativa na viabilidade de C. trachomatis dentro das células infectadas. Usando abordagens proteômicas e transcriptômicas, encontramos alterações nos padrões de expressão proteica e identificamos genes diferencialmente expressos em células transfectadas. © 2012 Springer Science + Business Media, LLC. © 2012 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Cyto-Insectotoxin 1a from Lachesana tarabaevi Spider Venom Inhibits Chlamydia trachomatis Infection: Venom of the ant spider Lachesana tarabaevi contains a wide variety of antimicrobial peptides. Among them, a special place belongs to cyto-insectotoxins, a class of cytolytic molecules showing equally potent antimicrobial and insecticidal effects. We tested one of them, CIT 1a, for ability to suppress Chlamydia trachomatis infection. HEK293 cells were transfected with plasmid vectors harboring the cit 1a gene. Controlled expression of the transgene led to a significant decrease in C. trachomatis viability inside the infected cells. Using proteomic and transcriptomic approaches, we found alterations in protein expression patterns and identified differentially expressed genes in transfected cells. © 2012 Springer Science + Business Media, LLC. © 2012 Elsevier B.V., All rights reserved.

Um experimento foi conduzido para determinar os efeitos da combinação de contatos agradáveis e desagradáveis com seres humanos na fisiologia e comportamento de frangos de corte. As aves foram submetidas aos seguintes tratamentos: (i) não receberam contato físico ou visual com humanos (controle); (ii) do dia 1 ao 28, os pintinhos foram individualmente acariciados suavemente por 30 s uma vez ao dia (PL); (iii) do dia 1 ao 28, os pintinhos foram individualmente pegos, suspensos por ambas as pernas, expostos a ruído gravado e balançados suavemente por 15 s uma vez ao dia (UNPL); (iv) do dia 1 ao 14 e do dia 15 ao 28, os pintinhos foram submetidos a PL e UNPL, respectivamente (PL-UNPL); e (v) do dia 1 ao 14 e do dia 15 ao 28, os pintinhos foram submetidos a UNPL e PL, respectivamente (UNPL-PL). No dia 42, aves de cada grupo de tratamento foram transportadas por rodovia por 3 h. A expressão da proteína de choque térmico (hsp) 70, os níveis plasmáticos de corticosterona, a concentração sérica de creatina quinase, as razões heterófilo/linfócito (HLR) e a duração da imobilidade tônica foram determinados antes e depois do transporte. Houve interações significativas (P < 0,05) entre duração do transporte × tratamento de contato humano para HLR e densidade de hsp 70. Após o transporte, os pintinhos PL apresentaram HLR significativamente (P < 0,05) menor e maior densidade de hsp 70 do que os outros grupos. A corticosterona dos pintinhos PL e UNPL foi menor do que suas contrapartes controle, PL-UNPL e UNPL-PL. Os tratamentos PL e PL-UNPL foram eficazes em encurtar significativamente (P < 0,05) a duração da imobilidade tônica. Exceto para UNPL-PL, a atividade sérica de creatina quinase de PL foi significativamente menor do que os outros grupos. Em conclusão, submeter as aves a contato humano agradável reduziu as reações de estresse e medo ao transporte ao aumentar a capacidade de expressar hsp 70 no cérebro. O contato humano desagradável teve efeito adverso na resposta das aves ao transporte. A experiência agradável precoce com humanos não conseguiu anular os efeitos adversos do contato desagradável subsequente.

Changes in heat shock protein 70, blood parameters, and fear-related behavior in broiler chickens as affected by pleasant and unpleasant human contact: An experiment was conducted to deter-mine the effects of combining both pleasant and un-pleasant contacts with human beings on physiology and behavior of broiler chickens. Birds were subjected to the following treatments: (i) received no physical or visual contact with humans (control); (ii) from d 1 to 28, chicks were individually stroked gently for 30 s once daily (PL); (iii) from d 1 to 28, chicks were picked up in-dividually, suspended by both legs, exposed to recorded noise, and swung gently for 15 s once daily (UNPL); (iv) from d 1 to 14 and from d 15 to 28, chicks were subjected to PL and UNPL, respectively (PL-UNPL); and (v) from d 1 to 14 and from d 15 to 28, chicks were subjected to UNPL and PL, respectively (UNPL-PL). On d 42, birds from each treatment group were road-transported for 3 h. Heat shock protein (hsp) 70 ex-pression, plasma levels of corticosterone, serum creatine kinase concentration, heterophil/lymphocyte ratios (HLR), and tonic immobility duration were determined pre-and posttransit. There were significant (P < 0. 05) duration of transportation × human contact treatment interactions for HLR and hsp 70 density. Following transit, the PL chicks had significantly (P < 0. 05) lower HLR and greater hsp 70 density than the other groups. The corticosterone of PL and UNPL chicks were lower than their control, PL-UNPL, and UNPL-PL counter-parts. The PL and PL-UNPL treatments were effective in shortening tonic immobility duration significantly (P < 0. 05). Except for UNPL-PL, the serum creatine kinase activity of PL was significantly lower than the other groups. In conclusion, subjecting birds to pleas-ant human contact reduced stress and fear reactions to transportation by enhancing the ability to express hsp 70 in the brain. Unpleasant human contact had adverse effect on the birds' response to transportation. Early age pleasant experience with humans failed to negate the adverse effects of subsequent unpleasant contact. © 2013 Poultry Science Association Inc. © 2021 Elsevier B.V., All rights reserved.

Diploscapter formicidae sp. n. foi coletado da formiga Prolasius advenus e seus ninhos em florestas nativas de faia da Ilha Sul, Nova Zelândia. Este é um novo registro de hospedeiro para o gênero de nematóide e o primeiro relato de um associado de formiga do hemisfério sul. Diploscapter formicidae sp. n. parece ser nativo da Nova Zelândia. Nenhum macho foi encontrado nas coletas de 16 ninhos, em concordância com dados previamente publicados sobre outros membros deste gênero, sugerindo que machos estão ausentes ou são muito raros. As fêmeas adultas apresentam simetria bilateral da cabeça, projeções dorsais e ventrais características do putative queilostoma com estruturas pareadas em forma de gancho ou hâmulos, expansivas abas labiais laterais membranosas ou lacínias, ginmostoma e estegostoma com paredes paralelas, pró-corpo inchado, bulbo terminal grande com válvula forte, ovários pareados com vulva medial, e cauda curta conoide com ápice pontiagudo ou espiculado delgado. Micrografias eletrônicas de varredura da estrutura da cabeça confirmaram que as lacínias laterais com dentes digitiformes ou filopódios são móveis (cobrindo e expondo alternadamente a boca). Estas abas labiais laterais estão localizadas posteriormente ao estoma, mas anteriormente às aberturas anfídias semelhantes a poros. A margem anterior do queilostoma possui projeções laterais apomórficas em forma de sino e os hâmulos são mais largos e menos pontiagudos do que outras espécies que foram examinadas. A filogenia molecular de subunidade pequena quase completa, segmentos de expansão D2/D3 da subunidade grande do gene rRNA e gene da proteína de choque térmico 90 (Hsp90) mostraram que D. formicidae sp. n. é monofilético com as espécies e isolados de Diploscapter disponíveis no GenBank, mas está em uma trajetória independente suportando status de espécie separada. © 2013 Koninklijke Brill NV, Leiden. © 2013 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Diploscapter formicidae sp. n. (Rhabditida: Diploscapteridae), from the ant Prolasius advenus (Hymenoptera: Formicidae) in New Zealand: Diploscapter formicidae sp. n. was collected from the ant Prolasius advenus and its nests in native beech forests of the South Island, New Zealand. This is a new host record for the nematode genus and the first report of an ant associate from the southern hemisphere. Diploscapter formicidae sp. n. appears to be native to New Zealand. No males were found from collections from 16 nests, in agreement with previously published data on the other members of this genus, suggesting that males are absent or very rare. The adult females have bilateral symmetry of the head, characteristic dorsal and ventral projections of the putative cheilostom with paired hook-like structures or hamuli, expansive membranous lateral lip flaps or laciniae, gymnostom and stegostom with parallel walls, a swollen procorpus, large terminal bulb with a strong valve, paired ovaries with medial vulva, and a short conoid tail with slender pointed or spicate tip. Scanning electron micrographs of the structure of the head confirmed that the lateral laciniae with finger-like tines or filopodia are moveable (alternately covering and exposing the mouth). These lateral lip flaps are located posterior to the stoma, but anterior to the pore-like amphidial openings. The anterior margin of the cheilostom possesses apomorphic lateral bell-shaped projections and the hamuli are broader and less pointed than other species that have been examined. Molecular phylogeny of near full-length small subunit, D2/D3 expansion segments of the large subunit rRNA gene and heat shock protein 90 (Hsp90) gene showed that D. formicidae sp. n. is monophyletic with the Diploscapter species and isolates available in GenBank, but is on an independent trajectory supporting separate species status. © 2013 Koninklijke Brill NV, Leiden. © 2013 Elsevier B.V., All rights reserved.

A calreticulina (CRT) é uma proteína ubiquitária e altamente conservada que se liga ao cálcio e existe no retículo endoplasmático (RE), possuindo uma variedade de funções biológicas na regulação da homeostase do cálcio celular, no chaperonamento molecular e na imunidade inata. Em nossa pesquisa, o gene homólogo da calreticulina (referido como PvCRT) foi clonado da formiga Polyrhachis vicina Roger (Hymenoptera: Formicidae), o cDNA de fita dupla completa do PvCRT tem 1584 pares de base (pb), contendo uma região 5' não traduzida de 87pb e uma região 3' não traduzida de 246pb. A região codificadora (ORF) de 1251pb codifica 416 aminoácidos. O uso de RT-PCR quantitativo em tempo real para estudar os níveis de expressão de mRNA do PvCRT indica que este gene foi expresso em diferentes estágios de desenvolvimento das castas de P. vicina. O nível de expressão de mRNA tanto em embriões quanto em adultos mostra que o gene PvCRT pode desempenhar papéis essenciais no desenvolvimento da formiga. © 2014 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Molecular cloning, characterization and expression analysis of calreticulin gene in the ant polyrhachis vicina roger (hymenoptera: SsFormicidae): Calreticulin (CRT) as a ubiquitous and highly conserved calcium-binding protein that exists in endoplasmic reticulum (ER), which possesses a variety of biological functions in the regulation of cell calcium homeostasis, molecular chaperoning and innate immunity.In our research, the calreticulin homologous gene (refered as PvCRT) was cloned from the ant Polyrhachis vicina Roger (Hymenoptera: Formicidae), the full-length cDNA of PvCRT is 1584bp base pairs (bp), contains a 5'-untranslated region of 87bp and a 3'-untranslated region of 246bp. The open reading frame (ORF) of 1251bp encodes 416 amino acids. Using real-time quantitative RT-PCR to study PvCRT mRNA expression levels indicates that this gene was expressed in different developmental stages of castes of P. vicina. The mRNA expression level in both embryos and adults shows that PvCRT gene may play some essential roles in the ant's development. © 2014 Elsevier B.V., All rights reserved.

Os endossimbiontes hereditários obrigatórios de insetos possuem alguns dos menores genomas bacterianos conhecidos. Isso provavelmente se deve à perda de material genômico durante a simbiose. O modo e a taxa dessa erosão podem mudar ao longo do tempo evolutivo: mais rápidos em associações recém-formadas e mais lentos em associações estabelecidas há muito tempo. Os endossimbiontes de piolhos humanos e de primatas antropoides apresentam uma oportunidade única para estudar a erosão genômica em simbiontes recém-estabelecidos (ou jovens). Isso porque temos uma história filogenética detalhada desses endossimbiontes com datas de divergência para espécies próximas. Isso permite que a evolução do genoma seja estudada em detalhes e que as taxas de mudança sejam estimadas em um contexto filogenético. Aqui, sequenciamos o genoma do endossimbionte do piolho do chimpanzé (Candidatus Riesia pediculischaeffi) e o comparamos com o genoma intimamente relacionado do endossimbionte do piolho do corpo humano. A partir dessa comparação, encontramos evidências de erosão genômica recente levando à perda de genes nesses endossimbiontes. Embora a perda de genes tenha sido detectada, ela não foi significativamente maior do que em endossimbiontes mais antigos de pulgões e formigas. Além disso, buscamos genes associados à síntese de vitaminas B nos dois genomas de endossimbiontes de piolhos porque acredita-se que esses endossimbiontes sintetizam vitaminas B essenciais ausentes na dieta do piolho. Todos os genes esperados estavam presentes, exceto aqueles envolvidos na síntese de tiamina. Não encontramos genes que codificam proteínas envolvidas na biossíntese de tiamina ou qualquer meio exógeno completo de recuperação de tiamina, sugerindo que existe um mecanismo não descrito para a recuperação de tiamina. Finalmente, genes que codificam a via de biossíntese de novo de pantotenato estavam localizados em um plasmídeo em ambos os táxons, juntamente com uma proteína de choque térmico. A movimentação desses genes para um plasmídeo pode ser funcional e evolutivamente significativa, potencialmente aumentando a produção e protegendo contra os efeitos deletérios da mutação. Esses dados acrescentam a um recurso crescente de genomas de endossimbiontes obrigatórios e à nossa compreensão da taxa e modo de erosão genômica em bactérias obrigatórias associadas a animais. Em última análise, o sequenciamento de genomas adicionais de p-endossimbiontes de piolhos fornecerá um sistema modelo para estudar a evolução do genoma em bactérias obrigatórias associadas a hospedeiros. © 2018 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Genome Sequence of Candidatus riesia pediculischaeffi, endosymbiont of chimpanzee lice, and genomic comparison of recently acquired endosymbionts from human and chimpanzee lice: The obligate-heritable endosymbionts of insects possess some of the smallest known bacterial genomes. This is likely due to loss of genomic material during symbiosis. The mode and rate of this erosion may change over evolutionary time: faster in newly formed associations and slower in long-established ones. The endosymbionts of human and anthropoid primate lice present a unique opportunity to study genome erosion in newly established (or young) symbionts. This is because we have a detailed phylogenetic history of these endosymbionts with divergence dates for closely related species. This allows for genome evolution to be studied in detail and rates of change to be estimated in a phylogenetic framework. Here, we sequenced the genome of the chimpanzee louse endosymbiont (Candidatus Riesia pediculischaeffi) and compared it with the closely related genome of the human body louse endosymbiont. From this comparison, we found evidence for recent genome erosion leading to gene loss in these endosymbionts. Although gene loss was detected, it was not significantly greater than in older endosymbionts from aphids and ants. Additionally, we searched for genes associated with B-vitamin synthesis in the two louse endosymbiont genomes because these endosymbionts are believed to synthesize essential B vitamins absent in the louse's diet. All of the expected genes were present, except those involved in thiamin synthesis. We failed to find genes encoding for proteins involved in the biosynthesis of thiamin or any complete exogenous means of salvaging thiamin, suggesting there is an undescribed mechanism for the salvage of thiamin. Finally, genes encoding for the pantothenate de novo biosynthesis pathway were located on a plasmid in both taxa along with a heat shock protein. Movement of these genes onto a plasmid may be functionally and evolutionarily significant, potentially increasing production and guarding against the deleterious effects of mutation. These data add to a growing resource of obligate endosymbiont genomes and to our understanding of the rate and mode of genome erosion in obligate animal-associated bacteria. Ultimately sequencing additional louse p-endosymbiont genomes will provide a model system for studying genome evolution in obligate host associated bacteria. © 2018 Elsevier B.V., All rights reserved.

Introdução: A apoptose é uma das causas presumidas de depleção de células T CD4+ durante a infecção pelo HIV e progressão para AIDS. Entretanto, o papel preciso do HIV-1 neste processo permanece não explicado. A protease do HIV-1 (PR) tem sido sugerida como um possível fator, mas uma ligação direta entre a atividade enzimática da PR do HIV-1 e a apoptose não foi estabelecida. Resultados: Aqui, mostramos que a expressão da PR ativa do HIV-1 induz morte em células HeLa e HEK-293 via via apoptótica mitocondrial. Esta conclusão é baseada em observações in vivo da localização direta da PR do HIV-1 nas mitocôndrias, um componente chave no desencadeamento da apoptose. Além disso, observamos uma diminuição dependente da concentração de PR do HIV-1 no potencial de membrana mitocondrial e o papel da PR do HIV-1 na ativação da caspase 9, clivagem de PARP e fragmentação de DNA. Adicionalmente, dados in vitro demonstraram que a PR do HIV-1 media a clivagem de proteínas mitocondriais Tom22, VDAC e ANT, levando à liberação das proteínas AIF e Hsp60. Usando triagem de duplo-híbrido em levedura, também identificamos um novo parceiro de interação da PR do HIV-1, a proteína associada ao carcinoma de mama 3 (BCA3). Descobrimos que a BCA3 acelera a atividade transcricional de p53 no promotor de bax, assim elevando o nível celular da proteína Bax pró-apoptótica. Conclusão: Em resumo, nossos resultados descrevem o envolvimento da PR do HIV-1 na apoptose, que é causada tanto por um efeito direto da PR do HIV-1 na integridade da membrana mitocondrial quanto por sua interação com a proteína celular BCA3.

HIV-1 protease-induced apoptosis: Background: Apoptosis is one of the presumptive causes of CD4+ T cell depletion during HIV infection and progression to AIDS. However, the precise role of HIV-1 in this process remains unexplained. HIV-1 protease (PR) has been suggested as a possible factor, but a direct link between HIV-1 PR enzymatic activity and apoptosis has not been established.Results: Here, we show that expression of active HIV-1 PR induces death in HeLa and HEK-293 cells via the mitochondrial apoptotic pathway. This conclusion is based on in vivo observations of the direct localization of HIV-1 PR in mitochondria, a key player in triggering apoptosis. Moreover, we observed an HIV-1 PR concentration-dependent decrease in mitochondrial membrane potential and the role of HIV-1 PR in activation of caspase 9, PARP cleavage and DNA fragmentation. In addition, in vitro data demonstrated that HIV-1 PR mediates cleavage of mitochondrial proteins Tom22, VDAC and ANT, leading to release of AIF and Hsp60 proteins. By using yeast two-hybrid screening, we also identified a new HIV-1 PR interaction partner, breast carcinoma-associated protein 3 (BCA3). We found that BCA3 accelerates p53 transcriptional activity on the bax promoter, thus elevating the cellular level of pro-apoptotic Bax protein.Conclusion: In summary, our results describe the involvement of HIV-1 PR in apoptosis, which is caused either by a direct effect of HIV-1 PR on mitochondrial membrane integrity or by its interaction with cellular protein BCA3. © 2014 Rumlová et al.; licensee BioMed Central Ltd. © 2014 Elsevier B.V., All rights reserved.

A identificação de genes envolvidos na evolução adaptativa de organismos não-modelo com genomas não caracterizados constitui um grande desafio. Este estudo empregou uma abordagem rigorosa e direcionada de gene candidato para testar seleção positiva em genes codificadores de proteínas do caranguejo-azul, Callinectes sapidus. Quatro genes com supostos papéis na adaptação fisiológica ao estresse ambiental foram escolhidos como candidatos. Um quinto gene não esperado para desempenhar um papel na adaptação ambiental foi usado como controle. Grandes amostras (n>800) de sequências de DNA de C. sapidus foram usadas em testes de neutralidade seletiva baseados em polimorfismos de sequência. Em combinação com estes, sequências do congênere C. similis foram usadas em testes de neutralidade baseados na divergência interespecífica. Em múltiplos testes, foram encontrados desvios significativos das expectativas neutras e indicativos de seleção positiva para o gene candidato trealose 6-fosfato sintase (tps). Estes desvios não puderam ser explicados por nenhum dos cenários de expansão populacional histórica ou gargalo que foram avaliados em simulações de coalescência. Evidências também foram encontradas para seleção balanceadora na subunidade 9 da ATP-sintase (atps) usando uma versão de máxima verossimilhança do teste de Hudson, Kreitman e Aguadé, e seleção positiva favorecendo substituições de aminoácidos dentro da translocase ATP/ADP (ant) foi detectada usando o teste de McDonald-Kreitman. Em contraste, as estatísticas de teste para o gene controle, proteína ribossomal L12 (rpl), que presumivelmente experimentou os mesmos efeitos demográficos que os loci candidatos, não foram significativamente diferentes das expectativas neutras e puderam ser prontamente explicadas por efeitos demográficos. Juntos, estes achados demonstram a utilidade da abordagem de gene candidato para investigar adaptação ao nível molecular em um invertebrado marinho para o qual extensos recursos genômicos não estão disponíveis.

Detecting selection in the blue crab, Callinectes sapidus, using DNA sequence data from multiple nuclear protein-coding genes: The identification of genes involved in the adaptive evolution of non-model organisms with uncharacterized genomes constitutes a major challenge. This study employed a rigorous and targeted candidate gene approach to test for positive selection on protein-coding genes of the blue crab, Callinectes sapidus. Four genes with putative roles in physiological adaptation to environmental stress were chosen as candidates. A fifth gene not expected to play a role in environmental adaptation was used as a control. Large samples (n>800) of DNA sequences from C. sapidus were used in tests of selective neutrality based on sequence polymorphisms. In combination with these, sequences from the congener C. similis were used in neutrality tests based on interspecific divergence. In multiple tests, significant departures from neutral expectations and indicative of positive selection were found for the candidate gene trehalose 6-phosphate synthase (tps). These departures could not be explained by any of the historical population expansion or bottleneck scenarios that were evaluated in coalescent simulations. Evidence was also found for balancing selection at ATP-synthase subunit 9 (atps) using a maximum likelihood version of the Hudson, Kreitmen, and Aguadé test, and positive selection favoring amino acid replacements within ATP/ADP translocase (ant) was detected using the McDonald-Kreitman test. In contrast, test statistics for the control gene, ribosomal protein L12 (rpl), which presumably has experienced the same demographic effects as the candidate loci, were not significantly different from neutral expectations and could readily be explained by demographic effects. Together, these findings demonstrate the utility of the candidate gene approach for investigating adaptation at the molecular level in a marine invertebrate for which extensive genomic resources are not available. © 2014 Yednock, Neigel. © 2014 Elsevier B.V., All rights reserved.

Em uma perspectiva recente nesta revista, Herb (2014) discutiu como a epigenética é um possível mecanismo para contornar a "dificuldade especial" de Charles Darwin ao usar a seleção natural para explicar a existência do dimorfismo estéril-fértil em insetos eussociais. O livro clássico de Darwin "A Origem das Espécies por Meio da Seleção Natural" explica como a seleção natural dos indivíduos mais aptos em uma população pode permitir que uma espécie se adapte a um ambiente novo ou em mudança. No entanto, em abelhas e outros insetos eussociais, como formigas e cupins, existem duas ou mais castas de fêmeas geneticamente semelhantes, desde rainhas férteis até múltiplas subcastas de operárias estéreis, com fenótipos, tempos de vida e comportamentos extremamente diferentes. Isso exige a seleção de grupos (ou parentes) em vez de indivíduos na evolução das colmeias de abelhas, mas as teorias de seleção de grupo e parentesco na evolução são controversas e mecanicamente incertas. Além disso, a seleção de grupo pareceria proibitivamente ineficiente porque o tamanho populacional efetivo de uma colônia é reduzido de milhares para uma única rainha reprodutora. Nesta perspectiva de acompanhamento, elaboramos sobre possíveis mecanismos de como uma combinação de epigenética, especificamente a seleção de epialelos metastáveis, e genética, a seleção de mutações geradas pelos epialelos metastáveis selecionados, permite um meio combinado para seleção entre os membros férteis de uma espécie para aumentar a aptidão da colônia. Esta hipótese de "evolução intra-casta" é uma variação da hipótese de erro genético direcionado epigeneticamente, que propõe que epialelos metastáveis selecionados aumentam a variabilidade genética direcionando mutações especificamente para os epialelos. A seleção natural de epialelos metastáveis aleatórios seguida por uma segunda rodada de seleção natural de mutações aleatórias geradas pelos epialelos metastáveis permitiria uma forma de contornar o pequeno tamanho populacional efetivo dos insetos eussociais. © 2015 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Epigenetics as an answer to Darwin's "special difficulty," part 2: Natural selection of metastable epialleles in honeybee castes: In a recent perspective in this journal, Herb (2014) discussed how epigenetics is a possible mechanism to circumvent Charles Darwin's "special difficulty" in using natural selection to explain the existence of the sterile-fertile dimorphism in eusocial insects. Darwin's classic book "On the Origin of Species by Means of Natural Selection" explains how natural selection of the fittest individuals in a population can allow a species to adapt to a novel or changing environment. However, in bees and other eusocial insects, such as ants and termites, there exist two or more castes of genetically similar females, from fertile queens to multiple sub-castes of sterile workers, with vastly different phenotypes, lifespans, and behaviors. This necessitates the selection of groups (or kin) rather than individuals in the evolution of honeybee hives, but group and kin selection theories of evolution are controversial and mechanistically uncertain. Also, group selection would seem to be prohibitively inefficient because the effective population size of a colony is reduced from thousands to a single breeding queen. In this follow-up perspective, we elaborate on possible mechanisms for how a combination of both epigenetics, specifically, the selection of metastable epialleles, and genetics, the selection of mutations generated by the selected metastable epialleles, allows for a combined means for selection amongst the fertile members of a species to increase colony fitness. This "intra-caste evolution" hypothesis is a variation of the epigenetic directed genetic error hypothesis, which proposes that selected metastable epialleles increase genetic variability by directing mutations specifically to the epialleles. Natural selection of random metastable epialleles followed by a second round of natural selection of random mutations generated by the metastable epialleles would allow a way around the small effective population size of eusocial insects. © 2015 Elsevier B.V., All rights reserved.

