Molecular analysis of PKU-associated PAH mutations: a fast and simple genotyping test

Abstract: Neonatal screening for phenylketonuria (PKU, OMIM: 261600) was introduced at the end of the 1960s. We developed a rapid and simple molecular test for the most frequent phenylalanine hydroxylase (PAH, Gene ID: 5053) mutations. Using this method to detect the 18 most frequent mutations, it is possible to achieve a 75% detection rate in Italian population. The variants selected also reach a high detection rate in other populations, for example, 70% in southern Germany, 68% in western Germany, 76% in Denmark, 68% in Sweden, 63% in Poland, and 60% in Bulgaria. We successfully applied this confirmation test in neonatal screening for hyperphenylalaninemias using dried blood spots and obtained the genotype in approximately 48 h. The method was found to be suitable as second tier test in neonatal screening for hyperphenylalaninemias in neonates with a positive screening test. This test can also be useful for carrier screening because it can bypass the entire coding sequence and intron–exon boundaries sequencing, thereby overcoming the questions that this approach implies, such as new variant interpretations

Biochemical data from the characterization of a new pathogenic mutation of human pyridoxine-5'-phosphate oxidase (PNPO)

PNPO deficiency is responsible of severe neonatal encephalopathy, responsive to pyridoxal-5’-phosphate (PLP) or pyridoxine. Recent studies widened the phenotype of this condition and detected new genetic variants on PNPO gene, whose pathogenetic role and clinical expression remain to be established. One of these mutations, Arg116Gln, is of particular interest because of its later onset of symptoms (beyond the first months of life) and its peculiar epileptic manifestations in patients. This protein variant was expressed as recombinant protein in E coli, purified to homogeneity, and characterized with respect to structural and kinetic properties, stability, binding constants of cofactor flavin mononucleotide (FMN) and product (PLP) in order to define the molecular and structural bases of its pathogenicity. For interpretation and discussion of reported data, together with the description of clinical studies, refer to the article [7][1] (doi: 10.1016/j.ymgme.2017.08.003)

Tomografia computada de raios-X na avaliação da porosidade de latossolos e sua relação com o desenvolvimento radicular de cafeeiros