O projeto de medicamentos baseado em estrutura é atualmente, sem dúvida, um contribuinte essencial para abordar a necessidade de melhorar a produtividade da pesquisa e desenvolvimento enfrentada pela indústria farmacêutica. O propósito deste encontro é destacar o impacto da interseção da biologia estrutural com a química e biologia, particularmente sobre como as estruturas de alvos medicamentosos relevantes podem servir como ponto de partida para o projeto e desenvolvimento de medicamentos e proporcionar a máxima sinergia entre validação de alvo, determinação de estrutura e desenvolvimento de hit-to-lead. Algumas reflexões serão propostas com relação ao futuro do projeto de medicamentos baseado em estrutura e onde a ênfase poderia ser colocada para aumentar ainda mais a utilização desta abordagem na descoberta de medicamentos. © 2017 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Effective and emerging strategies for utilizing structure in drug discovery Cambridge, UK - March 19, 2015: Structure-based drug design is now arguably an essential contributor to addressing the need to improve research and development product ivity faced by the pharmaceutical industry. The purpose of this meeti ng is to highlight the impact of the intersection of structural biology with chemistry and biology particularly on how the structures of relev ant drug targets can serve as a starting paint for drug design and development and provide the maximal synergy between target validat ion, structure determination, and hit-to-lead development. Some thoughts will be proposed with regard to the future of structure-based drug design and where emphasis could be placed to further increase the utilization of this approach on drug discovery. © 2017 Elsevier B.V., All rights reserved.

Contexto: Os Hymenoptera eussociais irradiaram por uma ampla gama de ambientes térmicos, expondo-os a estressores fisiológicos significativos. Reconstruímos a história evolutiva de três famílias de Proteínas de Choque Térmico (Hsp90, Hsp70, Hsp40), as principais chaperonas moleculares que protegem contra danos térmicos, em 12 espécies de Hymenoptera e quatro outras ordens de insetos. Também previmos e testamos a indutibilidade térmica de oito Hsps a partir da presença de elementos cis-regulatórios de choque térmico (HSEs). Testamos se os padrões de indução de Hsp em formigas estavam associados a diferentes ambientes térmicos. Resultados: Encontramos evidências de duplicações, perdas e mudanças cis-regulatórias em duas das três famílias gênicas. Um membro da família gênica Hsp90, hsp83, duplicou-se basalmente nos Hymenoptera, com mudanças nos motivos HSE na cópia nova. Ambas as cópias foram retidas em abelhas, mas as formigas retiveram apenas a cópia nova com HSE. Para Hsp70, os Hymenoptera carecem do ortólogo primário termoindutível de Drosophila melanogaster e, em vez disso, induzem a forma cognata, hsc70-4, que também sofreu uma duplicação precoce. Seleção diversificante episódica foi detectada ao longo do ramo anterior à duplicação de hsc70-4 e continuou ao longo de um dos ramos de parálogos após a duplicação. Quatro dos oito genes Hsp foram termoindutíveis e corresponderam às previsões baseadas na presença de HSEs conservados. Para os homólogos indutíveis, a espécie mais termotolerante, Pogonomyrmex barbatus, apresentou maior expressão basal de Hsp e indução em resposta ao estresse térmico do que a espécie menos termotolerante, Aphaenogaster picea. Além disso, não houve compensação entre expressão basal e indução. Conclusões: Nossos resultados destacam a história evolutiva única das Hsps nos Hymenoptera eussociais, que foi moldada por ganhos, perdas e mudanças na cis-regulação. Formigas, e muito provavelmente outros Hymenoptera, utilizam Hsps termoindutíveis específicas da linhagem, cujos padrões de expressão estão associados à variação adaptativa na tolerância térmica entre duas espécies de formigas. Coletivamente, nossas análises sugerem que os padrões de sequência e expressão de Hsp podem refletir as forças de seleção atuando na tolerância térmica em formigas e outros Hymenoptera sociais. © 2020 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

The evolution of heat shock protein sequences, cis-regulatory elements, and expression profiles in the eusocial Hymenoptera: Background: The eusocial Hymenoptera have radiated across a wide range of thermal environments, exposing them to significant physiological stressors. We reconstructed the evolutionary history of three families of Heat Shock Proteins (Hsp90, Hsp70, Hsp40), the primary molecular chaperones protecting against thermal damage, across 12 Hymenopteran species and four other insect orders. We also predicted and tested for thermal inducibility of eight Hsps from the presence of cis-regulatory heat shock elements (HSEs). We tested whether Hsp induction patterns in ants were associated with different thermal environments. Results: We found evidence for duplications, losses, and cis-regulatory changes in two of the three gene families. One member of the Hsp90 gene family, hsp83, duplicated basally in the Hymenoptera, with shifts in HSE motifs in the novel copy. Both copies were retained in bees, but ants retained only the novel HSE copy. For Hsp70, Hymenoptera lack the primary heat-inducible orthologue from Drosophila melanogaster and instead induce the cognate form, hsc70-4, which also underwent an early duplication. Episodic diversifying selection was detected along the branch predating the duplication of hsc70-4 and continued along one of the paralogue branches after duplication. Four out of eight Hsp genes were heat-inducible and matched the predictions based on presence of conserved HSEs. For the inducible homologues, the more thermally tolerant species, Pogonomyrmex barbatus, had greater Hsp basal expression and induction in response to heat stress than did the less thermally tolerant species, Aphaenogaster picea. Furthermore, there was no trade-off between basal expression and induction. Conclusions: Our results highlight the unique evolutionary history of Hsps in eusocial Hymenoptera, which has been shaped by gains, losses, and changes in cis-regulation. Ants, and most likely other Hymenoptera, utilize lineage-specific heat inducible Hsps, whose expression patterns are associated with adaptive variation in thermal tolerance between two ant species. Collectively, our analyses suggest that Hsp sequence and expression patterns may reflect the forces of selection acting on thermal tolerance in ants and other social Hymenoptera. © 2020 Elsevier B.V., All rights reserved.

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A note in passing: Walter Gehring and desert ants: N/A

A resposta ao choque térmico é uma resposta adaptativa a estresses proteotóxicos, incluindo o choque térmico, e é regulada pelo fator de choque térmico 1 (HSF1) em mamíferos. Estresses proteotóxicos afetam todos os compartimentos subcelulares, incluindo a mitocôndria. Portanto, deve haver conexões próximas entre sinais mitocondriais e a atividade do HSF1. Aqui, mostramos que o choque térmico desencadeia a translocação nuclear do SSBP1 mitocondrial, que está envolvido na replicação do DNA mitocondrial, de maneira dependente do complexo do poro de transição de permeabilidade mitocondrial ANT-VDAC1 e da interação direta com o HSF1. O HSF1 recruta o SSBP1 para os promotores de genes que codificam chaperonas citoplasmáticas/nucleares e mitocondriais. O complexo HSF1-SSBP1 então aumenta sua indução ao facilitar o recrutamento de um fator de remodelação de cromatina BRG1, e apoia a sobrevivência celular e a manutenção do potencial de membrana mitocondrial contra estresses proteotóxicos. Estes resultados sugerem que a translocação nuclear do SSBP1 mitocondrial é necessária para a regulação da proteostase citoplasmática/nuclear e mitocondrial contra estresses proteotóxicos. © 2020 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Mitochondrial SSBP1 protects cells from proteotoxic stresses by potentiating stress-induced HSF1 transcriptional activity: Heat-shock response is an adaptive response to proteotoxic stresses including heat shock, and is regulated by heat-shock factor 1 (HSF1) in mammals. Proteotoxic stresses challenge all subcellular compartments including the mitochondria. Therefore, there must be close connections between mitochondrial signals and the activity of HSF1. Here, we show that heat shock triggers nuclear translocation of mitochondrial SSBP1, which is involved in replication of mitochondrial DNA, in a manner dependent on the mitochondrial permeability transition pore ANT-VDAC1 complex and direct interaction with HSF1. HSF1 recruits SSBP1 to the promoters of genes encoding cytoplasmic/nuclear and mitochondrial chaperones. HSF1-SSBP1 complex then enhances their induction by facilitating the recruitment of a chromatin-remodelling factor BRG1, and supports cell survival and the maintenance of mitochondrial membrane potential against proteotoxic stresses. These results suggest that the nuclear translocation of mitochondrial SSBP1 is required for the regulation of cytoplasmic/nuclear and mitochondrial proteostasis against proteotoxic stresses. © 2020 Elsevier B.V., All rights reserved.

A reprodução de insetos pode ser estimulada pela exposição a doses subletais de inseticida que matam os mesmos insetos em altas doses. Esta resposta dose-resposta bifásica a um estressor é conhecida como hormese e foi demonstrada em muitos modelos diferentes de inseto-inseticida. Os mecanismos específicos do aumento da reprodução em insetos após exposição subletal a pesticidas são desconhecidos, mas podem estar relacionados ao hormônio juvenil (HJ), que tem um papel importante na regulação da metamorfose e do desenvolvimento reprodutivo em insetos. Testamos a hipótese de que a exposição a concentrações subletais de precoceno, um antagonista do HJ, não resultaria em estímulo da produção reprodutiva no pulgão verde do pessegueiro, Myzus persicae, como pode ser demonstrado com muitos inseticidas neurotóxicos. Também medimos os títulos de HJ e a expressão de vários genes de desenvolvimento (FPPS I), resposta ao estresse (Hsp60) e dispersão (OSD, TOL e ANT) em pulgões após exposição aos mesmos tratamentos com precoceno. Descobrimos que quando ninfas de pulgão foram tratadas com certas concentrações subletais de precoceno, ocorreu um estímulo reprodutivo de 1,5 a 2 vezes quando se tornaram adultas, mas este efeito diminuiu na geração seguinte. Os tratamentos com precoceno em ninfas não resultaram em efeitos mensuráveis nos níveis de HJ em adultos reprodutivos subsequentes. Embora tenhamos detectado efeitos importantes na expressão gênica após alguns tratamentos com precoceno (por exemplo, aumento de 100 a 300 vezes na expressão de alguns genes), não houve relações claras entre a expressão gênica e as respostas reprodutivas para um determinado tratamento. © 2020 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Effect of low doses of precocene on reproduction and gene expression in green peach aphid: Insect reproduction can be stimulated by exposure to sublethal doses of insecticide that kill the same insects at high doses. This bi-phasic dose response to a stressor is known as hormesis and has been demonstrated with many different insect-insecticide models. The specific mechanisms of the increased reproduction in insects following sublethal pesticide exposure are unknown, but may be related to juvenile hormone (JH), which has a major role in regulation of metamorphosis and reproductive development in insects. We tested the hypothesis that exposure to sublethal concentrations of precocene, an antagonist of JH, would not result in stimulated reproductive outputs in the green peach aphid, Myzus persicae, as can be demonstrated with many neurotoxic insecticides. We also measured JH titers and the expression of various developmental (FPPS I), stress response (Hsp60), and dispersal (OSD, TOL and ANT) genes in aphids following exposure to the same precocene treatments. We found that when aphid nymphs were treated with certain sublethal concentrations of precocene, 1.5- to 2-fold increased reproductive stimulation occurred when they became adults, but this effect subsided in the following generation. Precocene treatments to nymphs resulted in no measurable effects on JH levels in subsequent reproducing adults. Although we detected major effects on gene expression following some precocene treatments (e.g. 100- to 300-fold increased expression of some genes), there were no clear relationships between gene expression and reproductive responses for a given treatment. © 2020 Elsevier B.V., All rights reserved.

O objetivo deste estudo foi demonstrar os efeitos de 6 semanas de treinamento de baixa intensidade sobre mudanças em indicadores de capacidade aeróbica e na expressão de HSPA1A, HSPB1 e LDHb em células brancas do sangue em remadores de alto nível. Nossa hipótese foi que o tipo de treinamento teria impacto não apenas na adaptação dos atletas à natureza aeróbica dos exercícios, mas também na expressão de genes, designados durante exercícios "até a recusa". Nove remadores masculinos poloneses de peso leve (21,8 ± 3,77 anos de idade, 74,2 ± 1,76 kg, 184,8 ± 4,58 cm) de alto nível participaram do experimento. Para determinar o limiar anaeróbico (AnT) e o pico de consumo de oxigênio (VO₂max) no início e no final do período de treinamento de 6 semanas, os indivíduos realizaram o teste "até a exaustão", com carga crescente. Diretamente antes e após o teste, amostras de sangue foram coletadas da veia ulnar para isolamento de RNA. Consecutivamente, foi realizada transcrição reversa e amplificação por reação em cadeia da polimerase em tempo real. Foi detectada uma influência significativa do treinamento aplicado sobre parâmetros fisiológicos como VO₂max (P = 0,0001), AnT (W/AT) (P = 0,0007) e concentração máxima de lactato ácido (P = 0,018), bem como sobre a expressão de HSPA1A (P = 0,0129) nos remadores. O treinamento aeróbico de baixa intensidade de 6 semanas afetou significativamente os parâmetros fisiológicos e a expressão de HSPA1A nos remadores. Portanto, sugerimos que a resposta dos leucócitos através da ativação de HSPA1A foi dependente do tipo de treinamento. O período de 6 semanas provou ser suficientemente longo para a adaptação dos leucócitos em atletas a exercícios de alta intensidade. © 2016 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Effects of 6-week specific low-intensity training on selected aerobic capacity parameters and HSPA1A, HSPB1, and LDHB gene expression in high-level rowers: The aim of this study was to demonstrate the effects of 6-week low-intensity training on changes in indicators of aerobic capacity and on HSPA1A, HSPB1, and LDHb expression in white blood cells in high level rowers. We hypothesized that the type of training would have an impact not only on the adaptation of athletes to the aerobic nature of the exercises, but also on the expression of genes, designated during exercises "until refusal". Nine Polish lightweight male rowers (21.8 ± 3.77 years of age, 74.2 ± 1.7 6 kg, 184.8 ± 4.58 cm) of high level participated in the experiment. To determine the anaerobic threshold (AnT) and peak oxygen uptake (VO<inf>2max</inf>) at the beginning and end of the 6-week training period, the subjects performed the test "till exhaustion", with increasing load. Directly before and after the test, blood samples were collected from the ulnar vein for isolation of RNA. Consecutively, reverse transcription and real time polymerase chain reaction amplification was performed. A significant influence of applied training on physiological parameters such as VO<inf>2max</inf> (P = 0.0001) AnT (W/AT) (P = 0.0007), and maximal acid lactate concentration (P = 0.018) as well as on HSPA1A expression (P = 0.0129) in rowers were detected. The 6-week low-intensity aerobic training significantly affected the physiological parameters and HSPA1A expression in the rowers. Therefore, we suggest that the response of leukocytes by activating HSPA1A was dependent on the type of training. The 6-week period proved sufficiently long to of adapting leukocytes in athletes to high intensity exercises. © 2016 Elsevier B.V., All rights reserved.

As condições abióticas do habitat desértico flutuam em um ritmo circadiano de dias quentes e noites frias. Espécies que vivem em habitats desérticos evoluíram muitas adaptações para aumentar suas chances de sobrevivência. No entanto, as condições abióticas em habitats xerotérmicos de clima temperado são muito diferentes. As flutuações diurnas não são tão fortes, mas os animais precisam lidar com mudanças sazonais e hibernar durante o inverno, o que pode potencialmente influenciar suas adaptações a condições críticas de temperatura. Tentamos avaliar adaptações de resistência ao calor usando o exemplo de uma formiga xerotérmica amplamente distribuída, Formica cinerea. Usando PCR em Tempo Real, medimos a expressão de três genes de proteínas de choque térmico (Hsp60, Hsp75, Hsp90) e avaliamos as adaptações de F. cinerea para permitir o forrageamento em condições de risco. A análise da expressão gênica usando o Modelo Linear Generalizado indicou surpreendentemente que não houve efeito significativo da temperatura ao comparar operárias do controle (23°C) com operárias forrageando na superfície de areia quente (47-54°C). Como próxima etapa, tentamos estimar o limite de resistência térmica com o uso de câmaras térmicas. A expressão de todos os genes Hsp aumentou em comparação com o grupo controle, a expressão de Hsp60 e Hsp90 continuou até 45°C. © 2021 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Heat shock proteins expression during thermal risk exposure in the xerothermic ant Formica cinerea: The abiotic conditions of the desert habitat fluctuate in a circadian rhythm of hot days and cold nights. Species living in desert habitats evolved many adaptations to increase their chances of survival. However, abiotic conditions in xerothermic habitats of a temperate climate are much different. Diurnal fluctuations are not as strong, but animals have to cope with seasonal changes and hibernate during the winter, which may potentially influence their adaptations to critical temperature conditions. We attempted to assess heat resistance adaptations using the example of a widely distributed xerothermic ant Formica cinerea. Using Real-Time PCR, we measured the expression of three heat shock protein genes (Hsp60, Hsp75, Hsp90) and assessed the adaptations of F. cinerea to enable foraging in risk prone conditions. The analysis of gene expression using the Generalized Linear Model surprisingly indicated that there was no significant effect of temperature when comparing workers from the control (23°C) with workers foraging on the surface of hot sand (47-54°C). As a next step we tried to estimate the threshold of a thermal resistance with the use of thermal chambers. Expression of all Hsps genes increase compare to the control group, expression of Hsp60 and Hsp90 continued up to 45°C. © 2021 Elsevier B.V., All rights reserved.

Variações de curto prazo nas condições ambientais exigem que os indivíduos se adaptem por meio de mudanças no comportamento e/ou fisiologia. Em particular, a variação de temperatura e umidade é comum, e a adaptação fisiológica a mudanças de temperatura e umidade frequentemente envolve alterações na expressão gênica, especialmente na expressão de proteínas de choque térmico. Entretanto, não apenas características envolvidas na resistência a estresses ambientais, mas também outras características, como defesas imunológicas, podem ser influenciadas indiretamente por mudanças de temperatura e umidade. Aqui investigamos a resposta da formiga F. exsecta a dois regimes de temperatura (20°C e 25°C) e dois regimes de umidade (50% e 75%), para duas populações. Medimos a sobrevivência e a expressão de seis genes relacionados ao metabolismo e imunidade, e ainda comparamos os níveis de expressão em cada condição com os níveis de expressão pré-experimento. Ambas as populações sobreviveram igualmente bem nas duas umidades, mas uma população apresentou maior mortalidade a 25°C do que a 20°C, com 50% de umidade. Similarmente, as duas populações mostraram diferenças marcantes em sua expressão gênica antes do experimento e em suas respostas às condições ambientais. Surpreendentemente, em vez de convergir para níveis de expressão semelhantes nas mesmas condições ambientais, a expressão gênica divergiu ainda mais. Isso indica diferentes normas de reação tanto à temperatura quanto à umidade para as duas populações. Além disso, nossos resultados sugerem que as defesas imunológicas também são indiretamente afetadas pelas condições ambientais. © 2017 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Survival and gene expression under different temperature and humidity regimes in ants: Short term variation in environmental conditions requires individuals to adapt via changes in behavior and/or physiology. In particular variation in temperature and humidity are common, and the physiological adaptation to changes in temperature and humidity often involves alterations in gene expression, in particular that of heat-shock proteins. However, not only traits involved in the resistance to environmental stresses, but also other traits, such as immune defenses, may be influenced indirectly by changes in temperature and humidity. Here we investigated the response of the ant F. exsecta to two temperature regimes (20°C & 25°C), and two humidity regimes (50% & 75%), for two populations. We measured the survival and the expression of six metabolism- and immunity-related genes, and furthermore compared the expression levels in each condition with the pre-experiment expression levels. Both populations survived equally well at the two humidities, but one population showed higher mortality at 25°C than 20°, at 50% humidity. Similarly, the two populations showed striking differences in their gene expression before the experiment, and in their responses to the environmental conditions. Surprisingly, instead of converging to similar expression levels in the same environmental conditions, gene expression diverged further apart. This indicates different reaction norms to both temperature and humidity for the two populations. Furthermore, our results suggest that also immune defenses are indirectly affected by environmental conditions. © 2017 Elsevier B.V., All rights reserved.

Formigas causam uma série de acidentes envolvendo humanos. Tais acidentes geram diferentes reações no organismo, variando desde irritação leve no local da picada até choque anafilático, e essas reações dependem do mecanismo de ação do veneno. O estudo do veneno animal é uma ciência conhecida como venômica. Através da venômica, a composição do veneno de várias espécies de formigas já foi caracterizada e suas atividades biológicas descritas. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a composição proteica e as atividades biológicas (hemolítica e imunoestimulatória) do veneno de Neoponera villosa (N. villosa), uma formiga amplamente distribuída na América do Sul. A composição proteica foi avaliada por técnicas proteômicas, como eletroforese bidimensional. Para avaliar a atividade biológica, foi realizado ensaio de hemólise e citocinas foram quantificadas após exposição de macrófagos ao veneno. O veneno de N. villosa tem um perfil composto por 145 proteínas, incluindo componentes estruturais e metabólicos (ex.: tubulina e ATPase), proteínas alergênicas e imunomoduladoras (quinase de arginina e proteínas de choque térmico (HSPs)), proteínas protetoras do veneno (superóxido dismutase (SOD) e catalase) e proteínas de degradação tecidual (hialuronidase e fosfolipase A2). O veneno foi capaz de induzir hemólise em eritrócitos humanos e também induziu liberação de citocinas pró-inflamatórias, assim como a liberação de citocinas anti-inflamatórias por macrófagos murinos. Estes resultados permitem melhor compreensão da composição e complexidade do veneno de N. villosa no corpo humano, bem como os possíveis mecanismos de ação após a picada. © 2018 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Analysis of protein composition and bioactivity of Neoponera villosa venom (Hymenoptera: Formicidae): Ants cause a series of accidents involving humans. Such accidents generate different reactions in the body, ranging from a mild irritation at the bite site to anaphylactic shock, and these reactions depend on the mechanism of action of the venom. The study of animal venom is a science known as venomics. Through venomics, the composition of the venom of several ant species has already been characterized and their biological activities described. Thus, the aim of this study was to evaluate the protein composition and biological activities (hemolytic and immunostimulatory) of the venom of Neoponera villosa (N. villosa), an ant widely distributed in South America. The protein composition was evaluated by proteomic techniques, such as two-dimensional electrophoresis. To assess the biological activity, hemolysis assay was carried out and cytokines were quantified after exposure of macrophages to the venom. The venom of N. villosa has a profile composed of 145proteins,includingstructuralandmetaboliccomponents(e.g.,tubulinandATPase),allergenicand immunomodulatory proteins (arginine kinase and heat shock proteins (HSPs)), protective proteins of venom (superoxide dismutase (SOD) and catalase) and tissue degradation proteins (hyaluronidase and phospholipase A2). The venom was able to induce hemolysis in human erythrocytes and also induced release of both pro-inflammatory cytokines, as the anti-inflammatory cytokine release by murinemacrophages. Theseresultsallowbetterunderstandingofthecompositionandcomplexityof N. villosa venom in the human body, as well as the possible mechanisms of action after the bite. © 2018 Elsevier B.V., All rights reserved.

Hsp60 é uma proteína mitocondrial típica em eucariotos e está envolvida em facilitar a correção de proteínas mal dobradas de volta à conformação correta. Anteriormente, identificamos HSPs induzidas por aspirina em resposta ao estresse térmico [1]. Para investigar se Hsp60 pode proteger contra a morte sob estresse térmico, usamos lenti-siRNA para reduzir a expressão de Hsp60. Quando expostas ao estresse térmico, mais apoptose foi observada com o aumento da exposição ao estresse térmico, enquanto a necrose não foi afetada. Além disso, o estresse térmico induziu a perda do potencial de membrana mitocondrial (ΔΨm) e um aumento significativo de espécies reativas de oxigênio (ROS) produzidas nas mitocôndrias, medidos por TMRE e MitoSOXTM red. A perda de ΔΨm indicou uma alteração na função mitocondrial interna. PCR quantitativo em tempo real foi usado para investigar o mecanismo detectando o perfil de expressão de mRNA da membrana mitocondrial interna, incluindo CypD, ANT e PIC. Os resultados não mostraram diferenças entre lenti-siRNA Hsp60 e controle. No entanto, bax no citoplasma translocou para a mitocôndria durante o estresse térmico e regulou a permeabilidade da membrana mitocondrial externa. Nossa hipótese é que Hsp60 pode proteger os cardiomiócitos contra apoptose envolvendo a membrana mitocondrial externa, não a membrana mitocondrial interna, sob estresse térmico. © 2017 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Lenti-siRNA Hsp60 promote bax in mitochondria and induces apoptosis during heat stress: Hsp60 is a typical mitochondrial protein in eukaryotes, and is involved in facilitating the correction of misfolded protein back into the correct conformation. Previous, we identified aspirin-induced HSPs in response to heat stress [1]. To investigate whether Hsp60 can protect against death under heat stress, we used lenti-siRNA to knock down the expression of Hsp60. When exposed to heat stress, more apoptosis was observed with increasing exposure to heat stress, while necrosis was not affected. Furthermore, heat stress induced the loss of mitochondrial membrane potential (ΔΨm) and a significant increase of reactive oxygen species (ROS) produced in mitochondria as measured by TMRE and MitoSOXTM red. The loss of ΔΨm indicated a change in inner mitochondrial function. Real-time Quantitative PCR was used to investigate the mechanism by detecting mRNA expression profile of the inner mitochondrial membrane, including CypD, ANT, and PIC. Results showed no differences between lenti-siRNA Hsp60 and control. However, bax in the cytoplasm translocated to mitochondrial during heat stress and regulated the permeability of outer mitochondrial membrane. We hypothesize that Hsp60 can protect cardiac myocytes against apoptosis involving in outer mitochondrial membrane not the inner mitochondrial membrane under heat stress. © 2017 Elsevier B.V., All rights reserved.

Objetivo: A catarata congênita hereditária varia imensamente em relação à localização e forma das opacidades do cristalino. Um fenótipo específico e muito raro é chamado de catarata "ovo de formiga", primeiramente descrito em 1900. "Ovos de formiga" foram previamente examinados usando microscopia óptica, imagem de elétrons retroespalhados, tomografias de raios X e microscopia eletrônica. O objetivo deste estudo foi caracterizar ainda mais a catarata "ovo de formiga" usando tecnologia moderna e demonstrar a história dos "ovos de formiga" após extração da catarata. Métodos: "Ovos de formiga" foram examinados usando Tomografia de Coerência Óptica (OCT) Heidelberg SPECTRALIS (Heidelberg Engineering, Heidelberg, Alemanha). Dez "ovos de formiga" foram extraídos; quatro destes, bem como tecido controle, foram analisados por espectrometria de massa (AB Sciex). Proteínas foram identificadas e suas abundâncias aproximadas foram determinadas. Coloração imuno-histoquímica foi realizada nos "ovos de formiga" restantes para citoqueratina e S100. Resultados: Nas imagens OCT anteriores, as estruturas de "ovo de formiga" estão localizadas na íris. Imagens comparativas mostraram que elas permaneceram na mesma localização por mais de 45 anos. A espectrometria de massa dos "ovos de formiga" resultou em um proteoma de 56 proteínas diferentes. Dezoito das 56 proteínas dos "ovos de formiga" (32%) não estavam presentes em nossos controles nem em um proteoma conhecido do cristalino fetal. Entre estas estavam citoqueratina e proteína Matrix-Gla. As reações imuno-histoquímicas foram positivas para citoqueratina e S100. Conclusões: Este estudo demonstra a composição proteica previamente desconhecida das estruturas "ovo de formiga" na catarata "ovo de formiga". Dezoito destas proteínas não são encontradas nativamente no cristalino humano. Além disso, "ovos de formiga" não variam ao longo do tempo, após extração da catarata, em relação ao tamanho e localização. © 2017 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

“Ant-egg” cataract revisited: Purpose: Hereditary congenital cataract varies immensely concerning location and form of the lens opacities. A specific and very rare phenotype is called “ant-egg” cataract first described in 1900. “Ant-eggs” have previously been examined using light microscopy, backscattered electron imaging and X-ray scans and electron microscopy. The purpose of this study was to further characterize “ant-egg” cataract using modern technology and display the history of the “ant-eggs” after cataract extraction. Methods: “Ant-eggs” were examined using Heidelberg SPECTRALIS Optical Coherence Tomography (OCT)(Heidelberg Engineering, Heidelberg, Germany). Ten “ant-eggs” were extracted; four of these as well as control tissue were analyzed by mass spectrometry (AB Sciex). Proteins were identified and their approximate abundances were determined. Immunohistochemical staining was carried out on the remaining “ant-eggs” for cytokeratin and S100. Results: In anterior OCT-images, the “ant-egg” structures are localized on the iris. Comparative pictures showed that they stayed in the same location for more than 45 years. Mass spectrometry of “ant-eggs” yielded a proteome of 56 different proteins. Eighteen of the 56 “ant-egg” proteins (32 %) were neither present in our controls nor in a known fetal lens proteome. Among these were cytokeratin and Matrix-Gla protein. Immunohistochemical reactions were positive for cytokeratin and S100. Conclusions: This study demonstrates the previously unknown protein composition of the “ant-egg” structures in “ant-egg” cataract. Eighteen of these proteins are not natively found in the human lens. Moreover, “ant-eggs” do not vary over time, after cataract extraction, regarding size and location. © 2017 Elsevier B.V., All rights reserved.

A baixa imunogenicidade continua sendo o maior obstáculo para que as vacinas de DNA humano atinjam seu potencial. Estratégias para melhorar a eficácia das vacinas de DNA incluem otimização de códons, reagentes de transfecção, eletroporação, adjuvantes vacinais ou combinação com um reforço proteico ou vetorial. O maior entendimento dos eventos moleculares que conduzem as respostas imunes inatas e adaptativas tem auxiliado no desenvolvimento de adjuvantes moleculares para uso em vacinas de DNA. Tais adjuvantes compreendem moléculas de sinalização codificadas por plasmídeos, incluindo citocinas, quimiocinas, moléculas coestimuladoras imunes, agonistas de receptores toll-like ou inibidores de vias imunossupressoras. Novas abordagens, incluindo silenciamento gênico, epigenética e biologia de sistemas, também contribuíram para um aumento na gama de opções de adjuvantes moleculares. Esta revisão explora tendências atuais e futuras no design de vacinas, incluindo os mais recentes adjuvantes moleculares para maior eficácia de vacinas de DNA. © 2023 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Molecular Adjuvants for DNA Vaccines: Poor immunogenicity remains the single biggest obstacle to human DNA vaccines achieving their potential. Strategies to improve DNA vaccine efficacy include codon optimization, transfection reagents, electroporation, vaccine adjuvants or combination with a protein or vector boost. Increased understanding of molecular events driving innate and adaptive immune responses has assisted development of molecular adjuv-ants for DNA vaccine use. Such adjuvants comp-rise plasmid-encoded signalling molecules including cytokines, chemokines, immune co-stimulatory molecules, toll-like receptor agonists or inhibitors of immune suppressive pathways. New approaches including gene knockdown, epigenetics and systems biology have also contributed to an increased range of molecular adjuvant options. This review explores current and future trends in vaccine design including the latest molecular adjuvants for enhanced DNA vaccine efficacy. © 2023 Elsevier B.V., All rights reserved.

A diversificação ecológica em habitats termicamente divergentes pode empurrar espécies para seus limites fisiológicos, exigindo que elas acomodem extremos de temperatura através de mudanças plásticas ou evolutivas que aumentem a persistência sob o regime térmico local. Uma forma de suportar o estresse térmico é aumentar a produção de proteínas de choque térmico, seja mantendo maior abundância basal dentro das células, seja aumentando a magnitude da indução em resposta ao estresse por calor. Avaliamos se a variação ambiental estava associada à expressão de três genes de proteínas de choque térmico em duas espécies de formigas de floresta intimamente relacionadas, Aphaenogaster picea e A. rudis. Comparamos operárias adultas de colônias coletadas em 25 locais ao longo de suas distribuições geográficas. As colônias foram mantidas em duas temperaturas laboratoriais diferentes e testadas quanto aos efeitos independentes do ambiente, filogenia e temperatura de aclimatação na expressão gênica basal e induzida por calor. A temperatura máxima anual em cada local de coleta (Tmax) não foi um preditor significativo nem da expressão basal nem da magnitude de indução de qualquer um dos genes de proteína de choque térmico testados. Um efeito filogenético foi detectado apenas para a expressão basal de Hsp40, que foi menor nas populações mais ao sul de A. rudis e maior em uma população de faixa intermediária de possível ancestralidade híbrida. Em contraste, uma temperatura de aclimatação mais elevada aumentou significativamente a expressão basal de Hsc70-4 e aumentou a indução de Hsp40 e Hsp83. Assim, a aclimatação fisiológica à variação de temperatura parece envolver a modulação da resposta ao choque térmico, enquanto outros mecanismos provavelmente são responsáveis por mudanças evolutivas no desempenho térmico associadas a gradientes climáticos de larga escala. © 2020 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Modulation of the heat shock response is associated with acclimation to novel temperatures but not adaptation to climatic variation in the ants Aphaenogaster picea and A. rudis: Ecological diversification into thermally divergent habitats can push species toward their physiological limits, requiring them to accommodate temperature extremes through plastic or evolutionary changes that increase persistence under the local thermal regime. One way to withstand thermal stress is to increase production of heat shock proteins, either by maintaining higher baseline abundance within cells or by increasing the magnitude of induction in response to heat stress. We evaluated whether environmental variation was associated with expression of three heat shock protein genes in two closely-related species of woodland ant, Aphaenogaster picea and A. rudis. We compared adult workers from colonies collected from 25 sites across their geographic ranges. Colonies were maintained at two different laboratory temperatures, and tested for the independent effects of environment, phylogeny, and acclimation temperature on baseline and heat-induced gene expression. The annual maximum temperature at each collection site (Tmax) was not a significant predictor of either baseline expression or magnitude of induction of any of the heat shock protein genes tested. A phylogenetic effect was detected only for basal expression of Hsp40, which was lower in the most southern populations of A. rudis and higher in a mid-range population of possible hybrid ancestry. In contrast, a higher acclimation temperature significantly increased baseline expression of Hsc70-4, and increased induction of Hsp40 and Hsp83. Thus, physiological acclimation to temperature variation appears to involve modulation of the heat shock response, whereas other mechanisms are likely to be responsible for evolutionary shifts in thermal performance associated with large-scale climate gradients. © 2020 Elsevier B.V., All rights reserved.

Nos ectotérmicos, as altas temperaturas impõem limites físicos, impedindo a atividade. A exposição a altos níveis de calor causa vários efeitos deletérios e letais, incluindo desdobramento e desnaturação proteica. Ectotérmicos termofílicos evoluíram várias maneiras de aumentar a estabilidade macromolecular e lidar com temperaturas corporais elevadas; estas incluem a alta expressão constitutiva de chaperonas moleculares. Neste estudo, investigamos o efeito de choque térmico moderado a severo (37-45°C) na sobrevivência, endurecimento térmico, dano proteico e a expressão de cinco genes relacionados à tolerância ao calor (hsc70-4 h1, hsc70-4 h2, hsp83, hsc70-5 e hsf1) em duas formigas Cataglyphis intimamente relacionadas que ocorrem em habitats distintos. Nossos resultados mostram que a formiga do Saara altamente termofílica Cataglyphis bombycina expressa constitutivamente HSC70 em níveis mais elevados, mas tem menor expressão induzida de genes relacionados à tolerância ao calor em resposta ao choque térmico, em comparação com a mais mesofílica Cataglyphis mauritanica encontrada nas Montanhas do Atlas. Como resultado, C. bombycina demonstra maior estabilidade proteica quando exposta ao estresse térmico agudo, mas está menos disposta a adquirir termotolerância induzida via endurecimento térmico. Estes resultados fornecem maior compreensão sobre a plasticidade evolutiva do sistema de expressão do gene hsp e subsequentes adaptações fisiológicas em insetos desérticos termofílicos para se adaptarem a condições ambientais severas. © 2017 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Proteome stability, heat hardening and heat-shock protein expression profiles in Cataglyphis desert ants: In ectotherms, high temperatures impose physical limits, impeding activity. Exposure to high heat levels causes various deleterious and lethal effects, including protein misfolding and denaturation. Thermophilic ectotherms have evolved various ways to increase macromolecular stability and cope with elevated body temperatures; these include the high constitutive expression of molecular chaperones. In this study, we investigated the effect of moderate to severe heat shock (37-45°C) on survival, heat hardening, protein damage and the expression of five heat tolerance-related genes (hsc70-4 h1, hsc70-4 h2, hsp83, hsc70-5 and hsf1) in two closely related Cataglyphis ants that occur in distinct habitats. Our results show that the highly thermophilic Sahara ant Cataglyphis bombycina constitutively expresses HSC70 at higher levels, but has lower induced expression of heat tolerance-related genes in response to heat shock, as compared with the more mesophilic Cataglyphis mauritanica found in the Atlas Mountains. As a result, C. bombycina demonstrates increased protein stability when exposed to acute heat stress but is less disposed to acquiring induced thermotolerance via heat hardening. These results provide further insight into the evolutionary plasticity of the hsp gene expression system and subsequent physiological adaptations in thermophilous desert insects to adapt to harsh environmental conditions. © 2017 Elsevier B.V., All rights reserved.

Os membros da família das translocases de nucleotídeos de adenina (ANT) trocam ADP por ATP através da membrana mitocondrial interna, uma atividade essencial para a fosforilação oxidativa (OXPHOS). Mutações ou desregulação das ANTs estão associadas com oftalmoplegia externa progressiva, cardiomiopatia, deficiência intelectual não sindrômica, apoptose e o efeito Warburg. Parceiros de ligação das ANTs humanas não foram sistematicamente identificados. A ausência de tal informação impediu uma compreensão molecular detalhada das diversas doenças associadas às ANTs, incluindo insights sobre suas manifestações fenotípicas distintas. Para preencher esta lacuna, neste estudo, definimos os interatomas de duas isoformas humanas de ANT. Análogo à sua contraparte em levedura, as ANTs humanas associam-se com proteínas parceiras heterólogas, incluindo o supercomplexo respiratório (RSC) e outros transportadores de solutos. A associação evolutivamente conservada ANT-RSC é particularmente notável porque a composição, e consequentemente a organização, dos RSCs em levedura e humano é diferente. Surpreendentemente, a ausência da isoforma principal de ANT apenas prejudica modestamente a OXPHOS em células HEK293, indicando que os baixos níveis de outras isoformas fornecem redundância funcional. Em contraste, a inibição farmacológica da expressão e função da OXPHOS inibe a troca ADP/ATP dependente de ANT. Assim, as ANTs e a maquinaria OXPHOS interagem fisicamente e cooperam funcionalmente para aumentar a capacidade de transporte das ANTs e a respiração mitocondrial. © 2017 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Human adenine nucleotide translocases physically and functionally interact with respirasomes: Members of the adenine nucleotide translocase (ANT) family exchange ADP for ATP across the mitochondrial inner membrane, an activity that is essential for oxidative phosphorylation (OXPHOS). Mutations in or dysregulation of ANTs is associated with progressive external ophthalmoplegia, cardiomyopathy, nonsyndromic intellectual disability, apoptosis, and the Warburg effect. Binding partners of human ANTs have not been systematically identifed. The absence of such information has prevented a detailed molecular understanding of the assorted ANT-associated diseases, including insight into their disparate phenotypic manifestations. To fll this void, in this study, we defne the interactomes of two human ANT isoforms. Analogous to its yeast counterpart, human ANTs associate with heterologous partner proteins, including the respiratory supercomplex (RSC) and other solute carriers. The evolutionarily conserved ANT-RSC association is particularly noteworthy because the composition, and thereby organization, of RSCs in yeast and human is different. Surprisingly, absence of the major ANT isoform only modestly impairs OXPHOS in HEK293 cells, indicating that the low levels of other isoforms provide functional redundancy. In contrast, pharmacological inhibition of OXPHOS expression and function inhibits ANT-dependent ADP/ATP exchange. Thus ANTs and the OXPHOS machinery physically interact and functionally cooperate to enhance ANT transport capacity and mitochondrial respiration. © 2017 Elsevier B.V., All rights reserved.

A plasticidade fenotípica é cada vez mais reconhecida por facilitar mudanças adaptativas em plantas e animais, incluindo insetos, nematódeos e vertebrados. A plasticidade pode ocorrer como variação contínua ou discreta (polifenismos). Em insetos sociais, por exemplo, em formigas, algumas espécies possuem operárias de classes de tamanho distintas, enquanto em outras espécies próximas a variação de tamanho pode ser contínua. Apesar da abundância de exemplos na natureza, como os morfos discretos são especificados permanece atualmente desconhecido. Em teoria, polifenismos podem requerer robustez, pela qual a distribuição de morfologias seria limitada pelos mesmos mecanismos que executam o amortecimento de perturbações estocásticas, uma função atribuída às proteínas de choque térmico da família Hsp90. No entanto, esta possibilidade nunca foi testada diretamente porque plasticidade e robustez são consideradas princípios evolutivos opostos. Aqui, usamos um polifenismo de estruturas alimentares no nematódeo Pristionchus pacificus para testar a relação entre robustez e plasticidade usando morfometria geométrica de 20 marcos da forma da boca. Mostramos que a redução da atividade da proteína de choque térmico, que reduz a robustez do desenvolvimento, aumenta a variedade de morfologias da forma da boca. Especificamente, temperatura elevada levou a uma mudança dentro do morfoespaço, a inibição farmacológica de todos os genes Hsp90 usando tratamento com radicicol aumentou a variabilidade de forma em ambas as formas da boca, e o nocaute de Ppa-daf-21/Hsp90 induzido por CRISPR/Cas9 teve um efeito combinado. Assim, Hsp90 canaliza as morfologias de características plásticas resultando em polifenismo discreto de formas da boca. © 2023 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

The Role of DAF-21/Hsp90 in Mouth-Form Plasticity in Pristionchus pacificus: Phenotypic plasticity is increasingly recognized to facilitate adaptive change in plants and animals, including insects, nematodes, and vertebrates. Plasticity can occur as continuous or discrete (polyphenisms) variation. In social insects, for example, in ants, some species have workers of distinct size classes while in other closely related species variation in size may be continuous. Despite the abundance of examples in nature, how discrete morphs are specified remains currently unknown. In theory, polyphenisms might require robustness, whereby the distribution of morphologies would be limited by the same mechanisms that execute buffering from stochastic perturbations, a function attributed to heat-shock proteins of the Hsp90 family. However, this possibility has never been directly tested because plasticity and robustness are considered to represent opposite evolutionary principles. Here, we used a polyphenism of feeding structures in the nematode Pristionchus pacificus to test the relationship between robustness and plasticity using geometric morphometrics of 20 mouth-form landmarks. We show that reducing heat-shock protein activity, which reduces developmental robustness, increases the range of mouth-form morphologies. Specifically, elevated temperature led to a shift within morphospace, pharmacological inhibition of all Hsp90 genes using radicicol treatment increased shape variability in both mouth-forms, and CRISPR/Cas9-induced Ppa-daf-21/Hsp90 knockout had a combined effect. Thus, Hsp90 canalizes the morphologies of plastic traits resulting in discrete polyphenism of mouth-forms. © 2023 Elsevier B.V., All rights reserved.

Os aumentos de temperatura associados às mudanças climáticas globais provavelmente serão acompanhados por estressores ambientais adicionais, como dessecação e limitação alimentar, que podem alterar como a temperatura afeta o desempenho dos organismos. Para investigar como as interações entre estressores influenciam a tolerância térmica na formiga florestal comum, Aphaenogaster picea, comparamos a resistência térmica de operárias ao choque térmico com e sem pré-exposição ao estresse de dessecação ou inanição. O tempo de imobilização a 40,5 °C de formigas dessecadas foi reduzido em 6% em comparação com os controles, embora a exposição mais prolongada à dessecação não tenha reduzido ainda mais a tolerância térmica. A inanição, em contraste, teve um efeito progressivamente severo na tolerância térmica: aos 21 dias, o tempo médio de imobilização de formigas famintas foi reduzido em 65% em comparação com os controles. Para testar se a redução na tolerância térmica resulta do comprometimento da resposta ao choque térmico, medimos a expressão gênica basal e a indução transcricional de duas proteínas de choque térmico (hsp70 e hsp40) em formigas tratadas e controles. Não encontramos evidências de que qualquer estressor prejudicasse a resposta Hsp: tanto a dessecação quanto a inanição aumentaram ligeiramente a expressão basal de Hsp sob condições de estresse severo e não afetaram a magnitude da indução sob choque térmico. Estes resultados sugerem que a co-ocorrência de múltiplos estressores ambientais previstos pelos modelos de mudanças climáticas pode tornar as populações mais vulneráveis ao aquecimento futuro do que sugerem os resultados de experimentos de aquecimento com fator único. © 2017 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Effects of desiccation and starvation on thermal tolerance and the heat-shock response in forest ants: Temperature increases associated with global climate change are likely to be accompanied by additional environmental stressors such as desiccation and food limitation, which may alter how temperature impacts organismal performance. To investigate how interactions between stressors influence thermal tolerance in the common forest ant, Aphaenogaster picea, we compared the thermal resistance of workers to heat shock with and without pre-exposure to desiccation or starvation stress. Knockdown (KD) time at 40.5 °C of desiccated ants was reduced 6% compared to controls, although longer exposure to desiccation did not further reduce thermal tolerance. Starvation, in contrast, had an increasingly severe effect on thermal tolerance: at 21 days, average KD time of starved ants was reduced by 65% compared to controls. To test whether reduction in thermal tolerance results from impairment of the heat-shock response, we measured basal gene expression and transcriptional induction of two heat-shock proteins (hsp70 and hsp40) in treated and control ants. We found no evidence that either stressor impaired the Hsp response: both desiccation and starvation slightly increased basal Hsp expression under severe stress conditions and did not affect the magnitude of induction under heat shock. These results suggest that the co-occurrence of multiple environmental stressors predicted by climate change models may make populations more vulnerable to future warming than is suggested by the results of single-factor heating experiments. © 2017 Elsevier B.V., All rights reserved.

Gliomas Difusos Intrínsecos de Ponte (DIPG) são os tumores cerebrais pediátricos mais devastadores. Eles afetam principalmente crianças pequenas e, como não existem tratamentos eficazes, quase todos os pacientes com DIPG morrem do tumor dentro de 12 meses do diagnóstico. Uma característica fundamental deste tumor devastador é sua resistência intrínseca a todas as terapias clinicamente disponíveis. Foi demonstrado que o desenvolvimento do glioma está associado à reprogramação metabólica, interrupção do estado redox e resistência às vias apoptóticas. A mitocôndria é um alvo atraente como organela chave que facilita esses processos críticos. PENAO é um novo composto anticâncer que direciona a função mitocondrial através da inibição do translocador de nucleotídeos de adenina (ANT). Aqui descobrimos que culturas de neuroesferas de DIPG expressam altos níveis de proteína ANT2 e são sensíveis ao inibidor mitocondrial PENAO através do estresse oxidativo, enquanto seus efeitos apoptóticos foram ainda mais intensificados com o co-tratamento com o inibidor de mTOR temsirolimus. Descobriu-se que esta terapia combinada atua através da inibição da via PI3K/AKT/mTOR, HSP90 e ativação de AMPK. Experimentos in vivo empregando um modelo ortotópico de DIPG mostraram um efeito antitumoral marginal provavelmente devido à baixa penetração dos inibidores no cérebro. Mais testes desta estratégia anti-DIPG com compostos que penetram a barreira hematoencefálica são necessários. © 2018 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Dual targeting of mitochondrial function and mTOR pathway as a therapeutic strategy for diffuse intrinsic pontine glioma: Diffuse Intrinsic Pontine Gliomas (DIPG) are the most devastating of all pediatric brain tumors. They mostly affect young children and, as there are no effective treatments, almost all patients with DIPG will die of their tumor within 12 months of diagnosis. A key feature of this devastating tumor is its intrinsic resistance to all clinically available therapies. It has been shown that glioma development is associated with metabolic reprogramming, redox state disruption and resistance to apoptotic pathways. The mitochondrion is an attractive target as a key organelle that facilitates these critical processes. PENAO is a novel anti-cancer compound that targets mitochondrial function by inhibiting adenine nucleotide translocase (ANT). Here we found that DIPG neurosphere cultures express high levels of ANT2 protein and are sensitive to the mitochondrial inhibitor PENAO through oxidative stress, while its apoptotic effects were found to be further enhanced upon co-treatment with mTOR inhibitor temsirolimus. This combination therapy was found to act through inhibition of PI3K/AKT/mTOR pathway, HSP90 and activation of AMPK. In vivo experiments employing an orthotopic model of DIPG showed a marginal anti-tumour effect likely due to poor penetration of the inhibitors into the brain. Further testing of this anti- DIPG strategy with compounds that penetrate the BBB is warranted. © 2018 Elsevier B.V., All rights reserved.