Tese apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo, área de concentração em Recursos Ambientais e Uso da Terra, para a obtenção do título de Doutor.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Recursos Ambientais e Uso da TerraOs sistemas de manejo agrícola por alterarem os atributos físicos do solo, reorganizam a distribuição espacial do diâmetro dos poros, especialmente os interagregados, onde ocorrem todos os processos dinâmicos do solo, além de permitirem o crescimento das raízes das plantas. Objetivou-se, neste estudo, quantificar a variabilidade espacial da distribuição dos poros em Latossolos, por meio da tomografia computada de raios-X, e pelo método do perfil cultural, avaliar as relações com o desenvolvimento radicular do cafeeiro sob um sistema de manejo que utiliza sulco profundo de plantio, cultura de cobertura na entrelinha e gesso agrícola adicional na superfície do solo. Foram realizados dois experimentos, um em lavoura comercial com seis anos em Latossolo gibsítico e outro caulinítico e outro em lavoura experimental, com três anos, em Latossolo gibissítico, ambos conduzidos pelo sistema citado acima. Para ambos os estudos, foram abertas trincheiras longitudinais à linha de plantio, onde amostras de solo com estrutura preservada foram coletadas nas profundidades de 20-34; 80-94 e 150-164 cm, em três repetições. Na lavoura experimental, foram selecionados os seguintes tratamentos: G0: ausência de gesso adicional; G7: 7 Mg ha-1 e G28: 28 Mg ha-1 de gesso adicional aplicado na superfície do solo na linha de plantio. Nos dois estudos, os poros foram quantificados com base em imagens 3D, obtidas por meio da tomografia de raios-X. Com vistas à possível relação da distribuição dos poros com o crescimento das raízes do cafeeiro foi avaliada a distribuição do sistema radicular, pelo método do perfil cultural. Utilizou-se um gride (70 cm x 150 cm, espaçado em quadrículas de 5 x 5 cm), para determinação das variáveis radiculares: área superficial (mm²), comprimento (mm) e volume (mm³), obtidos em diferentes diâmetros de raízes. Nos dois estudos a maior variabilidade espacial da estrutura do solo ocorreu na direção horizontal (X e Y), em todos os eventos avaliados e melhor continuidade dos poros na direção vertical (Z), devido ao efeito conjunto das práticas adotadas pelo sistema de manejo. No primeiro estudo, a distribuição dos poros visíveis foi distinta entre os Latossolos, principalmente na profundidade de 20-34 cm. Com a diminuição do volume de poros de diâmetro menor que 0,4 mm, estes tenderam a maior esfericidade no Latossolo gibbsítico. No segundo estudo, verificou-se que as doses crescentes de gesso favoreceram o desenvolvimento de raízes mais finas, além de uma distribuição espacial mais homogênea e verticalizada do sistema radicular. A distribuição mais homogênea do volume dos poros visíveis, em cada classe, ocorreu no G7 especialmente a 20-34 cm de profundidade, porém o maior número e volume de poros foram detectados no G28, na profundidade de 20-34 cm.Os sistemas de manejo agrícola por alterarem os atributos físicos do solo, reorganizam a distribuição espacial do diâmetro dos poros, especialmente os interagregados, onde ocorrem todos os processos dinâmicos do solo, além de permitirem o crescimento das raízes das plantas. Objetivou-se, neste estudo, quantificar a variabilidade espacial da distribuição dos poros em Latossolos, por meio da tomografia computada de raios-X, e pelo método do perfil cultural, avaliar as relações com o desenvolvimento radicular do cafeeiro sob um sistema de manejo que utiliza sulco profundo de plantio, cultura de cobertura na entrelinha e gesso agrícola adicional na superfície do solo. Foram realizados dois experimentos, um em lavoura comercial com seis anos em Latossolo gibsítico e outro caulinítico e outro em lavoura experimental, com três anos, em Latossolo gibissítico, ambos conduzidos pelo sistema citado acima. Para ambos os estudos, foram abertas trincheiras longitudinais à linha de plantio, onde amostras de solo com estrutura preservada foram coletadas nas profundidades de 20-34; 80-94 e 150-164 cm, em três repetições. Na lavoura experimental, foram selecionados os seguintes tratamentos: G0: ausência de gesso adicional; G7: 7 Mg ha-1 e G28: 28 Mg ha-1 de gesso adicional aplicado na superfície do solo na linha de plantio. Nos dois estudos, os poros foram quantificados com base em imagens 3D, obtidas por meio da tomografia de raios-X. Com vistas à possível relação da distribuição dos poros com o crescimento das raízes do cafeeiro foi avaliada a distribuição do sistema radicular, pelo método do perfil cultural. Utilizou-se um gride (70 cm x 150 cm, espaçado em quadrículas de 5 x 5 cm), para determinação das variáveis radiculares: área superficial (mm²), comprimento (mm) e volume (mm³), obtidos em diferentes diâmetros de raízes. Nos dois estudos a maior variabilidade espacial da estrutura do solo ocorreu na direção horizontal (X e Y), em todos os eventos avaliados e melhor continuidade dos poros na direção vertical (Z), devido ao efeito conjunto das práticas adotadas pelo sistema de manejo. No primeiro estudo, a distribuição dos poros visíveis foi distinta entre os Latossolos, principalmente na profundidade de 20-34 cm. Com a diminuição do volume de poros de diâmetro menor que 0,4 mm, estes tenderam a maior esfericidade no Latossolo gibbsítico. No segundo estudo, verificou-se que as doses crescentes de gesso favoreceram o desenvolvimento de raízes mais finas, além de uma distribuição espacial mais homogênea e verticalizada do sistema radicular. A distribuição mais homogênea do volume dos poros visíveis, em cada classe, ocorreu no G7 especialmente a 20-34 cm de profundidade, porém o maior número e volume de poros foram detectados no G28, na profundidade de 20-34 cm. Palavras-chave: Variabilidade estrutural. Distribuição de poros. Continuidade espacial. Imagem tridimensional. Manejo do solo na cafeeicultura

Editorial: Bioaerosol emission characteristics and the epidemiological, occupational, and public health risk assessment of waste and wastewater management

Waste management industries are vital to achieving the Sustainable Development Goals suggested by World Health Organization. Besides SDGs achievement, also the circular economy is dependent on the waste sector. The circular economy intends to reuse existing resources instead of disposing of materials that are no longer useful. Thus, the circular economy is very dependent on an increased workforce dedicated to waste management. Nonetheless, while better waste management is being predicted as a critical contributor to reducing health outcomes and environmental negative impacts, the bioaerosols´ occupational exposure in the waste sector is being neglected leading to negative outcomes on workers’ health. The scientific community and stakeholders should be also aware of the foreseen increased exposure to microbes and antimicrobial resistance in different environments that will lead to a boost of exposure to bioaerosols in the waste sector, mainly due to climate change.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