No presente estudo, ensaios de deterência, bioensaio de contato, análise de concentração letal (CL) e análise de expressão gênica foram realizados para revelar o potencial repelente ou inseticida do óleo de M. alternifolia contra M. persicae. O óleo de M. alternifolia demonstrou um excelente índice de deterência (0,8) a 2 g/L após 48 h. O óleo demonstrou uma taxa de mortalidade por contato pronunciada (72%) na dose de 4 g/L após 24 h. A análise de Probit foi realizada para estimar os valores de CL do óleo de M. alternifolia (40%) contra M. persicae (CL₃₀ = 0,115 g/L e CL₅₀ = 0,37 g/L respectivamente) após 24 h. Além disso, para investigar mudanças na expressão gênica devido ao contato com o óleo de M. alternifolia em M. persicae, a expressão dos genes HSP 60, FPPS I, OSD, TOL e ANT foi examinada nas doses de CL₃₀ e CL₅₀. Quatro dos cinco genes selecionados - OSD, ANT, HSP 60 e FPPS I - mostraram regulação positiva na CL₅₀, enquanto o gene TOL mostrou expressão de regulação positiva máxima na CL₃₀. Finalmente, os principais componentes do óleo de M. alternifolia (terpinen-4-ol) foram acoplados e simulados por dinâmica molecular nas proteínas relacionadas aos genes selecionados para explorar os modos de interação ligante-proteína e mudanças na expressão gênica. Os resultados mostram que o óleo de M. alternifolia tem efeitos inseticidas e de deterência notáveis e também tem a capacidade de afetar a reprodução e o desenvolvimento em M. persicae pela ligação com proteínas. © 2020 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Repellency, toxicity, gene expression profiling and in silico studies to explore insecticidal potential of Melaleuca alternifolia essential oil against Myzus persicae: In the current study, deterrent assay, contact bioassay, lethal concentration (LC) analysis and gene expression analysis were performed to reveal the repellent or insecticidal potential of M. alternifolia oil against M. persicae. M. alternifolia oil demonstrated an excellent deterrence index (0.8) at 2 g/L after 48 h. The oil demonstrated a pronounced contact mortality rate (72%) at a dose of 4 g/L after 24 h. Probit analysis was performed to estimate LC-values of M. alternifolia oil (40%) against M. persicae (LC<inf>30</inf> = 0.115 g/L and LC<inf>50</inf> = 0.37 g/L respectively) after 24 h. Furthermore, to probe changes in gene expression due to M. alternifolia oil contact in M. persicae, the expression of HSP 60, FPPS I, OSD, TOL and ANT genes were examined at doses of LC<inf>30</inf> and LC<inf>50</inf>. Four out of the five selected genes—OSD, ANT, HSP 60 and FPPS I—showed upregulation at LC<inf>50</inf>, whereas, TOL gene showed maximum upregulation expression at LC<inf>30</inf>. Finally, the major components of M. alternifolia oil (terpinen-4-ol) were docked and MD simulated into the related proteins of the selected genes to explore ligand–protein modes of interactions and changes in gene expression. The results show that M. alternifolia oil has remarkable insecticidal and deterrent effects and also has the ability to affect the reproduction and development in M. persicae by binding to proteins. © 2020 Elsevier B.V., All rights reserved.

As proteínas de membrana residem em bicamadas lipídicas e são tipicamente extraídas desse ambiente para estudo, o que frequentemente compromete sua integridade. Neste trabalho, ejetamos montagens intactas de membranas, sem disrupção química, e usamos espectrometria de massa para definir sua composição. A partir de membranas externas de Escherichia coli, identificamos uma associação chaperona-porina e interações lipídicas na maquinaria de montagem do barril-beta. Observamos bombas de efluxo conectando membranas interna e externa, e a partir de membranas internas identificamos um poro pentamérico de TonB, bem como o canal condutor de proteínas SecYEG em associação com a sintase de adenosina trifosfato (ATP) F₁Fₒ. Membranas mitocondriais intactas de Bos taurus produziram complexos respiratórios e dímeros ligados a ácidos graxos da translocase de adenosina difosfato (ADP)/ATP (ANT-1). Estes resultados destacam a importância dos ambientes de membrana nativos para reter a ligação de pequenas moléculas, interações subunitárias e chaperonas associadas do proteoma de membrana. © 2020 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Protein assemblies ejected directly from native membranes yield complexes for mass spectrometry: Membrane proteins reside in lipid bilayers and are typically extracted from this environment for study, which often compromises their integrity. In this work, we ejected intact assemblies from membranes, without chemical disruption, and used mass spectrometry to define their composition. From Escherichia coli outer membranes, we identified a chaperone-porin association and lipid interactions in the b-barrel assembly machinery. We observed efflux pumps bridging inner and outer membranes, and from inner membranes we identified a pentameric pore of TonB, as well as the protein-conducting channel SecYEG in association with F<inf>1</inf>F<inf>O</inf> adenosine triphosphate (ATP) synthase. Intact mitochondrial membranes from Bos taurus yielded respiratory complexes and fatty acid–bound dimers of the ADP (adenosine diphosphate)/ATP translocase (ANT-1). These results highlight the importance of native membrane environments for retaining small-molecule binding, subunit interactions, and associated chaperones of the membrane proteome. © 2020 Elsevier B.V., All rights reserved.

A formiga prateada do Saara Cataglyphis bombycina é um dos animais mais termotolerantes do mundo. As operárias forrageiam por artrópodes atingidos pelo calor durante a parte mais quente do dia, quando as temperaturas excedem 50 °C. No entanto, as adaptações fisiológicas necessárias para lidar com condições tão severas permanecem pouco estudadas nesta espécie desértica. Usando transcriptômica, examinamos os transcritos mais responsivos ao calor de C. bombycina com o objetivo de melhor caracterizar os mecanismos moleculares envolvidos com a estabilidade macromolecular e sobrevivência celular ao estresse térmico. Identificamos 67 transcritos fortemente e consistentemente expressos, e mostramos evidências de ambos: seleção evolutiva e indução térmica específica de chaperonas moleculares relacionadas à mitocôndria que não haviam sido documentadas em Formicidae até agora. Isso indica um claro foco da resposta ao choque térmico da formiga prateada na preservação da integridade mitocondrial e produção de energia. A indução conjunta de pequenas proteínas de choque térmico provavelmente retrata a maior necessidade deste inseto para função motora adequada em resposta a surtos extremos de estresses térmicos. Discutimos como essas adaptações fisiológicas podem efetivamente ajudar as operárias a resistir e sobreviver ao calor escaldante e solo ardente do deserto do Saara ao meio-dia. © 2018 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Molecular chaperoning helps safeguarding mitochondrial integrity and motor functions in the Sahara silver ant Cataglyphis bombycina: The Sahara silver ant Cataglyphis bombycina is one of the world's most thermotolerant animals. Workers forage for heat-stricken arthropods during the hottest part of the day, when temperatures exceed 50 °C. However, the physiological adaptations needed to cope with such harsh conditions remain poorly studied in this desert species. Using transcriptomics, we screened for the most heat-responsive transcripts of C. bombycina with aim to better characterize the molecular mechanisms involved with macromolecular stability and cell survival to heat-stress. We identified 67 strongly and consistently expressed transcripts, and we show evidences of both evolutionary selection and specific heat-induction of mitochondrial-related molecular chaperones that have not been documented in Formicidae so far. This indicates clear focus of the silver ant's heat-shock response in preserving mitochondrial integrity and energy production. The joined induction of small heat-shock proteins likely depicts the higher requirement of this insect for proper motor function in response to extreme burst of heat-stresses. We discuss how those physiological adaptations may effectively help workers resist and survive the scorching heat and burning ground of the midday Sahara Desert. © 2018 Elsevier B.V., All rights reserved.

As larvas da formiga escamolera (Liometopum apiculatum Mayr) são consideradas uma iguaria desde os tempos pré-hispânicos. O aumento da demanda por este prato levou à coleta massiva de ninhos de formigas. No entanto, aspectos biológicos das larvas de L. apiculatum permanecem desconhecidos, e mapear o proteoma desta espécie é importante para compreender suas características biológicas. Eletroforese bidimensional em gel (2-DE) seguida de análise por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas em tandem (LC-MS/MS) foi utilizada para caracterizar o perfil proteômico das larvas. Dos 380 spots proteicos analisados, 174 foram identificados por LC-MS/MS e busca por homologia contra o subconjunto Hymenoptera do banco de dados de proteínas NCBInr usando o mecanismo de busca Mascot. O sequenciamento de novo de peptídeos e o alinhamento baseado em homologia permitiram a identificação de 36 spots proteicos adicionais. As proteínas identificadas foram classificadas por localização celular, função molecular e processo biológico de acordo com a anotação de Ontologia Gênica. Proteínas relacionadas à imunidade e defesa foram identificadas, incluindo PPIases, FK506, PEBP e quitinases. Várias proteoformas de hexamerina foram identificadas e o cDNA da proteína mais abundante detectada no mapa 2-DE foi isolado e caracterizado. A hexamerina de L. apiculatum (LaHEX, número de acesso GeneBank MH256667) contém uma moldura aberta de leitura de 2199 pb codificando um polipeptídeo de 733 resíduos de aminoácidos com massa molecular calculada de 82,41 kDa. A proteína LaHEX é mais semelhante à HEX110 do que à HEX70 de Apis mellifera. A regulação negativa de LaHEX foi observada durante o desenvolvimento da formiga. Este trabalho representa o primeiro mapa proteômico, bem como a primeira hexamerina caracterizada de larvas de L. apiculatum. © 2020 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

The proteome map of the escamolera ant (Liometopum apiculatum Mayr) larvae reveals immunogenic proteins and several hexamerin proteoforms: The larvae of escamolera ant (Liometopum apiculatum Mayr) have been considered a delicacy since Pre-Hispanic times. The increased demand for this stew has led to massive collection of ant nests. Yet biological aspects of L. apiculatum larvae remain unknown, and mapping the proteome of this species is important for understanding its biological characteristics. Two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) followed by liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) analysis was used to characterize the larvae proteome profile. From 380 protein spots analyzed, 174 were identified by LC-MS/MS and homology search against the Hymenoptera subset of the NCBInr protein database using the Mascot search engine. Peptide de novo sequencing and homology-based alignment allowed the identification of 36 additional protein spots. Identified proteins were classified by cellular location, molecular function, and biological process according to the Gene Ontology annotation. Immunity- and defense-related proteins were identified including PPIases, FK506, PEBP, and chitinases. Several hexamerin proteoforms were identified and the cDNA of the most abundant protein detected in the 2-DE map was isolated and characterized. L. apiculatum hexamerin (LaHEX, GeneBank accession no. MH256667) contains an open reading frame of 2199 bp encoding a polypeptide of 733 amino acid residues with a calculated molecular mass of 82.41 kDa. LaHEX protein is more similar to HEX110 than HEX70 from Apis mellifera. Down-regulation of LaHEX was observed throughout ant development. This work represents the first proteome map as well as the first hexamerin characterized from L. apiculatum larvae. © 2020 Elsevier B.V., All rights reserved.

As proteínas de choque térmico 90 (Hsp90) e as proteínas congêneres de choque térmico 70 (Hsc70) foram identificadas como chaperonas do heterocomplexo receptor de ecdisona (EcR)/proteína ultraspiracle (USP). No entanto, pouco se sabe sobre o estado de Hsp90 e Hsc70 em Polyrhachis vicina Roger. Aqui, sequenciamos os transcriptomas de formigas adultas em P. vicina pela primeira vez. Leituras limpas em formigas fêmeas, machos e operárias foram anotadas em 40.147 transcritos, e 37.488, 28.300 e 33.638 unigenes foram montados em formigas fêmeas, machos e operárias, respectivamente. De acordo com RPKM, os números de genes diferencialmente expressos entre formigas fêmeas e machos, entre formigas fêmeas e operárias, entre formigas machos e operárias e os genes diferencialmente expressos comuns foram 12.657, 21.630, 15.112 e 3.704, respectivamente. Esses resultados revelam que a diferenciação de castas, a formação de especificidade de casta e as divisões sociais das formigas P. vicina podem ser devidas a diferenças de expressão gênica. Além disso, PvEcR e PvUSP também foram detectados como genes diferencialmente expressos nas formigas; especificamente, a expressão de PvUSP foi maior que a expressão de PvEcR em todas as castas. Especulamos que PvUSP pode ter um papel semelhante ao do receptor de hormônio juvenil. Quatro membros da família PvHsp90 identificados e 23 membros da família PvHsp70 identificados foram encontrados nas formigas, e 2 genes PvHsp90 e 8 genes PvHsp70 foram analisados por qRT-PCR. Entre esses genes, a expressão de 2 genes PvHsp90 e 5 genes PvHsp70 coincidiu com os perfis de expressão de PvEcR e PvUSP, o que sugere que a caracterização de PvHsp90 e PvHsc70 pode ser como chaperonas moleculares de EcR/USP em P. vicina. © 2019 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

RNA-Seq analysis of Polyrhachis vicina Roger and insights into the heat shock protein 90 and 70 families: The heat shock protein 90 (Hsp90) and heat shock cognate proteins (Hsc70) have been identified as chaperones of the ecdysone receptor (EcR)/ultraspiracle protein (USP) heterocomplex. However, little is known about the status of Hsp90 and Hsc70 in Polyrhachis vicina Roger. Here, we sequenced the transcriptomes of adult ants in P. vicina for the first time. Clean reads in female, male, and worker ants were annotated into 40,147 transcripts, and 37,488, 28,300, and 33,638 unigenes were assembled in female, male, and worker ants, respectively. According to RPKM, the numbers of differentially expressed genes between female and male ants, between female and worker ants, and between male and worker ants and the common differentially expressed genes were 12,657, 21,630, 15,112 and 3704, respectively. These results reveal that caste differentiation, caste specificity formation, and social divisions of P. vicina ants may be due to gene expression differences. Moreover, PvEcR and PvUSP were also detected as differentially expressed genes in the ants; specifically, PvUSP expression was higher than PvEcR expression in all castes. We speculate that PvUSP may have a role similar to that of juvenile hormone receptor. Four identified PvHsp90 family members and 23 identified PvHsp70 family members were found in the ants, and 2 PvHsp90 genes and 8 PvHsp70 genes were analyzed by qRT-PCR. Among those genes, the expression of 2 PvHsp90 genes and 5 PvHsp70 genes coincided with the expression profiles of PvEcR and PvUSP, which suggest that the characterization of PvHsp90 and PvHsc70 may be as EcR/USP molecular chaperones in P. vicina. © 2019 Elsevier B.V., All rights reserved.

O proteoma parcial do veneno da vespa Polybia paulista foi previamente relatado em outro lugar usando uma abordagem dependente de gel e resultou na identificação de um número limitado de toxinas do veneno. Aqui, reinvestigamos o veneno de P. paulista usando uma abordagem proteômica shotgun livre de gel; a alta faixa dinâmica desta abordagem facilitou a detecção e identificação de 1673 proteínas, das quais 23 proteínas do veneno apresentaram glicosilação N-ligada como modificação pós-traducional. Três formas moleculares diferentes de PLA1 foram identificadas como proteínas alergênicas, e duas dessas formas foram modificadas por glicosilação N-ligada. Este estudo revela um extenso repertório de proteínas até então não descritas que foram classificadas nos seguintes seis grupos funcionais diferentes: (i) proteínas típicas do veneno; (ii) proteínas relacionadas ao dobramento/conformação e PTMs das toxinas; (iii) proteínas que protegem as toxinas do estresse oxidativo; (iv) proteínas envolvidas na comunicação química; (v) proteínas de manutenção celular; e (vi) proteínas não caracterizadas. Foi possível identificar proteínas semelhantes a toxinas do veneno que são comumente relatadas em outros venenos animais, incluindo artrópodes como aranhas e escorpiões. Assim, os achados relatados aqui podem contribuir para melhorar nossa compreensão da composição do veneno de P. paulista, seu mecanismo de envenenamento e as patologias vivenciadas pela vítima após o acidente de picada da vespa. Significado biológico: O presente estudo expandiu significativamente o número de proteínas identificadas no veneno de P. paulista, contribuindo para melhorias em nossa compreensão do mecanismo de envenenamento produzido por acidentes de picada causados por esta vespa. Por exemplo, novas neurotoxinas de veneno de vespa foram identificadas, mas nenhum estudo avaliou a presença deste tipo de toxina em venenos de vespas sociais. Além disso, 23 proteínas do veneno com glicosilação N-ligada foram identificadas no proteoma do veneno de P. paulista, e algumas dessas proteínas podem ser alérgenos relevantes que são imunorreativos à IgE humana. © 2019 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Revisiting Polybia paulista wasp venom using shotgun proteomics – Insights into the N-linked glycosylated venom proteins: The partial proteome of Polybia paulista wasp venom was previously reported elsewhere using a gel-dependent approach and resulted in the identification of a limited number of venom toxins. Here, we reinvestigated the P. paulista venom using a gel-free shotgun proteomic approach; the highly dynamic range of this approach facilitated the detection and identification of 1673 proteins, of which 23 venom proteins presented N-linked glycosylation as a posttranslational modification. Three different molecular forms of PLA1 were identified as allergenic proteins, and two of these forms were modified by N-linked glycosylation. This study reveals an extensive repertoire of hitherto undescribed proteins that were classified into the following six different functional groups: (i) typical venom proteins; (ii) proteins related to the folding/conformation and PTMs of toxins; (iii) proteins that protect toxins from oxidative stress; (iv) proteins involved in chemical communication; (v) housekeeping proteins; and (vi) uncharacterized proteins. It was possible to identify venom toxin-like proteins that are commonly reported in other animal venoms, including arthropods such as spiders and scorpions. Thus, the findings reported here may contribute to improving our understanding of the composition of P. paulista venom, its envenoming mechanism and the pathologies experienced by the victim after the wasp stinging accident. Biological significance: The present study significantly expanded the number of proteins identified in P. paulista venom, contributing to improvements in our understanding of the envenoming mechanism produced by sting accidents caused by this wasp. For example, novel wasp venom neurotoxins have been identified, but no studies have assessed the presence of this type of toxin in social wasp venoms. In addition, 23 N-linked glycosylated venom proteins were identified in the P. paulista venom proteome, and some of these proteins might be relevant allergens that are immunoreactive to human IgE. © 2019 Elsevier B.V., All rights reserved.

O óleo de melaleuca (TTO) é um tipo de extrato vegetal com funções anti-inflamatórias e antitumorais. No entanto, pouco se sabe sobre os efeitos do TTO na imunidade da mucosa intestinal. No presente estudo, noventa leitões desmamados de 21 dias (6,73 ± 0,12 kg) foram divididos aleatoriamente em 5 tratamentos: o controle (CON, alimentado com dietas basais), o tratamento suplementado com antibióticos (ANT, alimentado com dietas suplementadas com antibióticos) e os tratamentos suplementados com TTO em níveis baixo, médio e alto (LTO, MTO e HTO, alimentados com dietas adicionadas de 50 mg/kg, 100 mg/kg e 150 mg/kg de TTO, respectivamente). Após 21 dias de experimento, a suplementação com TTO aumentou o consumo alimentar diário médio (ADFI) (P < 0,05) e mostrou uma tendência de aumento no ganho de peso diário médio (ADG) (0,05 < P < 0,1) dos leitões desmamados. O comprimento das vilosidades do jejuno (P < 0,001) e a razão entre o comprimento das vilosidades e a profundidade da cripta (V/C) de todos os três segmentos do intestino delgado (SI) (P < 0,01) foram melhorados pelos tratamentos com TTO. A suplementação com TTO também aumentou ou levou a uma tendência de aumento nos teores de interleucina (IL)-2 no jejuno (P < 0,05) e no íleo (0,05 < P < 0,1), IL10 no jejuno (0,05 < P < 0,1) e interferon-γ (IFN-γ) no íleo (0,05 < P < 0,1). A expressão gênica de IL1β (P < 0,01) e IL10 (P < 0,01) no jejuno, fator de necrose tumoral-α (TNFα) (P < 0,05) no íleo e ocludina no íleo (P < 0,01) foram todas reguladas positivamente sob os tratamentos com TTO. A suplementação com TTO aumentou a expressão gênica da proteína de choque térmico (Hsp)60 (P < 0,05), Hsp70 (P < 0,01) e Hsp90 (P < 0,001) no jejuno e regulou positivamente a expressão gênica de Hsp70 (P < 0,05) e Hsp90 (P < 0,01) no íleo. Além disso, a suplementação com TTO ativou a sinalização Notch2 no SI (P < 0,05). A suplementação com ANT também pôde melhorar o desenvolvimento intestinal, aumentar a secreção de citocinas, regular positivamente a expressão gênica de proteínas de junção estreita e ativar a expressão gênica da sinalização Notch2 do SI até certo ponto. No entanto, o TTO exibiu efeitos melhores. Em conclusão, a suplementação com TTO pode melhorar a imunidade da mucosa intestinal de leitões desmamados, e os efeitos foram melhores do que os dos antibióticos; esse resultado provavelmente está associado à ativação da sinalização Notch2. © 2019 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Dietary tea tree oil supplementation improves the intestinal mucosal immunity of weanling piglets: Tea tree oil (TTO) is a kind of plant extract with anti-inflammation and anti-tumor functions. However, little is known about the effects of TTO on intestinal mucosal immunity. In the present study, ninety 21-day-old weanling piglets (6.73 ± 0.12 kg) were randomly divided into 5 treatments, which were the control (CON, feed with basal diets), the antibiotics supplemented treatment (ANT, feed with antibiotics-supplemented diets), and the low-, middle- and high-level TTO-supplemented treatments (LTO, MTO and HTO, feed with 50 mg/kg, 100 mg/kg and 150 mg/kg TTO added diets, respectively). After 21 days of the experiment, TTO supplementation increased the average daily feed intake (ADFI) (P < 0.05) and showed a trend of increased average daily gain (ADG) (0.05<P < 0.1) of the weaned piglets. The villus length of the jejunum (P < 0.001) and the ratio of the villus length versus the crypt depth (V/C) of all of three segments of the small intestine (SI) (P < 0.01) were improved by the TTO treatments. TTO supplementation also increased or led to a trend of increased contents of interleukin(IL)-2 in the jejunum (P < 0.05) and in the ileum (0.05<P < 0.1), IL10 in the jejunum (0.05<P < 0.1) and interferon-γ (IFN-γ) in the ileum (0.05<P < 0.1). The gene expression of IL1β (P < 0.01) and IL10 (P < 0.01) in the jejunum, tumor necrosis factor-α (TNFα) (P < 0.05) in the ileum and occludin in the ileum (P < 0.01) were all upregulated under the TTO treatments. TTO supplementation increased the gene expression of heat shock protein (Hsp)60 (P < 0.05), Hsp70 (P < 0.01) and Hsp90 (P < 0.001) in the jejunum and upregulated the gene expression of Hsp70 (P < 0.05) and Hsp90 (P < 0.01) in the ileum. In addition, TTO supplementation activated Notch2 signaling in the SI (P < 0.05). ANT supplementation could also improve intestinal development, increase cytokines secretion, upregulate the gene expression of tight junction proteins and activate the gene expression of Notch2 signaling of the SI to some extent. However, TTO exhibited better effects. In conclusion, TTO supplementation could improve the intestinal mucosal immunity of weaning piglets, and the effects were better than those of the antibiotics; this outcome was probably associated with the activation of Notch2 signaling. © 2019 Elsevier B.V., All rights reserved.

O efeito de tolerância cruzada do exercício contra os mecanismos mediados por mitocôndrias cardíacas de controle de qualidade, remodelamento e morte associados ao tratamento subcrônico com Doxorrubicina (DOX) ainda é desconhecido. Portanto, analisamos os efeitos de dois modelos distintos de exercício crônico (treinamento em esteira de resistência - TM e atividade voluntária em roda livre - FW) realizados durante o tratamento subcrônico com DOX na suscetibilidade mitocondrial ao poro de transição de permeabilidade (mPTP), sinalização apoptótica e autofágica e dinâmica mitocondrial. Ratos Sprague-Dawley machos foram divididos em seis grupos (n = 6 por grupo): sedentário com salina (SAL + SED), SAL + TM (esteira por 12 semanas), SAL + FW (roda livre voluntária por 12 semanas), DOX + SED [tratamento subcrônico com DOX por 7 semanas (2 mg kg−1 semana−1)], DOX + TM e DOX + FW. A sinalização apoptótica e regulação do mPTP foram acompanhadas medindo as atividades das caspases 3, 8 e 9, e expressão de Bax, Bcl2, CypD, ANT e ciclofilina. Proteínas relacionadas à dinâmica mitocondrial (Mfn1, Mfn2, OPA1 e DRP1) e auto(mito)fagia (LC3, Beclin1, Pink1, Parkin e p62) foram semiquantificadas. O tratamento com DOX resultou em maior suscetibilidade ao mPTP e sinalização apoptótica (caspases 3, 8 e 9 e razão Bax/Bcl2). Além disso, DOX diminuiu a expressão de proteínas relacionadas à fusão (Mfn1, Mfn2, OPA1), aumentou DRP1 e ativou a sinalização de auto(mito)fagia. TM e FW impediram o aumento da suscetibilidade ao mPTP e sinalização apoptótica induzidos por DOX, alterações na dinâmica mitocondrial e inibiram os aumentos induzidos por DOX na sinalização de auto(mito)fagia. Coletivamente, nossos resultados sugerem que ambos os modelos de exercício crônico utilizados, realizados antes e durante o tratamento subcrônico com DOX, limitam a sinalização apoptótica mediada por mitocôndrias cardíacas e regulam alterações na dinâmica mitocondrial e auto(mito)fagia em animais tratados com DOX. © 2018 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Exercise and Doxorubicin Treatment Modulate Cardiac Mitochondrial Quality Control Signaling: The cross-tolerance effect of exercise against heart mitochondrial-mediated quality control, remodeling and death-related mechanisms associated with sub-chronic Doxorubicin (DOX) treatment is yet unknown. We therefore analyzed the effects of two distinct chronic exercise models (endurance treadmill training—TM and voluntary free wheel activity—FW) performed during the course of the sub-chronic DOX treatment on mitochondrial susceptibility to permeability transition pore (mPTP), apoptotic and autophagic signaling and mitochondrial dynamics. Male Sprague–Dawley rats were divided into six groups (n = 6 per group): saline sedentary (SAL + SED), SAL + TM (12-weeks treadmill), SAL + FW (12-weeks voluntary free-wheel), DOX + SED [7-weeks sub-chronic DOX treatment (2 mg kg−1 week−1)], DOX + TM and DOX + FW. Apoptotic signaling and mPTP regulation were followed by measuring caspase 3, 8 and 9 activities, Bax, Bcl2, CypD, ANT, and cophilin expression. Mitochondrial dynamics (Mfn1, Mfn2, OPA1 and DRP1) and auto(mito)phagy (LC3, Beclin1, Pink1, Parkin and p62)-related proteins were semi-quantified. DOX treatment results in augmented mPTP susceptibility and apoptotic signaling (caspases 3, 8 and 9 and Bax/Bcl2 ratio). Moreover, DOX decreased the expression of fusion-related proteins (Mfn1, Mfn2, OPA1), increased DRP1 and the activation of auto(mito)phagy signaling. TM and FW prevented DOX-increased mPTP susceptibility and apoptotic signaling, alterations in mitochondrial dynamics and inhibits DOX-induced increases in auto(mito)phagy signaling. Collectively, our results suggest that both used chronic exercise models performed before and during the course of sub-chronic DOX treatment limit cardiac mitochondrial-driven apoptotic signaling and regulate alterations in mitochondrial dynamics and auto(mito)phagy in DOX-treated animals. © 2018 Elsevier B.V., All rights reserved.

【Objetivo】A HSP60 é um membro importante das proteínas de choque térmico, que desempenha um papel importante na imunidade inata de insetos, sendo também um fator essencial para o crescimento e desenvolvimento dos insetos. Estudos anteriores comprovaram que a BmHSP60 está envolvida no processo de invasão do nucleopoliedrovírus do bicho-da-seda (BmNPV). O objetivo deste estudo é identificar as proteínas de interação da BmHSP60 e fornecer uma base para explorar ainda mais o mecanismo na imunidade inata de B. mori. 【Método】O vetor de superexpressão de BmHSP60 foi construído e fusionado com a tag Flag para coimunoprecipitação e espectrometria de massa ligada à prata (LC-MS/MS). Após transfecção nas células de B. mori por 48 h, os lisados celulares foram coletados para coimunoprecipitação. O anticorpo foi incubado com as esferas magnéticas para capturar as proteínas de interação. Após coloração com prata, bandas distintas puderam ser detectadas. As faixas diferenciais foram armazenadas a -80℃, e então os peptídeos diferencialmente expressos foram analisados por espectrometria de massa. O tamanho das bandas foi alinhado com o banco de dados do NCBI para triar proteínas candidatas de interação de acordo com os resultados da espectrometria de massa. Finalmente, o vetor de clonagem das proteínas candidatas de interação foi construído e fusionado com a tag HA, e transferido para células de B. mori juntamente com a BmHSP60, respectivamente. Coimunoprecipitação e co-localização por fluorescência confirmaram a interação entre BmHSP60 e as proteínas candidatas. A co-localização das proteínas candidatas de interação com BmHSP60 com as mitocôndrias foi analisada por Mito-Tracker-Green. 【Resultado】A espectrometria de massa mostrou que havia 5 bandas distintas nas proximidades de 110, 90, 75, 60 e 35 kD. Um total de 32 proteínas diferencialmente expressas foram identificadas comparando os resultados da espectrometria de massa ligada à prata com os do banco de dados do genoma do bicho-da-seda e do banco de dados do NCBI. As 5 bandas foram misturadas em um pool de proteínas para espectrometria de massa, e 5 proteínas de interação foram triadas consistentes com as bandas diferenciais na coloração com prata de acordo com o número de peptídeos e peso molecular das proteínas. As proteínas candidatas foram ADP/ATP translocase (ANT), Actina, Alfa-tubulina, Fator de elongação 1-alfa (EF-1α) e HSP90, respectivamente. O vetor de expressão de clonagem da proteína candidata de interação com BmHSP60 foi construído e fusionado com a tag HA, e co-transfectado com BmHSP60 em células de B. mori. A imunoprecipitação (IP) foi incubada com anticorpo α-Flag, o imunoblotting (IB) foi incubado com anticorpo α-Flag, e a expressão de BmHSP60 foi detectada por IP. O IB incubado com anticorpo α-HA mostrou que apenas BmANT e BmHSP90 puderam detectar as bandas correspondentes, enquanto Alfa-tubulina e EF1α não detectaram as bandas correspondentes com BmHSP60, indicando que apenas BmANT e BmHSP90 tiveram interação direta com BmHSP60, e Alfa-tubulina e EF1α não tiveram interação direta com BmHSP60. Análise adicional de co-localização por fluorescência mostrou que BmANT e BmHSP90 puderam co-localizar com BmHSP60 no citoplasma. Os resultados de co-localização com o marcador mitocondrial Mito-Tracker-Green mostraram que BmHSP60, BmANT e BmHSP90 estavam co-localizados com as mitocôndrias. 【Conclusão】A proteína de choque térmico BmHSP60 de B. mori foi identificada como interagindo com BmANT e BmHSP90, e co-localizada nas mitocôndrias. Isso pode ser usado para estudar o mecanismo da BmHSP60 na imunidade antiviral de B. mori. © 2019 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Screening and identification of candidate proteins interacting with bmhsp60 in the silkworm (bombyx mori): 【Objective】HSP60 is an important member of heat shock proteins, which plays an important role in the innate immunity of insects, and is also an essential factor for insect growth and development. Previous studies have proved that BmHSP60 is involved in the invasion process of Bombyx mori nucleopolyhedrovirus (BmNPV). The objective of this study is to identify the interaction proteins of BmHSP60, and to provide a basis for further exploring the mechanism in the innate immunity of B. mori. 【Method】 BmHSP60 overexpression vector was constructed and fused with the Flag tag for co-immunoprecipitation and silver-linked-mass spectrometry (LC-MS/MS). After transfected into the B. mori cells for 48 h, the cell lysates was collected for co-immunoprecipitation. The antibody was incubated with the magnetic beads to capture the interaction proteins. After silver staining, the distinct bands could be detected. The differential strips were stored at -80℃, and then the differentially expressed peptides were analyzed by mass spectrometry. The size of the bands was aligned with the NCBI database to screen for candidate interaction proteins according to the mass spectrometry results. Finally, the cloning vector of candidate interaction proteins was constructed and fused with HA tag, and transferred into B. mori cells with BmHSP60, respectively. Co-immunoprecipitation and fluorescence co-localization confirmed the interaction between BmHSP60 and candidate proteins. The co-localization of BmHSP60 candidate interaction proteins with mitochondria was analyzed by Mito-Tracker-Green.【Result】Mass spectrometry showed that there were 5 distinct bands in the vicinity of 110, 90, 75, 60 and 35 kD. A total of 32 differentially expressed proteins were identified by comparing the results of silver-linked mass spectrometry with those of silkworm genome database and NCBI database. The 5 bands were mixed into a protein pool for mass spectrometry, and 5 interaction proteins were screened consistent with the differential bands in silver staining according to the number of peptides and molecular weight of proteins. Candidate proteins were ADP/ATP translocase (ANT), Actin, Alpha-tubulin, Elongation factor 1-alpha (EF-1α) and HSP90, respectively. The BmHSP60 candidate interaction protein clone expression vector was constructed and fused with HA tag, and co-transfected with BmHSP60 into B. mori cells. Immunocoprecipitation (IP) was incubated with α-Flag antibody, immunoblotting (IB) was incubated with α-Flag antibody, and BmHSP60 expression was detected by IP. IB incubated with α-HA antibody showed that only BmANT and BmHSP90 could detect the corresponding bands, while Alpha-tubulin and EF1α did not detect the corresponding bands with BmHSP60, indicating that only BmANT and BmHSP90 had direct interaction with BmHSP60, and Alpha-tubulin and EF1α had no direct interaction with BmHSP60. Further analysis of fluorescence co-localization showed that BmANT and BmHSP90 could co-locate with BmHSP60 in cytoplasm. Mitochondrial marker Mito-Tracker-Green co-localization results showed that BmHSP60, BmANT and BmHSP90 were co-localized with mitochondria.【Conclusion】Heat shock protein BmHSP60 of B. mori was identified to interact with BmANT and BmHSP90, and co-localized in mitochondria. It can be used to study the mechanism of BmHSP60 in antiviral immunity of B. mori. © 2019 Elsevier B.V., All rights reserved.

Frequentemente se hipotetiza que os animais empregam uma "resposta ao estresse" generalizada, amplamente mediada por hormônios glicocorticoides (GC), como a corticosterona, para combater condições ambientais desafiadoras. Sob esta hipótese, prediz-se que diversos estressores tenham efeitos concordantes através dos níveis biológicos de um organismo. Testamos a hipótese da resposta generalizada ao estresse em dois experimentos complementares com lagartos-de-cerca-orientais (Sceloporus undulatus) machos juvenis e adultos. Em ambos os experimentos, os animais foram expostos a diversos estressores agudos ecologicamente relevantes (alta temperatura ou formigas-lava-pés, Solenopsis invicta) e examinamos suas respostas em três níveis biológicos: comportamental; fisiológico (endócrino [concentrações plasmáticas de corticosterona e glicose sanguínea] e imunidade inata [complemento e anticorpos naturais]); e respostas celulares (expressão gênica de um painel de cinco proteínas de choque térmico no sangue e fígado) aos 30 ou 90 minutos após o início do estresse. Em ambos os experimentos, observamos grandes diferenças na resposta celular aos dois estressores, o que contrasta com as respostas comportamentais e endócrinas semelhantes. No experimento com adultos para o qual tínhamos dados de imunidade inata, os estressores afetaram a função imunológica independentemente e correlacionaram-se com a CORT em direções opostas. Em conjunto, esses resultados desafiam o conceito de uma resposta generalizada ao estresse. Em vez disso, a resposta ao estresse foi específica do contexto, especialmente no nível celular. Tal especificidade contextual pode explicar por que as tentativas de vincular hormônios GC com história de vida e aptidão têm se mostrado difíceis. Nossos resultados enfatizam a necessidade de indicadores em múltiplos níveis biológicos e exames de estresse em todo o organismo. © 2019 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Contrasting Responses of Lizards to Divergent Ecological Stressors across Biological Levels of Organization: It is frequently hypothesized that animals employ a generalized "stress response," largely mediated by glucocorticoid (GC) hormones, such as corticosterone, to combat challenging environmental conditions. Under this hypothesis, diverse stressors are predicted to have concordant effects across biological levels of an organism. We tested the generalized stress response hypothesis in two complementary experiments with juvenile and adult male Eastern fence lizards (Sceloporus undulatus). In both experiments, animals were exposed to diverse, ecologically-relevant, acute stressors (high temperature or red imported fire ants, Solenopsis invicta) and we examined their responses at three biological levels: behavioral; physiological (endocrine [plasma corticosterone and blood glucose concentrations] and innate immunity [complement and natural antibodies]); and cellular responses (gene expression of a panel of five heat-shock proteins in blood and liver) at 30 or 90 min post stress initiation. In both experiments, we observed large differences in the cellular response to the two stressors, which contrasts the similar behavioral and endocrine responses. In the adult experiment for which we had innate immune data, the stressors affected immune function independently, and they were correlated with CORT in opposing directions. Taken together, these results challenge the concept of a generalized stress response. Rather, the stress response was context specific, especially at the cellular level. Such context-specificity might explain why attempts to link GC hormones with life history and fitness have proved difficult. Our results emphasize the need for indicators at multiple biological levels and whole-organism examinations of stress. © 2019 Elsevier B.V., All rights reserved.

Compreender como os organismos se adaptam a ambientes extremos é fundamental e pode fornecer estudos de caso perspicazes tanto para a biologia evolutiva quanto para a biologia das mudanças climáticas. Aqui, aproveitamos a vasta diversidade de estilos de vida em formigas para identificar assinaturas genômicas de adaptação a habitats extremos, como a alta altitude. Nossa hipótese era que dois padrões paralelos ocorreriam em um genoma se adaptando a um habitat extremo: 1) seleção positiva forte em genes relacionados à adaptação e 2) relaxamento da seleção purificadora anterior. Testamos esta hipótese sequenciando o especialista de alta altitude Tetramorium alpestre e quatro outras espécies filogeneticamente relacionadas. Em apoio à nossa hipótese, registramos uma forte mudança nas forças seletivas em T. alpestre, em particular uma magnitude mais forte de seleção diversificadora e relaxada quando comparada com todas as outras formigas. Além disso, desvendamos adaptações moleculares candidatas tanto na expressão gênica quanto na sequência codificante de proteínas que foram identificadas por nossas análises em todo o genoma. Em particular, demonstramos que T. alpestre tem 1) um nível mais alto de expressão para stv e outras proteínas de choque térmico em testes de choque pelo frio e 2) aprimoramento enzimático de Hex-T1, uma enzima regulatória limitante da taxa que controla a entrada de glicose na via glicolítica. Juntas, nossas análises destacam as mudanças moleculares adaptativas que sustentam a colonização de ambientes de alta altitude © 2021 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Genomic signature of shifts in selection in a subalpine ant and its physiological adaptations: Understanding how organisms adapt to extreme environments is fundamental and can provide insightful case studies for both evolutionary biology and climate-change biology. Here, we take advantage of the vast diversity of lifestyles in ants to identify genomic signatures of adaptation to extreme habitats such as high altitude. We hypothesized two parallel patterns would occur in a genome adapting to an extreme habitat: 1) strong positive selection on genes related to adaptation and 2) a relaxation of previous purifying selection. We tested this hypothesis by sequencing the high-elevation specialist Tetramorium alpestre and four other phylogenetically related species. In support of our hypothesis, we recorded a strong shift of selective forces in T. alpestre, in particular a stronger magnitude of diversifying and relaxed selection when compared with all other ants. We further disentangled candidate molecular adaptations in both gene expression and protein-coding sequence that were identified by our genome-wide analyses. In particular, we demonstrate that T. alpestre has 1) a higher level of expression for stv and other heat-shock proteins in chill-shock tests and 2) enzymatic enhancement of Hex-T1, a rate-limiting regulatory enzyme that controls the entry of glucose into the glycolytic pathway. Together, our analyses highlight the adaptive molecular changes that support colonization of high-altitude environments © 2021 Elsevier B.V., All rights reserved.

Piolhos-de-cobra são organismos da fauna edáfica e têm sido usados como bioindicadores para avaliação de poluentes no ambiente, pois estão em constante contato com o solo. Este estudo utilizou o piolho-de-cobra Rhinocricus padbergi como substituto para avaliar a toxicidade de dois metal-inseticidas que foram desenvolvidos para o manejo de formigas cortadeiras. Os piolhos-de-cobra foram expostos em terrários contendo diferentes concentrações dos metal-inseticidas e, após períodos de 21 e 90 dias, três indivíduos de cada terrário foram dissecados para remoção do intestino médio, órgão onde ocorre a absorção de nutrientes e, consequentemente, de substâncias tóxicas. A ação tóxica dos metal-inseticidas foi analisada através de análise qualitativa e semiquantitativa de alterações morfofisiológicas e por análise quantitativa da proteína de estresse HSP70. Os resultados mostraram que os metal-inseticidas podem aumentar a marcação de HSP70, embora não em todas as concentrações e períodos de exposição. Alterações histopatológicas não foram significativas em nenhuma concentração, indicando que a ação citoprotetora da HSP70 é capaz de prevenir danos severos ao intestino médio. Portanto, sugere-se que os metal-inseticidas não são tóxicos para a espécie aqui estudada, uma vez que nenhuma toxicidade foi observada nas condições testadas. Além disso, a localização da proteína de estresse no intestino médio ajuda a compreender como os processos morfofisiológicos podem potencialmente ser afetados pela exposição a pesticidas. © 2020 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Histopatology and HSP70 analysis of the midgut of Rhinocricus padbergi (Diplopoda) in the evaluation of the toxicity of two new metallic-insecticides: Millipedes are organisms of the edaphic fauna and have been used as bioindicators for the evaluation of pollutants in the environment, as they are in constant contact with the soil. This study used the millipede Rhinocricus padbergi as surrogate to evaluate the toxicity of two metallic-insecticides that has been developed for leaf-cutting ants management. Millipedes were exposed in terrariums containing different concentrations of the metallic-insecticides and, after periods of 21 and 90 days, three individuals from each terrarium were dissected in order to remove the midgut, the organ where absorption of nutrients and, consequently, toxic substances occurs. The toxic action of the metallic-insecticides was analyzed through qualitative and semi-quantitative analysis of morphophysiological alterations and by quantitative analysis of the HSP70 stress protein. The results showed that the metallic-insecticides may increase HSP70 labeling, although not at all concentrations and periods of exposure. Histopathological alterations were not significant at any concentration, indicating that the cytoprotective action of HSP70 is able to prevent severe damage to the midgut. It is therefore suggested that the metallic-insecticides are not toxic to the species studied here as no toxicity was observed under the conditions tested. In addition, stress protein localization in midgut helps understand how morphophysiological processes can potentially be affected by pesticide exposure. © 2020 Elsevier B.V., All rights reserved.

A chaperona mitocondrial HSP70 mortalina (HSPA9/GRP75) frequentemente apresenta regulação aumentada e localização inadequada em tumores com desregulação de MEK/ERK. Aqui, demonstramos que a depleção de mortalina pode induzir seletivamente a morte de fibroblastos normais imortalizados IMR90E1A quando combinada com expressão de K-RasG12V, mas não com expressão de K-Ras selvagem, e que a atividade de MEK/ERK dirigida por K-RasG12V é necessária para essa letalidade. Esta morte celular foi atenuada pela redução ou inibição do translocador de nucleotídeos de adenina (ANT), ciclofilina D (CypD) ou uniportador mitocondrial de Ca2+ (MCU), o que implica um mecanismo de morte originado na mitocôndria. De fato, a depleção de mortalina aumentou a permeabilidade da membrana mitocondrial e induziu morte celular em linhagens de adenocarcinoma ductal pancreático humano (PDAC) e câncer de cólon com mutação KRAS, que foram atenuadas pela redução ou inibição de ANT, CypD ou MCU, e ocorreram independentemente de TP53 e p21CIP1. Curiosamente, JG-98, um derivado avançado de MKT-077, reproduziu os efeitos letais da depleção de mortalina em IMR90E1A expressando K-RasG12V e linhagens de células tumorais com mutação KRAS in vitro. Além disso, JG-231, um análogo de JG-98 com estabilidade microsomal melhorada, suprimiu efetivamente o xenotransplante de MIA PaCa-2, uma linhagem de PDAC humano expressando K-RasG12C, em camundongos nus atímicos. Estes dados demonstram que a atividade oncogênica de KRAS sensibiliza as células aos efeitos da depleção de mortalina, sugerindo que a mortalina tem potencial como alvo terapêutico seletivo para tumores com mutação KRAS. © 2020 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Mortalin/HSPA9 targeting selectively induces KRAS tumor cell death by perturbing mitochondrial membrane permeability: The mitochondrial HSP70 chaperone mortalin (HSPA9/GRP75) is often upregulated and mislocalized in MEK/ERK-deregulated tumors. Here, we show that mortalin depletion can selectively induce death of immortalized normal fibroblasts IMR90E1A when combined with K-RasG12V expression, but not with wild-type K-Ras expression, and that K-RasG12V-driven MEK/ERK activity is necessary for this lethality. This cell death was attenuated by knockdown or inhibition of adenine nucleotide translocase (ANT), cyclophilin D (CypD), or mitochondrial Ca2+ uniporter (MCU), which implicates a mitochondria-originated death mechanism. Indeed, mortalin depletion increased mitochondrial membrane permeability and induced cell death in KRAS-mutated human pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) and colon cancer lines, which were attenuated by knockdown or inhibition of ANT, CypD, or MCU, and occurred independently of TP53 and p21CIP1. Intriguingly, JG-98, an advanced MKT-077 derivative, phenocopied the lethal effects of mortalin depletion in K-RasG12V-expressing IMR90E1A and KRAS-mutated tumor cell lines in vitro. Moreover, JG-231, a JG-98 analog with improved microsomal stability effectively suppressed the xenograft of MIA PaCa-2, a K-RasG12C-expressing human PDAC line, in athymic nude mice. These data demonstrate that oncogenic KRAS activity sensitizes cells to the effects of mortalin depletion, suggesting that mortalin has potential as a selective therapeutic target for KRAS-mutated tumors. © 2020 Elsevier B.V., All rights reserved.

Este estudo avaliou a viabilidade do tratamento com agonista do receptor de glicocorticoides (GRA) como alternativa aos antibióticos na ração (ANT) em suínos do desmame ao término. Um total de 209 leitões foi distribuído em oito tratamentos baseados em um arranjo fatorial, com GRA (+ vs. −; dexametasona, 0,2 mg/kg de peso corporal, PC), ANT (+ vs. −; 110 mg/kg de Tilosina na ração) e sexo (fêmea vs. macho castrado) como fatores principais. A técnica de abate seriado e coleta seriada de sangue foram realizadas em 115 suínos durante a primeira semana pós-desmame para coletar amostras de sangue, tecido e digesta ileal. Amostras fecais foram coletadas para determinar a digestibilidade da energia. Em comparação com ANT, o GRA melhorou mais efetivamente as medidas de inflamação sistêmica, utilização de proteínas e biomarcadores associados à recuperação (p ≤ 0,05). Em relação ao grupo controle, o tratamento com GRA melhorou (p ≤ 0,03) a digestibilidade de nutrientes da dieta em comparação com os suínos controle, o que foi comparável aos efeitos do ANT. Em relação ao grupo controle, todos os grupos apresentaram maior GPD e PC durante a fase inicial (p < 0,01). Semelhante ao grupo ANT, o GRA melhorou a relação ganho:alimento em relação ao grupo controle durante a fase inicial. Em relação aos suínos controle, o PC geral foi maior nos suínos GRA e ANT durante a fase de crescimento ao término (p < 0,01). Coletivamente, estes resultados sugerem que a injeção de GRA melhora o desempenho de crescimento de leitões recém-desmamados ao reduzir a inflamação induzida pelo desmame e melhorar a digestibilidade de nutrientes. O GRA pode ser usado como alternativa ao ANT na ração para mitigar os efeitos do estresse do desmame em suínos. © 2020 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

The effects of a glucocorticoid receptor agonist (GRA) on the immune function, nutrient digestibility, and wean-to-finish growth performance of early-weaned pigs: This study assessed the viability of glucocorticoid receptor agonist (GRA) treatment as an alternative to in-feed antibiotics (ANT) in wean-to-finish pigs. A total of 209 piglets were assigned to eight treatments based on a factorial arrangement, with GRA (+ vs. −; dexamethasone, 0.2 mg/kg body weight, BW), ANT (+ vs. −; 110 mg/kg in-feed Tylosin) and sex (gilt vs. barrow) as the main factors. The serial slaughter technique and serial blood collection were performed on 115 pigs during the first week post-weaning to collect blood, tissue and ileal digesta samples. Fecal samples were collected to determine energy digestibility. In comparison to ANT, GRA more effectively improved the measures of systemic inflammation, protein utilization and recovery-associated biomarkers (p ≤ 0.05). Relative to the control group, GRA treatment improved (p ≤ 0.03) dietary nutrient digestibility relative to control pigs, which was comparable to ANT effects. Relative to the control group, all groups had a higher ADG and BW during the starter phase (p < 0.01). Similar to the ANT group, GRA improved the gain-to-feed ratio relative to the control group during the starter phase. Relative to control pigs, overall BW was higher in GRA and ANT pigs during the grow-to-finish phase (p < 0.01). Collectively, these results suggest that GRA injection improves the growth performance of newly weaned pigs by reducing weaning-induced inflammation and improving nutrient digestibility. GRA can be used as an alternative to in-feed ANT to mitigate the effects of weaning stress on pigs. © 2020 Elsevier B.V., All rights reserved.