In vitro study of uptake and synthesis of creatine and its precursors by cerebellar granule cells and astrocytes suggests some hypotheses on the physiopathology of the inherited disorders of creatine metabolism

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>The discovery of the inherited disorders of creatine (Cr) synthesis and transport in the last few years disclosed the importance of blood Cr supply for the normal functioning of the brain. These putatively rare diseases share a common pathogenetic mechanism (the depletion of brain Cr) and similar phenotypes characterized by mental retardation, language disturbances, seizures and movement disorders. In the effort to improve our knowledge on the mechanisms regulating Cr pool inside the nervous tissue, Cr transport and synthesis and related gene transcripts were explored in primary cultures of rat cerebellar granule cells and astrocytes.</p> <p>Methods</p> <p>Cr uptake and synthesis were explored in vitro by incubating monotypic primary cultures of rat type I astrocytes and cerebellar granule cells with: a) D₃-Creatine (D₃Cr) and D3Cr plus β-guanidinopropionate (GPA, an inhibitor of Cr transporter), and b) labelled precursors of Guanidinoacetate (GAA) and Cr (Arginine, Arg; Glycine, Gly). Intracellular D3Cr and labelled GAA and Cr were assessed by ESI-MS/MS. Creatine transporter (<it>CT1</it>), L-arginine:glycine amidinotransferase (<it>AGAT</it>), and S-adenosylmethionine:guanidinoacetate N-methyltransferase (<it>GAMT</it>) gene expression was assessed in the same cells by real time PCR.</p> <p>Results</p> <p>D3Cr signal was extremely high in cells incubated with this isotope (labelled/unlabelled Cr ratio reached about 10 and 122, respectively in cerebellar granule cells and astrocytes) and was reduced by GPA. Labelled Arg and Gly were taken up by the cells and incorporated in GAA, whose concentration paralleled that of these precursors both in the extracellular medium and inside the cells (astrocytes). In contrast, the increase of labelled Cr was relatively much more limited since labelled Cr after precursors' supplementation did not exceed 2,7% (cerebellar granule cells) and 21% (astrocytes) of unlabelled Cr. Finally, <it>AGAT, GAMT </it>and <it>SLC6A8 </it>were expressed in both kind of cells.</p> <p>Conclusions</p> <p>Our results confirm that both neurons and astrocytes have the capability to synthesize and uptake Cr, and suggest that at least in vitro intracellular Cr can increase to a much greater extent through uptake than through <it>de novo </it>synthesis. Our results are compatible with the clinical observations that when the Cr transporter is defective, intracellular Cr is absent despite the brain should be able to synthesize it. Further research is needed to fully understand to what extent our results reflect the in vivo situation.</p

Case report: Childhood epilepsy and borderline intellectual functioning hiding an AADC deficiency disorder associated with compound heterozygous DDC gene pathogenic variants

Aromatic L-amino acid decarboxylase (AADC) deficiency is a rare autosomal recessive neurometabolic disorder leading to severe combined serotonin, dopamine, norepinephrine, and epinephrine deficiency. We report on a female patient with borderline functioning and sporadic clear-cut focal to bilateral seizures from age 10 years. A neuropsychological assessment highlighted a mild impairment in executive functions, affecting attention span and visual-spatial abilities. Following the diagnosis of epilepsy with a presumed genetic etiology, we applied a diagnostic approach inclusive of a next-generation sequencing (NGS) gene panel, which uncovered two variants in trans in the DOPA decarboxylase (DDC) gene underlying an AADC deficiency. This compound heterozygous genotype was associated with a mild reduction of homovanillic acid, a low level of the norepinephrine catabolite, and a significant reduction of 5-hydroxyindoleacetic acid in cerebrospinal fluid. Remarkably, 3-O-methyldopa (3-OMD) and 5-hydroxytryptophan were instead increased. During the genetically guided re-evaluation process, some mild signs of dysautonomic dysfunction (nasal congestion, abnormal sweating, hypotension and fainting, excessive sleepiness, small hands and feet, and increased levels of prolactin, tiredness, and fatigue), more typical of AADC deficiency, were evaluated with new insight. Of the two AADC variants, the R347Q has already been characterized as a loss-of-function with severe catalytic impairments, while the novel L391P variant has been predicted to have a less severe impact. Bioinformatic analyses suggest that the amino acid substitution may affect affinity for the PLP coenzyme. Thus, the genotype corresponds to a phenotype with mild and late-onset symptoms, of which seizures were the clinical sign, leading to medical attention. This case report expands the spectrum of AADC deficiency phenotypes to encompass a less-disabling clinical condition including borderline cognitive functioning, drug-responsive epilepsy, and mild autonomic dysfunction