A mudança climática é uma séria ameaça à biodiversidade; portanto, é importante entender como os animais reagirão a esse estresse. Ectotérmicos, como formigas, são especialmente sensíveis ao clima, pois a temperatura ambiental influencia inúmeros aspectos de sua biologia, desde o tempo ideal de forrageamento até a taxa de desenvolvimento. Neste estudo, realizamos uma análise de RNA-seq para identificar genes induzidos por estresse na formiga do inverno (Prenolepis imparis). Quantificamos a expressão gênica durante o estresse por calor e frio em relação a uma temperatura controle. De cada uma de nossas condições, sequenciamos o transcriptoma de três indivíduos. Nossa montagem de novo incluiu 13.324 contigs que foram anotados contra os bancos de dados nr e SwissProt. Realizamos análises de ontologia gênica e enriquecimento para obter insights sobre os processos fisiológicos envolvidos na resposta ao estresse. Identificamos um total de 643 genes diferencialmente expressos em ambos os tratamentos. Destes, apenas sete genes foram diferencialmente expressos nas formigas sob estresse frio, o que poderia indicar que a temperatura que escolhemos para os testes não induziu uma forte resposta ao estresse, talvez devido às adaptações ao frio desta espécie. Por outro lado, encontramos uma forte resposta ao calor: 426 genes regulados positivamente e 210 genes regulados negativamente. Destes, dez foram expressos com uma mudança superior a dez vezes em relação ao controle. Os transcritos que pudemos identificar incluíram aqueles que codificam genes de dobramento de proteínas, proteínas de choque térmico, histonas e transporte de íons Ca2+. Um desses transcritos, hsc70-4L, foi encontrado sob seleção positiva. Também caracterizamos as categorias funcionais dos genes diferencialmente expressos. Esses genes candidatos podem ser funcionalmente conservados e relevantes para espécies relacionadas que lidarão com mudanças climáticas rápidas. © 2020 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Transcriptomic signatures of cold adaptation and heat stress in the winter ant (Prenolepis imparis): Climate change is a serious threat to biodiversity; it is therefore important to understand how animals will react to this stress. Ectotherms, such as ants, are especially sensitive to the climate as the environmental temperature influences myriad aspects of their biology, from optimal foraging time to developmental rate. In this study, we conducted an RNA-seq analysis to identify stress-induced genes in the winter ant (Prenolepis imparis). We quantified gene expression during heat and cold stress relative to a control temperature. From each of our conditions, we sequenced the transcriptome of three individuals. Our de novo assembly included 13,324 contigs that were annotated against the nr and SwissProt databases. We performed gene ontology and enrichment analyses to gain insight into the physiological processes involved in the stress response. We identified a total of 643 differentially expressed genes across both treatments. Of these, only seven genes were differentially expressed in the cold-stressed ants, which could indicate that the temperature we chose for trials did not induce a strong stress response, perhaps due to the cold adaptations of this species. Conversely, we found a strong response to heat: 426 upregulated genes and 210 downregulated genes. Of these, ten were expressed at a greater than ten-fold change relative to the control. The transcripts we could identify included those encoding for protein folding genes, heat shock proteins, histones, and Ca2+ ion transport. One of these transcripts, hsc70-4L was found to be under positive selection. We also characterized the functional categories of differentially expressed genes. These candidate genes may be functionally conserved and relevant for related species that will deal with rapid climate change. © 2020 Elsevier B.V., All rights reserved.

O estresse térmico é um dos principais fatores de declínio populacional e extinção. Mudanças nos regimes térmicos criam novas condições ambientais, levando à adaptação de características, migração populacional e/ou extinção de espécies. Pesquisas extensivas examinaram adaptações térmicas em artrópodes terrestres. No entanto, pouco se sabe sobre insetos sociais, apesar de seu papel fundamental nos ecossistemas. Somente nos últimos anos as adaptações de insetos sociais ao estresse térmico receberam atenção. Aqui, discutimos o que atualmente se conhece sobre tolerância térmica e adaptação térmica em insetos sociais – especificamente formigas, cupins, abelhas sociais e vespas sociais. Descrevemos as adaptações comportamentais, morfológicas, fisiológicas e moleculares que os insetos sociais evoluíram para lidar com o estresse térmico. Examinamos respostas individuais e coletivas a mudanças térmicas temporárias e persistentes e exploramos até que ponto os indivíduos podem explorar a variabilidade genética para aclimatar. Finalmente, consideramos os custos e benefícios da socialidade diante do estresse térmico, e propomos algumas direções futuras de pesquisa que devem avançar nosso conhecimento sobre adaptações térmicas individuais e coletivas em insetos sociais. © 2020 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Adaptations to thermal stress in social insects: recent advances and future directions: Thermal stress is a major driver of population declines and extinctions. Shifts in thermal regimes create new environmental conditions, leading to trait adaptation, population migration, and/or species extinction. Extensive research has examined thermal adaptations in terrestrial arthropods. However, little is known about social insects, despite their major role in ecosystems. It is only within the last few years that the adaptations of social insects to thermal stress have received attention. Herein, we discuss what is currently known about thermal tolerance and thermal adaptation in social insects – namely ants, termites, social bees, and social wasps. We describe the behavioural, morphological, physiological, and molecular adaptations that social insects have evolved to cope with thermal stress. We examine individual and collective responses to both temporary and persistent changes in thermal conditions and explore the extent to which individuals can exploit genetic variability to acclimatise. Finally, we consider the costs and benefits of sociality in the face of thermal stress, and we propose some future research directions that should advance our knowledge of individual and collective thermal adaptations in social insects. © 2020 Elsevier B.V., All rights reserved.

Estudos anteriores identificaram o papel do bta-mir-2898 em bovinos. Nosso estudo anterior identificou que o bta-mir-2898 pode ser superexpresso em bovinos mestiços durante o estresse térmico. No entanto, a expressão diferencial do bta-mir-2898 entre bovinos nativos vs mestiços durante o estresse de verão, juntamente com sua correlação com diferentes proteínas de choque térmico (HSPs), ainda não foi estudada. No presente contexto, estudamos a expressão diferencial do bta-mir-2898 entre as raças Frieswal (Bos indicus x Bos taurus) e Sahiwal (Bos indicus) durante uma faixa de temperaturas ambientais do ar e investigamos ainda mais a correlação do bta-mir-2898 com diferentes HSPs (HSP70, HSP90, HSP60, HSF, HSPB8 e HSP27). Observou-se que, na temperatura máxima do ar, o nível relativo de expressão de miRNA (p < 0,05) do bta-mir-2898 foi de 3,4 ± 0,41 e 0,79 ± 0,22 entre Frieswal e Sahiwal, respectivamente. Também observamos níveis significativos (p < 0,05) de abundância de mRNA de HSP70, HSP90, HSPB8 e HSP27 entre as raças. Em todos os casos, o Sahiwal apresentou níveis mais elevados de HSPs em comparação com o Frieswal. Estudos revelaram que o perfil de expressão do bta-mir-2898 foi negativamente correlacionado com a expressão de todas as HSPs durante o estresse térmico em modelo de cultura in vitro de PBMC tratado pós-anti-mir2898 originado de ambas as raças de bovinos Frieswal e Sahiwal. No entanto, correlações negativas significativamente maiores (p < 0,05) foram observadas entre bta-mir-2898 e HSP70, HSP60 e HSPB8. Os presentes achados destacaram o papel preliminar do bta-mir-2898 superexpresso em bovinos durante o estresse térmico e seu impacto em diferentes proteínas de choque térmico. © 2020 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Expression pattern of bta-mir-2898 miRNA and their correlation with heat shock proteins during summer heat stress among native vs crossbred cattle: Earlier studies identified the role of bta-mir-2898 in bovine. Our earlier study identified that, bta-mir-2898 can be over expressed in crossbred cattle during heat stress. Nevertheless the differential expression of bta-mir-2898 among native vs crossbred cattle during summer stress along with it's correlation with different heat shock proteins (HSPs) is not yet studied. In the present context, we studied the differential expression of bta-mir-2898 among Frieswal (Bos indicus x Bos taurus) and Sahiwal (Bos indicus) breeds of cattle during a range of environmental air temperatures and further investigated the correlation of bta-mir-2898 with different HSPs (HSP70, HSP90, HSP60. HSF, HSPB8 and HSP27). It was observed that, at peak air temperature the relative miRNA expression level (p < 0.05) of bta-mir-2898 was 3.4 ± 0.41 and 0.79 ± 0.22 among Frieswal and Sahiwal, respectively. We also observed significant levels (p < 0.05) of mRNA abundance of HSP70, HSP90, HSPB8 and HSP27 among the breeds. In all the cases Sahiwal found to exhibited higher level of HSPs in comparison to Frieswal. Studies revealed that the expression profile of bta-mir-2898 was negatively correlated with the expression of all the HSPs during thermal stress in post anti-mir2898 treated PBMC invitro cultured model originated from both Frieswal and Sahiwal cattle breeds. However, significantly (p < 0.05) higher negative correlations were observed between bta-mir-2898 and HSP70, HSP60 and HSPB8. Present findings highlighted the preliminary role of overexpressed bta-mir-2898 in cattle during thermal stress and its impact on different heat shock proteins. © 2020 Elsevier B.V., All rights reserved.

O canal de ânion dependente de voltagem 1 (VDAC1) funciona como uma porina na membrana mitocondrial externa (MME) e desempenha papéis importantes na apoptose celular mediada por mitocôndrias. O VDAC1 interage com uma variedade de proteínas, como proteínas da família Bcl-2, hexose quinase (HK), translocase de nucleotídeos de adenina (ANT) e α-tubulina. No entanto, a associação entre VDAC1 e α-tubulina, particularmente entre VDAC1 e α-tubulina acetilada (Ac-α-tubulina), na apoptose permanece pouco clara. O presente estudo revelou que o inibidor da proteína de choque térmico 90, tanespimicina, induziu a regulação positiva de VDAC1 e a acetilação de α-tubulina durante a apoptose de células Calu-1 no câncer de pulmão humano. A Hsp90 mediou o nível de expressão de VDAC1, e a acetilação de α-tubulina foi potencializada de maneira dependente de α-tubulina acetiltransferase 1 (αTAT1) após um aumento na expressão de VDAC1. Docetaxel, como um inibidor de microtúbulos, aumentou a expressão de Ac-α-tubulina, VDAC1 e Bax induzida por tanespimicina e aumentou o grau de ativação da caspase. Experimentos de imunoprecipitação (IP) revelaram que Ac-α-tubulina, α-tubulina e VDAC1 foram coprecipitadas no complexo de IP, no qual a expressão de α-tubulina foi diminuída e as proteínas VDAC1 foram oligomerizadas, e que a via de sinalização p-Akt/glicogênio sintase quinase 3β (GSK3β) mediou a abertura de VDAC1. Portanto, pode-se afirmar que a acetilação de α-tubulina e a regulação positiva ou oligomerização de VDAC1 induzidas por tanespimicina podem levar à permeabilidade mitocondrial e consequentemente induzir a apoptose de células de câncer de pulmão. Esses achados fornecem evidências para o uso de uma combinação de drogas que têm como alvo VDAC1 e tubulina para induzir a apoptose de células tumorais. © 2020 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

VDAC upregulation and αTAT1-mediated α-tubulin acetylation contribute to tanespimycin-induced apoptosis in Calu-1 cells: Voltage-dependent anion channel 1 (VDAC1) functions as a porin in the mitochondrial outer membrane (MOM) and plays important roles in mitochondria-mediated cell apoptosis. VDAC1 interacts with a variety of proteins, such as Bcl-2 family proteins, hexose kinase (HK), adenine nucleotide translocase (ANT) and a-tubulin. However, the association between VDAC1 and a-tubulin, particularly between VDAC1 and acetylated a-tubulin (Ac-α-tubulin), in apoptosis remains unclear. The present study revealed that the heat shock protein 90 inhibitor, tanespimycin, induced VDAC1 upregulation and a-tubulin acetylation during Calu-1 cell apoptosis in human lung cancer. Hsp90 mediated the expression level of VDAC1, and the acetylation of a-tubulin was enhanced in an a-tubulin acetyltransferase 1 (αTAT1)-dependent manner following an increase in VDAC1 expression. Docetaxel, as an inhibitor of microtubules, augmented the expression of Ac-α-tubulin, VDAC1 and Bax induced by tanespimycin and increased the degree of caspase activation. Immunoprecipitation (IP) experiments revealed that Ac-α-tubulin, a-tubulin and VDAC1 were co-precipitated in the IP complex, in which a-tubulin expression was decreased and VDAC1 proteins were oligomerized, and that the p-Akt/glycogen synthase kinase 3β (GSK3β) signalling pathway mediated the opening of VDAC1. Therefore, it can be asserted that the acetylation of a-tubulin and VDAC1 upregulation or oligomerization induced by tanespimycin may lead to mitochondrial permeability and consequently induce the apoptosis of lung cancer cells. These findings provide evidence for the use of a combination of drugs that target VDAC1 and tubulin to induce tumour cell apoptosis. © 2020 Elsevier B.V., All rights reserved.

O antimônio, como o arsênio, é um metaloide tóxico amplamente distribuído no ambiente. A desintoxicação microbiana do antimônio foi recentemente identificada. Aqui descrevemos uma nova ATPase bacteriana do tipo P₁B translocadora de antimonito (Sb(III)) da bactéria de mineração de antimônio Comamonas testosteroni JL40 que confere resistência a Sb(III). Em uma análise proteômica comparativa da linhagem JL40, um operon (operon ant) foi regulado positivamente por Sb(III). O operon ant inclui três genes: antR, antC e antA. AntR pertence à família de proteínas metalorreguladoras ArsR/SmtB que regula a expressão do operon ant. AntA pertence à família P₁B das ATPases translocadoras de cátions do tipo P. Ela apresenta semelhanças e diferenças com outros membros da subfamília P₁B-1 e parece ser o primeiro membro identificado de uma subfamília distinta que designamos P₁B-8. A expressão de AntA em E. coli AW3110 (Δars) conferiu resistência a Sb(III) e reduziu a concentração intracelular de Sb(III), mas não de As(III) ou outros metais. Vesículas de membrana evertidas de células expressando antA acumularam Sb(III) mas não As(III), onde a captação em vesículas evertidas reflete efluxo das células. AntC é uma pequena proteína com um potencial sítio de ligação para Sb(III), e a co-expressão de AntC com AntA aumentou a resistência a Sb(III). Propomos que AntC funciona como uma chaperona de Sb(III) para AntA, aumentando o efluxo de Sb(III). A identificação de uma nova ATPase translocadora de Sb(III) aumenta nossa compreensão da ciclagem biogeoquímica do antimônio ambiental por bactérias. © 2020 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Comamonas testosteroni antA encodes an antimonite-translocating P-type ATPase: Antimony, like arsenic, is a toxic metalloid widely distributed in the environment. Microbial detoxification of antimony has recently been identified. Here we describe a novel bacterial P<inf>1B</inf>-type antimonite (Sb(III))-translocating ATPase from the antimony-mining bacterium Comamonas testosterone JL40 that confers resistance to Sb(III). In a comparative proteomics analysis of strain JL40, an operon (ant operon) was up-regulated by Sb(III). The ant operon includes three genes, antR, antC and antA. AntR belongs to the ArsR/SmtB family of metalloregulatory proteins that regulates expression of the ant operon. AntA belongs to the P<inf>1B</inf> family of the P-type cation-translocating ATPases. It has both similarities to and differences from other members of the P<inf>1B-1</inf> subfamily and appears to be the first identified member of a distinct subfamily that we designate P<inf>1B-8</inf>. Expression AntA in E. coli AW3110 (Δars) conferred resistance to Sb(III) and reduced the intracellular concentration of Sb(III) but not As(III) or other metals. Everted membrane vesicles from cells expressing antA accumulated Sb(III) but not As(III), where uptake in everted vesicles reflects efflux from cells. AntC is a small protein with a potential Sb(III) binding site, and co-expression of AntC with AntA increased resistance to Sb(III). We propose that AntC functions as an Sb(III) chaperone to AntA, augmenting Sb(III) efflux. The identification of a novel Sb(III)-translocating ATPase enhances our understanding of the biogeochemical cycling of environmental antimony by bacteria. © 2020 Elsevier B.V., All rights reserved.

A resistência terapêutica a um inibidor seletivo de B-Raf (BRAFi) representa um desafio no tratamento de pacientes com melanomas com mutação BRAF. Aqui, relatamos que a interferência de RNA da mortalina (HSPA9/GRP75), uma chaperona molecular mitocondrial frequentemente regulada positivamente e mal localizada no melanoma, pode induzir efetivamente a morte de progênies resistentes ao vemurafenib de linhagens celulares de melanoma humano B-RafV600E, A375 e Colo-829. A depleção de mortalina induziu a morte de células resistentes ao vemurafenib com eficácia semelhante à observada em células parentais virgens de vemurafenib. Essa letalidade foi correlacionada com permeabilidade mitocondrial perturbada e foi atenuada pelo knockdown do translocador de nucleotídeos de adenina (ANT) e ciclofilina D (CypD), os reguladores-chave da permeabilidade mitocondrial. A inibição química de MEK1/2 e ERK1/2 também suprimiu a morte induzida por depleção de mortalina e a permeabilidade mitocondrial nessas células. Esses dados sugerem que a mortalina e MEK/ERK regulam um mecanismo(s) de morte mitocondrial associado a ANT/CypD em células de melanoma B-RafV600E e que essa regulação é conservada mesmo após essas células desenvolverem resistência a BRAFi. Também mostramos que a depleção de mortalina induzida por doxiciclina pode suprimir efetivamente os xenoenxertos da progênie A375 resistente ao vemurafenib em camundongos nus atímicos. Essas descobertas sugerem que a mortalina tem potencial como candidata a alvo terapêutico para tumores com mutação BRAF resistentes a BRAFi. © 2021 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Mortalin depletion induces MEK/ERK-dependent and ANT/CypD-mediated death in vemurafenib-resistant B-RafV600E melanoma cells: Therapy resistance to a selective B-Raf inhibitor (BRAFi) poses a challenge in treating patients with BRAF-mutant melanomas. Here, we report that RNA interference of mortalin (HSPA9/GRP75), a mitochondrial molecular chaperone often upregulated and mislocalized in melanoma, can effectively induce death of vemurafenib-resistant progenies of human B-RafV600E melanoma cell lines, A375 and Colo-829. Mortalin depletion induced death of vemurafenib-resistant cells at similar efficacy as observed in vemurafenib-naïve parental cells. This lethality was correlated with perturbed mitochondrial permeability and was attenuated by knockdown of adenine nucleotide translocase (ANT) and cyclophilin D (CypD), the key regulators of mitochondrial permeability. Chemical inhibition of MEK1/2 and ERK1/2 also suppressed mortalin depletion-induced death and mitochondrial permeability in these cells. These data suggest that mortalin and MEK/ERK regulate an ANT/CypD-associated mitochondrial death mechanism(s) in B-RafV600E melanoma cells and that this regulation is conserved even after these cells develop BRAFi resistance. We also show that doxycycline-induced mortalin depletion can effectively suppress the xenografts of vemurafenib-resistant A375 progeny in athymic nude mice. These findings suggest that mortalin has potential as a candidate therapeutic target for BRAFi-resistant BRAF-mutant tumors. © 2021 Elsevier B.V., All rights reserved.

A canalização fundamenta a expressão de fenótipos estáveis face a condições ambientais instáveis ou a diferentes origens genéticas. A chaperona HSP90 foi identificada como um componente-chave da maquinaria molecular que regula a canalização, e um crescente corpo de pesquisa sugere que a HSP90 poderia atuar como um capacitador geral na evolução. No entanto, dados empíricos sobre a variação fenotípica dependente da HSP90 e seu impacto evolutivo ainda são escassos, particularmente para espécies não-modelo. Aqui relatamos como a supressão farmacológica da HSP90 aumenta a variação morfológica em até 87% na formiga invasora Cardiocondyla obscurior. Mostramos que operárias tratadas com o inibidor de HSP90 17-DMAG são significativamente mais diversas em comparação com operárias não tratadas em duas de quatro características medidas: distância máxima dos olhos e distância máxima dos espinhos do propódeo. Adicionalmente, encontramos diferenciação morfológica entre populações naturais de C. obscurior nas mesmas características que responderam ao nosso tratamento farmacológico. Esses achados acrescentam suporte ao impacto putativo da HSP90 na canalização, na modularidade das características fenotípicas e em seu potencial papel na evolução morfológica das formigas. © 2021 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Inhibition of HSP90 causes morphological variation in the invasive ant Cardiocondyla obscurior: Canalization underlies the expression of steady phenotypes in the face of unsteady environmental conditions or varying genetic backgrounds. The chaperone HSP90 has been identified as a key component of the molecular machinery regulating canalization and a growing body of research suggests that HSP90 could act as a general capacitator in evolution. However, empirical data about HSP90-dependent phenotypic variation and its evolutionary impact is still scarce, particularly for non-model species. Here we report how pharmacological suppression of HSP90 increases morphological variation up to 87% in the invasive ant Cardiocondyla obscurior. We show that workers treated with the HSP90 inhibitor 17-DMAG are significantly more diverse compared to untreated workers in two of four measured traits: maximal eye distance and maximal propodeal spine distance. We further find morphological differentiation between natural populations of C. obscurior in the same traits that responded to our pharmacological treatment. These findings add support for the putative impact of HSP90 on canalization, the modularity of phenotypic traits, and its potential role in morphological evolution of ants. © 2021 Elsevier B.V., All rights reserved.

Introdução: BCL2L13 pertence à superfamília BCL2, com seu produto proteico exibindo capacidade de mediação da apoptose em diversas linhagens celulares. Estudos anteriores demonstraram que BCL2L13 tem consequências funcionais em vários tipos de tumores, incluindo LLA e GBM, porém sua função no câncer renal permanece ainda não esclarecida. Métodos: Múltiplos portais baseados na web foram empregados para analisar o efeito de BCL2L13 no câncer renal utilizando dados do banco de dados TCGA. Análise de enriquecimento funcional e hubs de genes co-expressos com BCL2L13 no carcinoma renal de células claras (ccRCC) e carcinoma renal papilar (pRCC) foram realizados no Cytoscape. A avaliação do nível proteico de BCL2L13 foi realizada através de imuno-histoquímica em seções de tecido renal canceroso embebidas em parafina. Western blotting e citometria de fluxo foram implementados para analisar adicionalmente a função pró-apoptótica de BCL2L13 na linhagem celular de ccRCC 786-0. Resultados: A expressão de BCL2L13 está significativamente diminuída em pacientes com ccRCC e pRCC, porém mutações e alterações no número de cópias são raramente observadas. O prognóstico desfavorável do ccRCC derivado da regulação negativa de BCL2L13 é independente do gênero dos pacientes ou grau do tumor. Adicionalmente, BCL2L13 correlaciona-se apenas fracamente com os genes mutados no câncer renal ou com os genes associados à síndrome de predisposição hereditária ao câncer renal, enquanto correlaciona-se ativamente com SLC25A4. Como um efetor downstream de BCL2L13 em sua via pró-apoptótica, SLC25A4 foi identificado como um dos genes hub envolvidos na função fisiológica de BCL2L13 em tecidos de câncer renal. Conclusões: A regulação negativa de BCL2L13 resulta em prognóstico desfavorável no ccRCC e pRCC. Este fator desvantajoso é independente de quaisquer genes conhecidos relacionados ao câncer renal, portanto BCL2L13 pode ser usado como um indicador efetivo para avaliação prognóstica do carcinoma de células renais. © 2021 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Down-regulation of BCL2L13 renders poor prognosis in clear cell and papillary renal cell carcinoma: Background: BCL2L13 belongs to the BCL2 super family, with its protein product exhibits capacity of apoptosis-mediating in diversified cell lines. Previous studies have shown that BCL2L13 has functional consequence in several tumor types, including ALL and GBM, however, its function in kidney cancer remains as yet unclearly. Methods: Multiple web-based portals were employed to analyze the effect of BCL2L13 in kidney cancer using the data from TCGA database. Functional enrichment analysis and hubs of BCL2L13 co-expressed genes in clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) and papillary renal cell carcinoma (pRCC) were carried out on Cytoscape. Evaluation of BCL2L13 protein level was accomplished through immunohistochemistry on paraffin embedded renal cancer tissue sections. Western blotting and flow cytometry were implemented to further analyze the pro-apoptotic function of BCL2L13 in ccRCC cell line 786-0. Results: BCL2L13 expression is significantly decreased in ccRCC and pRCC patients, however, mutations and copy number alterations are rarely observed. The poor prognosis of ccRCC that derived from down-regulated BCL2L13 is independent of patients’ gender or tumor grade. Furthermore, BCL2L13 only weakly correlates with the genes that mutated in kidney cancer or the genes that associated with inherited kidney cancer predisposing syndrome, while actively correlates with SLC25A4. As a downstream effector of BCL2L13 in its pro-apoptotic pathway, SLC25A4 is found as one of the hub genes that involved in the physiological function of BCL2L13 in kidney cancer tissues. Conclusions: Down-regulation of BCL2L13 renders poor prognosis in ccRCC and pRCC. This disadvantageous factor is independent of any well-known kidney cancer related genes, so BCL2L13 can be used as an effective indicator for prognostic evaluation of renal cell carcinoma. © 2021 Elsevier B.V., All rights reserved.

As formigas são insetos sociais altamente diversos que vivem em colônias compostas por até milhões de indivíduos com divisão reprodutiva de trabalho. Devido ao interesse em revelar os mecanismos de regulação genética e epigenética subjacentes às distintas trajetórias de desenvolvimento entre castas e divisão de trabalho nas colônias, muitas espécies de formigas foram recentemente estabelecidas como modelos laboratoriais para estudos de desenvolvimento evolutivo e comportamento social. Esses estudos funcionais frequentemente exigem uma quantificação precisa do nível relativo de expressão gênica, que depende de genes de referência expressos de forma estável para normalização. Um conjunto central de genes de referência confiáveis para este propósito, no entanto, ainda não foi estabelecido em formigas. No presente estudo, testamos os padrões de expressão e eficiências de amplificação de 12 genes candidatos abundantemente expressos em Monomorium pharaonis, uma das poucas espécies de formigas adequadas para criação e experimentação laboratorial. Quantificamos os níveis de expressão desses genes por RT-qPCR em sete condições diferentes: desenvolvimento embrionário, desenvolvimento sexual, desenvolvimento de operárias, fenótipos adultos, tecidos e dois tratamentos manipulativos abióticos na formiga-faraó. Finalmente, cinco genes - fator de elongação-1 alfa (EF1A), gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase (GAPDH), proteína de ligação à caixa TATA (TATA), cadeia de tubulina gama-2-like (TBLg2) e proteína de choque térmico 67B2-like (HSP67) - foram identificados como os genes de referência mais estáveis nas sete condições. Também identificamos os genes de referência mais estáveis aplicáveis para cada condição distinta e avaliamos o número ideal de genes de referência necessários. Nosso estudo valida genes de referência confiáveis para análise de RT-qPCR que estabelecem a base para estudos futuros na formiga-faraó. © 2022 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Validation of Potential Reference Genes for Real-Time qPCR Analysis in Pharaoh Ant, Monomorium pharaonis (Hymenoptera: Formicidae): Ants are highly diverse social insects living in colonies consisted of up to millions of individuals with reproductive division of labors. Due to the interests in disclosing the genetic and epigenetic regulation mechanisms underlying the distinct developmental trajectories between castes and division of labor in colonies, many ant species have recently been established as laboratory models for evolutionary development and social behavior studies. These functional studies often request a precise quantification of the relative gene expression level, which relies on a stably expressed reference genes for normalization. A core set of reliable reference genes for this purpose however has not been established yet in ants. In the present study, we tested the expression patterns and amplification efficiencies of 12 abundantly expressed candidate genes in Monomorium pharaonis, one of the few ant species that are suitable for laboratory rearing and experimentation. We quantified the expression levels of these genes by RT-qPCR in seven different conditions: embryo development, sexual development, worker development, adult phenotypes, tissues, and two abiotic manipulative treatments in pharaoh ant. Finally, five genes, elongation factor-1 alpha (EF1A), glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), TATA-box-binding protein (TATA), tubulin gamma-2 chain-like (TBLg2), heat shock protein 67B2-like (HSP67) were found to be the most stable reference genes across seven conditions. We also identified the most stable reference genes applicable for each distinct condition and the optimal number of reference genes entailed were evaluated. Our study validates reliable reference genes for RT-qPCR analysis which lays the foundation for future studies in pharaoh ant. © 2022 Elsevier B.V., All rights reserved.

Os resultados do nosso estudo anterior mostraram que a estrutura e função do β-glucano na cevada foram alteradas após fermentação por L. plantarum DY-1. Neste estudo, as atividades antioxidantes de RBG (β-glucano regular da cevada, não fermentado) e FBG (β-glucano da cevada, fermentado com L. plantarum DY-1) foram avaliadas adotando um modelo animal in vivo, Caenorhabditis elegans (C. elegans). Também realizamos um perfil transcricional e metabolômico integrado para RBG e FBG para delinear suas vias de assinatura. O tratamento com RBG tem melhores efeitos na atividade da enzima SOD e nos níveis de ROS do que FBG, enquanto o tratamento com FBG tem melhores efeitos na atividade da enzima CAT e no conteúdo de MDA do que RBG em C. elegans. A análise do grupo de transcrição mostrou que FBG principalmente diminui a expressão do gene Cyp-D para inibir a via de sinalização de cálcio, promove a via de sinalização Wnt por meio da regulação positiva do gene GSK-3β e melhora o dano oxidativo de C. elegans; RBG principalmente inibe as vias de sinalização de cálcio pela redução da expressão dos genes ANT-familia de carreadores de soluto 25, promove vias de ajuste vital pela redução da expressão do gene HSP-12.6 para melhorar o estresse oxidativo de C. elegans. A análise conjunta mostrou que a diferença entre FBG e RBG na regulação do estresse oxidativo é principalmente refletida na via metabólica do ácido araquidônico. Sob a regulação de FBG, a expressão do gene C03H5.4 foi diminuída, a expressão de leucotrieno A4, prostaglandina G2, ácido araquidônico e fosfatidilcolina foi diminuída, e a expressão de 14,15-DiHETrE foi aumentada. Sob a regulação de RBG, a expressão do gene C03H5.4 foi regulada positivamente, a expressão de metabólitos como leucotrieno B4 foi regulada positivamente, e a expressão de ácido araquidônico e fosfatidilcolina foi regulada negativamente. © 2024 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Integrated transcriptomics and metabolomics unravel the metabolic pathway variations for barley β-glucan before and after fermentation with L. plantarum DY-1: The results of our previous study showed that the structure and function of β-glucan in barley were changed after fermentation by L. plantarum DY-1. In this study, the antioxidant activities of RBG (regular barley β-glucan, unfermented) and FBG (barley β-glucan, fermented with L. plantarum DY-1) were evaluated by adopting an in vivo animal model, Caenorhabditis elegans (C. elegans). We also carried out an integrated transcriptomic and metabolomic profiling for RBG and FBG to delineate their signature pathways. RBG treatment has better effects on SOD enzyme activity and ROS levels than FBG, while FBG treatment has better effects on the CAT enzyme activity and MDA content than RBG in C. elegans. Transcription group analysis showed that FBG mainly decreases the expression of the Cyp-D gene to inhibit the calcium signaling pathway, promotes the Wnt signaling pathway by up-regulating the GSK-3β gene and improving the oxidative damage of C. elegans; RBG mainly inhibits calcium signal pathways by reducing the expression of ANT-solute carrier family 25 genes, promoting life adjustment pathways by reducing the expression of the HSP-12.6 gene to improve the oxidative stress of C. elegans. Joint analysis showed that the difference between FBG and RBG in the regulation of oxidative stress is mainly reflected in the metabolism pathway of arachidonic acid. Under the regulation of FBG, the expression of the C03H5.4 gene was decreased, the expression of leukotriene A4, prostaglandin G2, arachidonic acid and phosphatidylcholine was decreased, and the expression of 14,15-DiHETrE was increased. Under the regulation of RBG, the expression of gene C03H5.4 was up-regulated, the expression of metabolites such as leukotriene B4 was up-regulated, and the expression of arachidonic acid and phosphatidylcholine was down-regulated. © 2024 Elsevier B.V., All rights reserved.

Myzus persicae (M. persicae) é atualmente considerado uma ameaça para culturas agrícolas devido a perdas econômicas. Numerosos inseticidas sintéticos aplicados anualmente contra M. persicae são relatados como inseguros para o meio ambiente, humanos e insetos benéficos. Além disso, várias espécies de Myzus foram encontradas desenvolvendo resistência devido à aplicação excessiva desses inseticidas. Portanto, é necessário encontrar algum inseticida novo que seja seguro para o meio ambiente e para os humanos. No presente estudo, dois constituintes puros principais, α-pineno e β-cariofileno, foram avaliados quanto ao seu potencial inseticida contra M. persicae usando um ensaio de toxicidade por fumigação. Além disso, o impacto do α-pineno e β-cariofileno na expressão de cinco genes diferentes, por exemplo, HSP 60, FPPS I, OSD, TOL e ANT, responsáveis pela reprodução, dispersão e crescimento de M. persicae, também foi investigado. Para realizar o ensaio de toxicidade por fumigação, cinco concentrações diferentes (3,5, 4, 4,5, 5 e 6 μL L−1) de α-pineno e β-cariofileno foram preparadas. A concentração letal (CL) foi calculada, e os estudos de expressão gênica foram executados por meio de qRT PCR na CL₃₀ de α-pineno e β-cariofileno. Ambos os constituintes demonstraram excelentes efeitos de toxicidade por fumigação contra M. persicae em todas as cinco concentrações. No entanto, o α-pineno mostra resultados significativamente melhores (98%) em comparação com o β-cariofileno (80%) após 72 h na dose de 6 μL L−1. A maior regulação positiva na expressão foi demonstrada na dose CL₃₀ de α-pineno em três dos cinco genes em estudo (TOL, ANT e FPPS I). Por outro lado, dois genes HSP 60 e OSD demonstraram regulação negativa na dose CL₃₀ de β-cariofileno. Concluindo, nossos resultados destacaram o promissor potencial inseticida de ambos os compostos α-pineno e β-cariofileno ao interferir nos processos relacionados à reprodução e desenvolvimento em M. persicae, permitindo-nos recomendar os fitoconstituintes em investigação como uma alternativa ecológica aos inseticidas sintéticos. © 2023 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Insecticidal Potential of α-Pinene and β-Caryophyllene against Myzus persicae and Their Impacts on Gene Expression: Myzus persicae (M. persicae) is now considered a threat to agricultural crops due to economic losses. Numerous synthetic insecticides applied every year against M. persicae, are reported to be unsafe for environment, humans, and beneficial insects. Furthermore, several species of Myzus have been found to develop resistance due to over application of these insecticides. Therefore, it is required to find some novel insecticide that would be safe for the environment as well as for humans. In the current study, two major pure constituents α-pinene and β-caryophyl-lene were evaluated for their insecticidal potential against M. persicae using a fumigant toxicity assay. Further-more, impact of α-pinene and β-caryophyllene on expression of five different genes, e.g., HSP 60, FPPS I, OSD, TOL and ANT responsible for reproduction, dispersion, and growth of M. persicae has also been investi-gated. To perform fumigant toxicity assay, five different concentrations (3.5, 4, 4.5, 5 and 6 μL L−1) of α-pinene and β-caryophyllene were prepared. Lethal concentration (LC) was calculated, and gene expression studies were executed through qRT PCR at LC<inf>30</inf> of α-pinene and β-caryophyllene. Both constituents demonstrated excellent fumigant toxicity effects against M. persicae at all five concentrations. However, α-pinene shows significantly bet-ter results (98%) as compared to β-caryophyllene (80%) after 72 h at 6 μL L−1 of dose. The highest upregulation in expression was demonstrated at LC<inf>30</inf> dose of α-pinene in five in three out of five genes understudy (TOL, ANT, and FPPS I). Conversely, two genes HSP 60 and OSD demonstrated downregulation at LC<inf>30</inf> dose of β-caryophyl-lene. Conclusively, our results highlighted the promising insecticidal potential of both compounds α-pinene and β-caryophylleneby interfering with the reproduction and development related processes in M. persicae, allowing us to recommend the phytoconstituents under investigation as an ecofriendly alternative to synthetic insecticides. © 2023 Elsevier B.V., All rights reserved.

Fêmeas reprodutivas de insetos eussociais apresentam vida útil notavelmente mais longa do que operárias não reprodutivas, apesar da alta similaridade genética. Na formiga Harpegnathos saltator (Hsal), operárias podem transicionar para "gamergatas" reprodutivas, adquirindo uma vida útil cinco vezes mais prolongada por mecanismos pouco compreendidos. Descobrimos que gamergatas possuem expressão elevada de genes de resposta ao choque térmico (HSR) na ausência de estresse térmico e sobrevivência aprimorada sob estresse térmico. Esta elevação dos genes HSR é impulsionada em parte pela regulação positiva específica de gamergatas do gene que codifica uma forma truncada de um fator de choque térmico mais similar ao HSF2 de mamíferos (hsalHSF2). Em operárias, hsalHSF2 ligava-se ao DNA apenas sob estresse térmico. Em gamergatas, hsalHSF2 ligava-se ao DNA mesmo na ausência de estresse térmico e estava localizado em genes HSR com viés para gamergatas. A expressão de hsalHSF2 em Drosophila melanogaster levou à sobrevivência aprimorada ao choque térmico e vida útil estendida na ausência de estresse térmico. A caracterização molecular iluminou múltiplos paralelos entre moscas de vida longa e gamergatas, ressaltando a centralidade de hsalHSF2 para a vida útil estendida das formigas. Portanto, a resiliência ao estresse térmico específica da casta das formigas e a longevidade estendida podem ser transferidas para moscas via hsalHSF2. Estes achados reforçam o papel crítico da proteostase na saúde e envelhecimento e revelam novos mecanismos subjacentes à extensão facultativa da vida útil em formigas. © 2023 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Long ant life span is maintained by a unique heat shock factor: Eusocial insect reproductive females show strikingly longer life spans than nonreproductive female workers despite high genetic similarity. In the ant Harpegnathos saltator (Hsal), workers can transition to reproductive “gamergates,” acquiring a fivefold prolonged life span by mechanisms that are poorly understood. We found that gamergates have elevated expression of heat shock response (HSR) genes in the absence of heat stress and enhanced survival with heat stress. This HSR gene elevation is driven in part by gamergate-specific up-regulation of the gene encoding a truncated form of a heat shock factor most similar to mammalian HSF2 (hsalHSF2). In workers, hsalHSF2 was bound to DNA only upon heat stress. In gamergates, hsalHSF2 bound to DNA even in the absence of heat stress and was localized to gamergate-biased HSR genes. Expression of hsalHSF2 in Drosophila melanogaster led to enhanced heat shock survival and extended life span in the absence of heat stress. Molecular characterization illuminated multiple parallels between long-lived flies and gamergates, underscoring the centrality of hsalHSF2 to extended ant life span. Hence, ant caste-specific heat stress resilience and extended longevity can be transferred to flies via hsalHSF2. These findings reinforce the critical role of proteostasis in health and aging and reveal novel mechanisms underlying facultative life span extension in ants. © 2023 Elsevier B.V., All rights reserved.

A formiga-lava-pés (RIFA), Solenopsis invicta Buren é nativa da América do Sul e é conhecida como uma espécie invasora problemática global. Este estudo focou na resposta molecular da RIFA comparando perfis de expressão gênica após expor as formigas a estresse térmico baixo (10 °C) e alto (40 °C) e comparando-os com controles não tratados (30 °C). Um total de 99.085 unigenes (transcritos não redundantes agrupados que são filtrados dos contigs montados mais longos) foi obtido, dos quais 19.154 foram anotados com descrições gênicas, termos de ontologia gênica e vias metabólicas. Resultaram 86 subgrupos funcionais de ontologia gênica (GO) e 23 termos EggNOG. Genes diferencialmente expressos (DEGs) com log₂FC ≥ 10 foram triados e comparados em diferentes temperaturas. Encontramos 203, 48 e 66 DEGs específicos co-regulados a 10, 20 e 40 °C. A comparação de perfis transcriptômicos para expressão gênica diferencial resultou em vários genes DE, incluindo citocromo P450, subunidade 1 da NADH desidrogenase, proteína da cutícula e proteína de choque térmico (HSP), que foram previamente relatados como envolvidos na resistência ao frio e a altas temperaturas. A análise GO revelou que a atividade antioxidante é regulada positivamente sob estresse de alta temperatura. Verificamos os dados de RNA-seq por qPCR em 20 DEGs regulados positivamente e negativamente. Estes achados fornecem uma base para a compreensão futura dos mecanismos de adaptação da RIFA e dos mecanismos moleculares subjacentes à resposta a temperaturas baixas e altas. © 2021 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Comparison of gene expression in the red imported fire ant (Solenopsis invicta) under different temperature conditions: The red imported fire ant (RIFA), Solenopsis invicta Buren is native to South America and is known as a global problematic invasive species. This study focused on the molecular response of RIFA by comparing gene expression profiles after exposing ants to low (10 °C) and high (40 °C) temperature stress and comparing them to untreated controls (30 °C). A total of 99,085 unigenes (the clustered non-redundant transcripts that are filtered from the longest assembled contigs) were obtained, of which 19,154 were annotated with gene descriptions, gene ontology terms, and metabolic pathways. 86 gene ontology (GO) functional sub-groups and 23 EggNOG terms resulted. Differentially expressed genes (DEGs) with log<inf>2</inf>FC ≥ 10 were screened and were compared at different temperatures. We found 203, 48, and 66 specific DEGs co-regulated at 10, 20, and 40 °C. Comparing transcriptome profiles for differential gene expression resulted in various DE genes, including cytochrome P450, NADH dehydrogenase subunit 1, cuticle protein and heat shock protein (HSP), which have previously been reported to be involved in cold and high temperature resistance. GO analysis revealed that antioxidant activity is up-regulated under high temperature stress. We verified the RNA-seq data by qPCR on 20 up- and down-regulated DEGs. These findings provide a basis for future understanding of the adaptation mechanisms of RIFA and the molecular mechanisms underlying the response to low and high temperatures. © 2021 Elsevier B.V., All rights reserved.

O aumento da poluição marinha tornou necessária a utilização de um sistema de energia híbrido para embarcações (HSPS) utilizando fontes convencionais de energia juntamente com energia solar, energia das ondas do mar (SWE) e sistemas de armazenamento de energia (ESSs), o qual é considerado neste estudo. Este artigo propõe uma técnica de controle coordenado híbrido PI de ordem fracionária fuzzy-PID de ordem fracionária (FFOPI-FOPID) otimizada por algoritmo de salpa (SSA) para minimizar os desvios de frequência decorrentes de variações de carga no HSPS. A precedência do SSA é primeiramente estabelecida comparando seu desempenho com outros algoritmos propostos, como Evolução Diferencial (DE), Otimização Multiverso (MVO), Otimização Formiga-leão (ALO), Algoritmo Seno-cosseno (SCA) e Otimização Gafanhoto (GOA), e então a eminência do controle FFOPI-FOPID sintonizado por SSA é avaliada comparando seu desempenho com outras estruturas de controle sintonizadas por SSA. A proposição deste estudo demonstra-se robusta e estável sob os efeitos de atraso de transporte, variações paramétricas e perturbações aleatórias de carga. A ferramenta de software MATLAB® é utilizada para executar as simulações. © 2022 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

A coordinated control strategy for frequency regulation in hybrid shipboard power system using novel salp swarm algorithm tuned fractional controller: Increased marine pollution necessitated the use of a hybrid ship power system (HSPS) utilising conventional sources of energy along with solar energy, sea wave energy (SWE) and energy storage systems (ESSs) and is considered for this study. This paper proposes a salp-swarm algorithm (SSA) optimised hybrid fuzzy fractional order PI-fractional order PID (FFOPI-FOPID) coordinated control technique for minimising frequency deviations arising out of load variations in HSPS. The precedence of SSA is firstly established by comparing its performance with other proposed algorithms such as Differential-Evolution (DE), Multi-verse optimisation (MVO), Ant-lion optimisation (ALO), Sine-cosine algorithm (SCA), and Grasshopper optimisation (GOA) and then the eminence of SSA tuned FFOPI-FOPID control is evaluated by comparing its performance with SSA tuned other control structures. The proposition in this study is proved robust, and stable under the effects of transport delay, parametric variations, and random load perturbations. MATLAB® software tool is used for executing simulations. © 2022 Elsevier B.V., All rights reserved.

Prescrições excessivas de antibióticos, bem como seu uso indevido na agricultura, são as principais causas da resistência antimicrobiana, que representa uma ameaça crescente à saúde pública. Isso torna necessária a busca por novos produtos químicos para combater a resistência aos medicamentos. Desde os tempos antigos, medicamentos de origem natural têm sido empregados, e a enorme variedade de produtos químicos bioativos encontrados na natureza há muito serve como inspiração para pesquisadores que buscam possíveis terapêuticas. Metabólitos secundários de microrganismos, particularmente aqueles de actinomicetos, tornaram incrivelmente fácil a descoberta de novas moléculas. Diferentes espécies de actinomicetos representam mais de 70% dos antibióticos naturalmente gerados atualmente usados na medicina, e também produzem uma variedade de metabólitos secundários, incluindo pigmentos, enzimas e compostos anti-inflamatórios. Eles continuam sendo uma fonte crucial de nova diversidade química e um componente essencial da descoberta de medicamentos. Esta revisão resume algumas fontes incomuns de metabólitos antifúngicos e destaca a importância de mais pesquisas sobre esses habitats incomuns como fonte de novas moléculas antimicrobianas. © 2022 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Antifungal metabolites, their novel sources, and targets to combat drug resistance: Excessive antibiotic prescriptions as well as their misuse in agriculture are the main causes of antimicrobial resistance which poses a growing threat to public health. It necessitates the search for novel chemicals to combat drug resistance. Since ancient times, naturally occurring medicines have been employed and the enormous variety of bioactive chemicals found in nature has long served as an inspiration for researchers looking for possible therapeutics. Secondary metabolites from microorganisms, particularly those from actinomycetes, have made it incredibly easy to find new molecules. Different actinomycetes species account for more than 70% of naturally generated antibiotics currently used in medicine, and they also produce a variety of secondary metabolites, including pigments, enzymes, and anti-inflammatory compounds. They continue to be a crucial source of fresh chemical diversity and a crucial component of drug discovery. This review summarizes some uncommon sources of antifungal metabolites and highlights the importance of further research on these unusual habitats as a source of novel antimicrobial molecules. © 2022 Elsevier B.V., All rights reserved.

A formação do poro de transição de permeabilidade mitocondrial (MPTP) contribui para a lesão de isquemia-reperfusão no coração e várias doenças degenerativas, incluindo a distrofia muscular (DM). A DM é uma família de distúrbios genéticos caracterizados por necrose muscular progressiva e morte prematura. Foi proposto que o MPTP possui dois componentes moleculares: a família de proteínas da translocase de nucleotídeos de adenina (ANT) e um componente desconhecido que requer a chaperona ciclofilina D (CypD) para ativação. Este modelo foi examinado in vivo pela deleção do gene que codifica a ANT1 (Slc25a4) ou CypD (Ppif) em um modelo de camundongo com deleção do gene da sarcoglicana-δ (Sgcd) de DM, revelando que camundongos distróficos sem Slc25a4 foram parcialmente protegidos da morte celular e da patologia da DM. Camundongos distróficos sem Slc25a4 e Ppif juntos foram quase completamente protegidos da morte celular necrótica e da doença da DM. Este estudo fornece evidência direta de que ANT1 e CypD são componentes necessários do MPTP que governam a morte celular in vivo, sugerindo uma abordagem terapêutica não reconhecida anteriormente na DM e outras doenças necróticas. © 2023 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

ANT-dependent MPTP underlies necrotic myofiber death in muscular dystrophy: Mitochondrial permeability transition pore (MPTP) formation contributes to ischemia-reperfusion injury in the heart and several degenerative diseases, including muscular dystrophy (MD). MD is a family of genetic disorders characterized by progressive muscle necrosis and premature death. It has been proposed that the MPTP has two molecular components, the adenine nucleotide translocase (ANT) family of proteins and an unknown component that requires the chaperone cyclophilin D (CypD) to activate. This model was examined in vivo by deleting the gene encoding ANT1 (Slc25a4) or CypD (Ppif ) in a -sarcoglycan (Sgcd) gene-deleted mouse model of MD, revealing that dystrophic mice lacking Slc25a4 were partially protected from cell death and MD pathology. Dystrophic mice lacking both Slc25a4 and Ppif together were almost completely protected from necrotic cell death and MD disease. This study provides direct evidence that ANT1 and CypD are required MPTP components governing in vivo cell death, suggesting a previously unrecognized therapeutic approach in MD and other necrotic diseases. © 2023 Elsevier B.V., All rights reserved.

A resistência do câncer à terapia ainda é um problema científico e clínico não resolvido. Em 2022, as características do câncer foram expandidas para incluir quatro novos aspectos, incluindo a senescência celular. A senescência induzida por terapia (SIT) é uma resposta baseada em estressores aos métodos convencionais de tratamento, por exemplo, quimio e radioterapia, mas também a terapias direcionadas não convencionais. Como a SIT reforça a resistência nos cânceres, novas estratégias para sensibilizar as células cancerosas à terapia estão sendo adotadas. Estas incluem a macroautofagia como um alvo potencial para inibição devido ao seu potencial papel citoprotetor em muitos cânceres. O mecanismo dos inibidores da autofagia em estágio tardio baseia-se no bloqueio da formação do autofagolisossomo ou no aumento do pH lisossomal, resultando na degradação prejudicada da carga. Tais inibidores são candidatos relevantes para aumentar a eficácia da terapia anticâncer. Em particular, derivados da 4-aminoquinolina: cloroquina/hidroxicloroquina (CQ/HCQ) foram testados em múltiplos ensaios clínicos em combinação com medicamentos anticâncer indutores de senescência. Nesta revisão, resumimos as propriedades de inibidores tardios da autofagia selecionados e seu papel na regulação da autofagia e do fenótipo celular senescente em modelos de câncer in vitro e in vivo, bem como a resposta ao tratamento em ensaios clínicos com pacientes oncológicos. Adicionalmente, destacamos que, embora esses compostos aumentem a eficácia do tratamento em alguns casos, seu uso prático pode ser dificultado devido à toxicidade sistêmica, ambiente hipóxico, efeitos inibitórios dependentes de dose e tempo, bem como uma possível contribuição para a evasão da SIT. © 2024 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Risk factors of using late-autophagy inhibitors: Aspects to consider when combined with anticancer therapies: Cancer resistance to therapy is still an unsolved scientific and clinical problem. In 2022, the hallmarks of cancer have been expanded to include four new features, including cellular senescence. Therapy-induced senescence (TIS) is a stressor-based response to conventional treatment methods, e.g. chemo- and radiotherapy, but also to non-conventional targeted therapies. Since TIS reinforces resistance in cancers, new strategies for sensitizing cancer cells to therapy are being adopted. These include macroautophagy as a potential target for inhibition due to its potential cytoprotective role in many cancers. The mechanism of late-stage autophagy inhibitors is based on blockage of autophagolysosome formation or an increase in lysosomal pH, resulting in disrupted cargo degradation. Such inhibitors are relevant candidates for increasing anticancer therapy effectiveness. In particular, 4-aminoquoline derivatives: chloroquine/hydroxychloroquine (CQ/HCQ) have been tested in multiple clinical trials in combination with senescence-inducing anti-cancer drugs. In this review, we summarize the properties of selected late-autophagy inhibitors and their role in the regulation of autophagy and senescent cell phenotype in vitro and in vivo models of cancer as well as treatment response in clinical trials on oncological patients. Additionally, we point out that, although these compounds increase the effectiveness of treatment in some cases, their practical usage might be hindered due to systemic toxicity, hypoxic environment, dose- ant time-dependent inhibitory effects, as well as a possible contribution to escaping from TIS. © 2024 Elsevier B.V., All rights reserved.

As proteínas de choque térmico (HSPs), particularmente a HSP-70, são críticas para a adaptação de insetos sob estresse ambiental extremo. Este estudo avaliou a expressão gênica da HSP-70 em três espécies de insetos - Apis mellifera (abelha), Camponotus xerxes (formiga) e Musca domestica (mosca-doméstica) - submetidas a estresse térmico (45°C, 50°C, 55°C) e frio extremo (nitrogênio líquido, −96°C). A expressão gênica foi medida usando RT-PCR, e as mudanças relativas foram calculadas em relação aos grupos controle. Em A. mellifera, a expressão de HSP-70 aumentou de uma linha de base de 1,54 vezes nos controles para 3,00, 3,30 e 6,09 vezes a 45°C, 50°C e 55°C, respectivamente; a exposição ao nitrogênio líquido induziu um aumento de 4,41 vezes. Em C. xerxes, a expressão aumentou de 1,03 vezes (controle) para 3,07 vezes, 3,67 e 7,69 vezes com temperaturas crescentes, enquanto a exposição ao nitrogênio levou a um aumento de 5,61 vezes. M. domestica exibiu a maior expressão a 55°C (5,62 vezes) e após exposição ao nitrogênio (4,94 vezes), comparado a 1,01 vezes nos controles, embora a expressão a 45°C e 50°C tenha sido menor (2,04 e 1,91 vezes, respectivamente). Os resultados indicaram que todas as três espécies regulam positivamente a HSP-70 em resposta ao estresse térmico e frio, com a maior expressão observada a 55°C e na exposição ao nitrogênio líquido. Notavelmente, C. xerxes mostrou a resposta mais forte induzida pelo calor, enquanto M. domestica exibiu expressão pronunciada sob calor e frio, sugerindo adaptação térmica robusta. Esses achados destacam a dinâmica espécie-específica da regulação da HSP-70 e seu papel fundamental na proteção celular e sobrevivência sob condições ambientais extremas. © 2025 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Study of gene expression of Heat shock proteins HSP-70 and some physiological and immunological aspects of three types of heat-tolerant and non-tolerant insects: Heat shock proteins (HSPs), particularly HSP-70, are critical to insect adaptation under extreme environmental stress. This study evaluated HSP-70 gene expression in three insect species-Apis mellifera (honeybee), Camponotus xerxes (ant), and Musca domestica (housefly)-subjected to heat stress (45°C, 50°C, 55°C) and extreme cold (liquid nitrogen, −96°C). Gene expression was measured using RT-PCR, and fold changes were calculated relative to the control groups. In A. mellifera, HSP-70 expression increased from a baseline of 1.54-fold in controls to 3.00-, 3.30-, and 6.09-fold at 45°C, 50°C, and 55°C, respectively; exposure to liquid nitrogen induced a 4.41-fold increase. In C. xerxes, expression rose from 1.03-fold (control) to 3.07-fold, 3.67, and 7.69-fold with increasing temperatures, while nitrogen exposure led to a 5.61-fold rise. M. domestica exhibited the highest expression at 55°C (5.62-fold) and after nitrogen exposure (4.94-fold), compared to 1.01-fold in controls, although expression at 45°C and 50°C was lower (2.04-and 1.91-fold, respectively).The results indicated that all three species upregulate HSP-70 in response to thermal and cold stress, with the greatest expression observed at 55°C and upon exposure to liquid nitrogen. Notably, C. xerxes showed the strongest heat-induced response, while M. domestica exhibited pronounced expression under both heat and cold, suggesting robust thermal adaptation. These findings underscore the species-specific dynamics of HSP-70 regulation and its pivotal role in cellular protection and survival under extreme environmental conditions. © 2025 Elsevier B.V., All rights reserved.

A colite ulcerativa é um distúrbio inflamatório crônico idiopático. A ruptura da barreira epitelial intestinal causada pela apoptose excessiva das células epiteliais intestinais é um fator pivotal na etiologia e patologia. A via mitocondrial é o modo de apoptose mais significativo das células epiteliais intestinais, que era regulado pelo poro de transição de permeabilidade mitocondrial (mPTP). No entanto, o mecanismo preciso permanece elusivo. Como uma molécula crucial no combate ao estresse e manutenção da homeostase mitocondrial, a proteína de choque térmico 75 (HSP75) pode desempenhar um papel vital na regulação da abertura do mPTP. Em nossa pesquisa, constatamos que a HSP75 estava significativamente diminuída na mucosa intestinal de pacientes com CU e camundongos com colite experimental, concomitantemente com a ruptura da barreira epitelial intestinal. Além disso, uma correlação negativa entre HSP75 e a abertura do mPTP, apoptose mediada por mitocôndrias e ruptura da barreira epitelial intestinal foi demonstrada in vivo e in vitro. Em segundo lugar, o nível de HSP75 está negativamente correlacionado com a expressão de ANT, VDAC e PiC, que são considerados componentes do mPTP. No entanto, o CypD não é afetado pela HSP75. Finalmente, a HSP75 alterou a síntese de ANT, VDAC, PiC e a modificação de acetilação da ANT, mas não há interação direta entre HSP75 e as proteínas componentes do mPTP. Em conclusão, o presente estudo demonstrou que a HSP75 diminuiu significativamente na mucosa intestinal da CU, e revelou preliminarmente um novo mecanismo da HSP75 regulando a síntese e abertura do mPTP nas células epiteliais intestinais (IECs) da CU, sugerindo que a suplementação direcionada de HSP75 na mucosa intestinal é esperada para reverter o processo patológico. © 2025 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Diminution of HSP75 disrupts intestinal epithelial barrier by inciting mPTP opening in ulcerative colitis: Ulcerative colitis is an idiopathic, chronic inflammatory disorder. The disruption of intestinal epithelial barrier caused by excessive apoptosis of intestinal epithelial cells is a pivotal factor in the etiology and pathology. The mitochondrial pathway is the most significant apoptosis mode of intestinal epithelial cells, which was regulated by the mitochondrial permeability transition pore(mPTP). However, the precise mechanism remains elusive. As a crucial molecule in combating stress and maintaining mitochondrial homeostasis, the heat shock protein 75(HSP75) may play a vital role in regulating the openness of the mPTP. In our research, we ascertained that HSP75 was significantly diminished in the intestinal mucosal of UC patients and experimental colitis mice, concomitantly with the disruption of intestinal epithelial barrier. Furthermore, a negative correlation between HSP75 and the openness of mPTP, mitochondrial-driven apoptosis, and disruption of intestinal epithelial barrier has been demonstrated in vivo and vitro. Secondly, HSP75 level is negatively correlated with the expression of ANT, VDAC, and PiC, which considered to be the components of mPTP. However, the CypD is unaffected by HSP75. Finally, HSP75 altered the synthesis of ANT, VDAC, PiC and the acetylation modification of ANT, but there is no direct interaction between HSP75 and mPTP component proteins. In conclusion, the present study demonstrated that HSP75 significantly decreased in the intestinal mucosa of UC, and preliminarily revealed a novel mechanism of HSP75 regulating the synthesis and openness of mPTP in the intestinal epithelial cells(IECs) of UC, suggesting that the targeted intestinal mucosa supplementation of HSP75 is anticipated to reverse the pathological process. © 2025 Elsevier B.V., All rights reserved.

A demonstração de que a F-ATP sintase e a translocase de nucleotídeos de adenina (ANT) podem formar canais de alta condutância ativados por Ca2+ na membrana interna de mitocôndrias de vários eucariotos renovou o interesse na transição de permeabilidade (PT), um aumento de permeabilidade mediado pelo poro de PT (PTP). A PT é um aumento de permeabilidade dependente de Ca2+ na membrana mitocondrial interna cuja função e mecanismos moleculares subjacentes têm desafiado cientistas nos últimos 70 anos. Embora a maior parte do nosso conhecimento sobre o PTP venha de estudos em mamíferos, dados recentes obtidos em outras espécies destacaram diferenças substanciais que poderiam ser talvez atribuídas a características específicas da F-ATP sintase e/ou ANT. Surpreendentemente, o camarão-de-salmoura Artemia franciscana, tolerante à anóxia e ao sal, não sofre uma PT apesar de sua capacidade de captar e armazenar Ca2+ em mitocôndrias, e a Drosophila melanogaster resistente à anóxia exibe um canal seletivo de liberação de Ca2+ induzido por Ca2+ de baixa condutância, em vez de um PTP. Em mamíferos, a PT fornece um mecanismo para a liberação de citocromo c e outras proteínas pró-apoptóticas e media várias formas de morte celular. Nesta revisão, cobrimos as características da PT (ou ausência dela) em mamíferos, levedura, Drosophila melanogaster, Artemia franciscana e Caenorhabditis elegans, e discutimos a presença da via intrínseca de apoptose e de outras formas de morte celular. Esperamos que este exercício possa ajudar a elucidar a(s) função(ões) da PT e seu possível papel na evolução e inspirar mais testes para definir sua natureza molecular. © 2023 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

The Haves and Have-Nots: The Mitochondrial Permeability Transition Pore across Species: The demonstration that F<inf>1</inf>F<inf>O</inf> (F)-ATP synthase and adenine nucleotide translocase (ANT) can form Ca2+-activated, high-conductance channels in the inner membrane of mitochondria from a variety of eukaryotes led to renewed interest in the permeability transition (PT), a permeability increase mediated by the PT pore (PTP). The PT is a Ca2+-dependent permeability increase in the inner mitochondrial membrane whose function and underlying molecular mechanisms have challenged scientists for the last 70 years. Although most of our knowledge about the PTP comes from studies in mammals, recent data obtained in other species highlighted substantial differences that could be perhaps attributed to specific features of F-ATP synthase and/or ANT. Strikingly, the anoxia and salt-tolerant brine shrimp Artemia franciscana does not undergo a PT in spite of its ability to take up and store Ca2+ in mitochondria, and the anoxia-resistant Drosophila melanogaster displays a low-conductance, selective Ca2+-induced Ca2+ release channel rather than a PTP. In mammals, the PT provides a mechanism for the release of cytochrome c and other proapoptotic proteins and mediates various forms of cell death. In this review, we cover the features of the PT (or lack thereof) in mammals, yeast, Drosophila melanogaster, Artemia franciscana and Caenorhabditis elegans, and we discuss the presence of the intrinsic pathway of apoptosis and of other forms of cell death. We hope that this exercise may help elucidate the function(s) of the PT and its possible role in evolution and inspire further tests to define its molecular nature. © 2023 Elsevier B.V., All rights reserved.

Rainhas de formigas podem manter um grande número de espermatozoides por mais de uma década após o acasalamento no início de suas vidas adultas até sua morte. Esta capacidade de armazenamento espermático é notável; no entanto, os mecanismos celulares envolvidos permanecem pouco claros. Os espermatozoides são mantidos no órgão feminino de armazenamento espermático - a espermateca - que fornece um ambiente adequado para os espermatozoides. Para revelar a base molecular dos mecanismos de armazenamento espermático de longo prazo em rainhas de formigas, perfis proteicos enriquecidos no fluido espermatecal em relação à hemolinfa foram identificados em Lasius japonicus usando tecnologia de proteômica quantitativa baseada em aquisição independente de dados. Proteínas relacionadas à matriz extracelular, antioxidantes, vias metabólicas, proteases, chaperonas e com funções não caracterizadas foram especialmente abundantes com valores de razão logarítmica mais altos no fluido espermatecal em relação à hemolinfa. Essas proteínas enriquecidas foram compartilhadas com genes altamente expressos previamente detectados por análises de transcriptoma da espermateca em rainhas de Crematogaster osakensis, que pertence a uma subfamília diferente de L. japonicus. É provável que a capacidade de armazenamento espermático de longo prazo tenha evoluído previamente na linhagem das formigas. Portanto, as proteínas comuns identificadas nessas duas espécies de formigas são possivelmente cruciais para essa capacidade. © 2024 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Proteomic analysis of spermathecal fluid reveals factors related to long-term sperm storage in ant queens: Ant queens can maintain a large number of sperm cells for over a decade after mating at the beginning of their adult lives until they die. This sperm storage ability is prominent; however, the cellular mechanisms involved remain unclear. Sperm cells are maintained in the female sperm storage organ—the spermatheca—which supplies a suitable environment for sperm cells. To reveal the molecular basis of the long-term sperm storage mechanisms in ant queens, protein profiles enriched in the spermathecal fluid relative to the hemolymph were identified in Lasius japonicus using data-independent acquisition-based quantitative proteomics technology. Proteins related to the extracellular matrix, antioxidants, metabolic pathways, proteases, chaperones, and with uncharacterized functions were especially abundant with higher log ratio values in the spermathecal fluid relative to the hemolymph. These enriched proteins were shared with highly expressed genes previously detected by transcriptome analyses of the spermatheca in queens of Crematogaster osakensis that belong to a different subfamily than L. japonicus. It is likely that the ability for long-term sperm storage evolved early in the ant lineage. Therefore, the common proteins identified in these two ant species are possibly crucial for this ability. © 2024 Elsevier B.V., All rights reserved.

Este estudo investigou os efeitos da suplementação com óleo de peixe (FO) na expressão de genes de resistência ao calor no hipotálamo e na composição de ácidos graxos de pintinhos sob estresse agudo por alta temperatura, para tratamento de colestase. Um total de 48 pintinhos (Ross 308) com 14 dias de idade foram aclimatados com óleo de milho ou FO (n = 24 para cada) por gavagem oral durante 10 dias, e então submetidos a estresse térmico (35 ± 1 °C, HT) por 3 h ou mantidos na temperatura normal (26 ± 1 °C, NT) agrupados como controles NT e FO-NT e HT e FO-HT (n = 12 para cada). Os resultados mostraram que a suplementação com FO não teve efeito significativo (P > 0,05) no consumo de ração ou peso corporal. O grupo FO-HT exibiu (P < 0,05) menor temperatura retal, e níveis plasmáticos de interleucina-6 (IL-6), triglicerídeos e corticosterona, acompanhados por menores expressões de translocadores de nucleotídeos de adenina (ANT) e proteína desacoplante (UCP) no hipotálamo, mas aumento (P < 0,05) da atividade da superóxido dismutase plasmática e das expressões de neuropeptídeo-Y (NPY) e proteína de choque térmico-70 (HSP-70) no hipotálamo. Adicionalmente, o grupo FO-HT (P < 0,05) demonstrou maior razão ácido graxo insaturado/ácido graxo saturado (UFA/SFA) no músculo peitoral. Estes achados sugerem que a suplementação com FO pode aumentar a resistência ao calor de pintos de corte sob estresse térmico agudo e alterar a composição de ácidos graxos de seu músculo peitoral. No entanto, mais estudos são necessários para determinar se ácidos graxos desejáveis podem atravessar a barreira hematoencefálica e suas implicações para a saúde humana. © 2025 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Fish oil a source of omega-3 fatty acids affects hypothalamus heat resistance genes expressions and fatty acid composition in heat-stressed chicks: This study investigated the effects of fish oil (FO) supplementation on the hypothalamus heat resistance gene expressions and fatty acid composition of chicks under acute high-temperature stress, for treating Cholestasis. A total of 48 chicks (Ross 308) at age of 14 days were acclimatized to corn oil or FO (n = 24 for each) by oral gavaging for 10 days, and then subjected to heat stress (35 ± 1 °C, HT) for 3 h or maintained at the normal temperature (26 ± 1 °C, NT) as grouped as NT and FO-NT control and HT and FO-HT (n = 12 for each). The results showed that FO supplementation had no significant (P > 0.05) effect on feed intake or body weight. The FO-HT group exhibited (P < 0.05) a lower rectal temperature, and plasma interleukin-6 (IL-6), triglyceride and corticosterone levels, in accompany with lower expressions of hypothalamic adenine nucleotide translocators (ANT) and uncoupling protein (UCP) but increased (P < 0.05) plasma superoxide dismutase activity and hypothalamic neuropeptide-Y (NPY) and heat shock protein-70 (HSP-70) expressions. Additionally, the FO-HT group (P < 0.05) demonstrated a higher unsaturated fatty acid/saturated fatty acid (UFA/SFA) ratio in the breast muscle. These findings suggest that FO supplementation can enhance the heat resistance of broiler chicks under acute heat stress and alter the fatty acid composition of their breast muscle. However, further studies are needed to determine whether desirable fatty acids can cross the blood-brain barrier and their implications for human health. © 2025 Elsevier B.V., All rights reserved.

A murcha do abacaxi por cochonilhas (MWP) é a doença viral mais devastadora que afeta abacaxis em todo o mundo. A relação mutualística entre cochonilhas e espécies de formigas contribui para a disseminação da doença. Entre julho e setembro de 2020, campos de produção de abacaxi das cultivares MD2, Josephine (Josapine), Sarawak e Crystal Honey em Melaka, Johor e Negeri Sembilan apresentaram sintomas da doença MWP. Amostras foliares sintomáticas e assintomáticas foram coletadas para caracterização molecular do patógeno causal. Essas amostras foram amplificadas usando RT-PCR com primers específicos para detectar os vírus associados à murcha do abacaxi por cochonilhas (PMWaVs) -1, -2 e -3. Um total de 20,2% foi detectado com PMWaV-1, 44,7% com PMWaV-2 e 35,1% com PMWaV-3. Infecções mistas também foram detectadas em todas as cultivares. A análise filogenética das sequências dos genes da proteína de choque térmico 70 homóloga (HSP70h) e proteína do capsídeo (CP) usando a abordagem de neighbor-joining (NJ) revelou variação interespecífica entre os isolados entre as cultivares e localidades. Além disso, foi realizada caracterização morfológica para apoiar a detecção de vírus, revelando a presença de manchas escuras e alterações citopatológicas nas folhas infectadas. Em conclusão, a doença MWP entre as cultivares e localidades pesquisadas foi associada a PMWaV-1, PMWaV-2 e PMWaV-3. A infecção mais comum detectada foi uma infecção mista de PMWaV-2 e PMWaV-3. © 2025 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Detection and characterization of pineapple mealybug wilt-associated viruses 1, 2, and 3 in pineapple cultivars in Malaysia: Mealybug wilt of pineapple (MWP) is the most devasting viral disease affecting pineapples worldwide. The mutualistic relationship between mealybugs and ant species contributes to the disease’s spread. Between July and September 2020, pineapple production fields of cultivars MD2, Josephine (Josapine), Sarawak, and Crystal Honey in Melaka, Johor, and Negeri Sembilan displayed MWP disease symptoms. Symptomatic and asymptomatic leaf samples were collected for molecular characterization of the causal pathogen. These samples were amplified using RT-PCR with specific primers to detect pineapple mealybug wilt-associated viruses (PMWaVs) -1, -2, and − 3. A total of 20.2% was detected with PMWaV-1, 44.7% with PMWaV-2, and 35.1% with PMWaV-3. Mixed infections were also detected for all the cultivars. Phylogenetic analysis of heat shock protein 70 homolog (HSP70h) and coat protein (CP) gene sequences using the neighbor-joining (NJ) approach revealed interspecific variation between the isolates among the cultivars and localities. In addition, morphological characterization was carried out to support the detection of viruses by revealing the presence of dark spots and cytopathological changes in the infected leaves. In conclusion, MWP disease among the cultivars and localities surveyed was associated with PMWaV-1, PMWaV-2, and PMWaV-3. The most common infection detected was a mixed infection of PMWaV-2 and PMWaV-3. © 2025 Elsevier B.V., All rights reserved.

A cicatrização de queimaduras é um processo multifacetado frequentemente complicado por inflamação excessiva e função comprometida dos queratinócitos, ambos sendo fatores-chave que contribuem para a cicatrização tardia. Neste estudo, selecionamos o miRNA-chave que regula o processo de epitelização sob condições de estresse oxidativo através de sequenciamento de alto rendimento. Identificamos que o miR-192-5p estava significativamente superexpresso tanto em modelos de estresse oxidativo de queratinócitos quanto em tecidos de queimaduras, com efeitos prejudiciais na proliferação, migração e apoptose de queratinócitos. A inibição do miR-192-5p melhorou a função das células epidérmicas através da regulação positiva da olfatomedina-4 (OLFM4), um gene-chave associado com proliferação, adesão e migração celular. Para otimizar a entrega e eficácia terapêutica, desenvolvemos exossomos derivados de MSC carregados com antagomiR-192-5p (ant-192; Conteúdo final: 2 nmol por ferida; Eficiência de carregamento: 35,22 ± 0,34 %) e depois encapsulados em um hidrogel composto de GelMA e nanofolhas de MXene (Ti₃C₂Tx), formando um curativo multifuncional (Exo-ant-192@M-Gel). Isso alcançou liberação sustentada de ant-192, retardou sua degradação e exerceu propriedades anti-inflamatórias, promovendo assim a epitelização e cicatrização de queimaduras. Este estudo ofereceu uma nova abordagem terapêutica para o fechamento de feridas por queimaduras. © 2025 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

AntagomiR-192-5p-engineered exosomes encapsulated in MXene-modified GelMA hydrogel facilitated epithelization of burn wounds by targeting OLFM4: Burn wound healing is a multifaceted process often complicated by excessive inflammation and impaired keratinocyte function, both of which are key factors contributing to delayed healing. In this study we screened the key miRNA regulating the epithelialization process under oxidative stress conditions through high-throughput sequencing. We identified that miR-192-5p was significantly upregulated in both oxidative stress models of keratinocytes and burn wound tissues, with detrimental effects on keratinocyte proliferation, migration, and apoptosis. Inhibition of miR-192-5p enhanced epidermal cell function by upregulating olfactomedin-4 (OLFM4), a key gene associated with cell proliferation, adhesion and migration. To optimize delivery and therapeutic efficacy, we engineered MSC-derived exosomes loaded with antagomiR-192-5p (ant-192; Final content: 2 nmol per wound; Loading efficiency: 35.22 ± 0.34 %) and then encapsulated into a composite hydrogel composed of GelMA and MXene (Ti<inf>3</inf>C<inf>2</inf>Tx) nanosheets, forming a multifunctional dressing (Exo-ant-192@M-Gel). It achieved sustained release of ant-192, delay its degradation, and exert anti-inflammatory properties, thus promoting epithelization and burn wound healing. This study offered a novel therapeutic approach for burn wound closure. © 2025 Elsevier B.V., All rights reserved.

A tolerância térmica influencia a sobrevivência, o desempenho e a distribuição de organismos ectotérmicos. Seus efeitos são especialmente importantes diante do advento das rápidas mudanças climáticas. Embora a qualidade da dieta tenha demonstrado modular o máximo térmico crítico (CT<inf>max</inf>) em formigas em condições laboratoriais, permanece incerto se essa resposta e a velocidade com que aparece são as mesmas em formigas silvestres. Aqui, testamos se uma dieta enriquecida com carboidratos poderia aumentar rapidamente o CT<inf>max</inf> em Dorymyrmex thoracicus, uma espécie de formiga tolerante ao calor na Caatinga brasileira. Usando dois experimentos em campo, descobrimos que formigas com acesso a uma solução de sacarose a 20% exibiram valores de CT<inf>max</inf> significativamente maiores do que formigas que não tiveram acesso à solução de sacarose. O segundo experimento mostrou que essa diferença apareceu poucas horas após o tratamento, sugerindo a operação de respostas fisiológicas rápidas potencialmente ligadas à disponibilidade de energia e síntese de proteínas de choque térmico. Assim, a ingestão de carboidratos pode modular imediatamente a tolerância térmica em condições naturais, um resultado que pode nos ajudar a prever como formigas e outros ectotérmicos podem responder a mudanças climáticas na disponibilidade de alimentos e estresse térmico. © 2025 Elsevier B.V., Todos os direitos reservados.

Carbohydrate-Enriched Diet Quickly Enhances Heat Tolerance in Wild Colonies of Dorymyrmex thoracicus: Thermal tolerance influences the survival, performance, and distribution of ectothermic organisms. Its effects are especially important given the advent of rapid climate change. While diet quality has been shown to modulate critical thermal maxima (CT<inf>max</inf>) in ants under laboratory conditions, it remains unclear whether this response and the speed at which it appears are the same in wild ants. Here, we tested whether a carbohydrate-enriched diet could quickly increase CT<inf>max</inf> in Dorymyrmex thoracicus, a heat-tolerant ant species in the Brazilian Caatinga. Using two field-based experiments, we found that ants given access to a 20% sucrose solution exhibited significantly higher CT<inf>max</inf> values than did ants who did not have access to the sucrose solution. The second experiment showed that this difference appeared a few hours after the treatment, suggesting the operation of rapid physiological responses potentially linked to energy availability and heat shock protein synthesis. Thus, carbohydrate intake can immediately modulate thermal tolerance under natural conditions, a result that can help us predict how ants, and other ectotherms, may respond to climate-driven shifts in food availability and thermal stress. © 2025 Elsevier B.V., All rights reserved.