Representação espectral de dados espacialmente correlacionados

Geostatistics seeks to detect and explain the dependence associated with a continuous spatial random field.Both the spatial and spectral approaches can be valid instruments to detect this spatial dependence. The study of Geostatistics through the spectral approach seeks ways to solve problems that the Geostatistical theory faces, such as manipulation of large databases. For this purpose, spectral techniques are used, being these powerful tools to study the spatial structure, besides offering significant computational benefits in data manipulation. It was found that from the spectral density it is possible to obtain estimates to calculate the covariance; With covariance directly related to semivariance, the estimated semivariance can be obtained. In addition, it has been shown that the computational time spent when working with the spectral density remains constant for all n sizes of simulated samples. In the classical method, the computational time spent increased exponentially as n increased.A Geoestatística busca detectar e explicar a dependência associada a um campo aleatório espacial contínuo.Tanto a abordagem espacial quanto a espectral, podem ser instrumentos válidos para detectar essa&nbsp; dependência espacial. O estudo da Geoestatística por meio do enfoque espectral busca recursos para solucionar problemas que a teoria Geoestatística enfrenta, como manipulação de grandes bancos de dados. Para este propósito, são utilizadas técnicas espectrais, sendo estas poderosas ferramentas para estudar a estrutura espacial, além de oferecerem significantes benefícios computacionais na manipulação dos dados. Constatou-se que a partir da densidade espectral foi possível obter estimativas para calcular a covariância; estando a covariância diretamente relacionada com a semivariância, pode-se obter a semivariância estimada. Além disso, mostrou-se que o tempo computacional gasto quando se trabalha com a densidade espectral permanece constante para todos os tamanhos n de amostras simuladas. Já no método clássico o tempo computacional gasto aumentou exponencialmente à medida que n aumentou.&nbsp

SEQUESTRO DE CARBONO DE UM LATOSSOLO CAULINÍTICO SOB CULTIVO DE LINHAÇA EM MANEJO CONSERVACIONISTA

Agriculture that employs soil conservation practices promotes ecosystem services such as the mitigation of greenhouse gases. The objective of this work was to evaluate the carbon sequestration from a Latossolo Vermelho Distroférrico (Haplustox) under a conservationist management system for flaxseed production over three years yield. The experiment was carried out for three years in a soil conservationist management system (no-tillage) for the production of three brown flaxseed varieties: Caburé, Aguará and UFSC cultivated in Latossolo Vermelho. Undesturbed and deformed soil samples were collected in two contrasting layers: 0-0.15 and 0.15-0.30 m depth. Soil bulk density, total organic carbon, stocks and CO2 sequestration -IPCC were determined. Data were submitted to variance analysis and Tukey's test (p&lt;0.05). The soil management used contributed to the soil carbon stock, regardless of the variety used, on average 27 Mg C ha was stored in the 0-0.15m layer and 29.8 Mg C ha-1 at 0.15- 0.30 m in depth, in addition to mitigating an average of 10.48 Mg CO2eq ha-1 in just three years of cultivation, which makes this management system environmentally sustainable with yields equivalent to those obtained in South region of Brazil (0,71 Mg ha-1).La agricultura que emplea prácticas de conservación del suelo promueve los servicios ecosistémicos, como la mitigación de gases de efecto invernadero.  El objetivo de este trabajo fue evaluar el secuestro de carbono de un Latosol Rojo Distrófico bajo sistema de manejo de conservación para la producción de cerda cerda durante tres años de cultivo. El experimento se llevó a cabo durante tres años en un sistema de conservación de manejo para la producción de tres variedades de linaza parda: Caburé, Aguará y UFSC cultivadas en latosol rojo distrófico caolinítico. Las muestras preservadas y deformadas se recogieron en dos capas constratantes: 0-0,15 y 0,15-0,30 m. Se determinó la densidad global del suelo, el carbono orgánico total, las reservas y el secuestro de CO2 -IPCC. Los datos fueron sometidos a análisis de varianza y prueba de Tukey (p&lt;0,05). El manejo utilizado contribuyó al stock de carbono en el suelo, independientemente de la variedad utilizada, en promedio, se sembraron 27 Mg C ha-1 en la capa de 0-0.15m y 29.8 Mg C ha-1 a 0.15-0.30 m de profundidad, además de mitigar en promedio 10.48 Mg CO2 eq ha-1 en solo tres años de cultivo, lo que hace que este sistema de manejo sea ambientalmente sostenible con producciones equivalentes a las obtenidas en el sur de Brasil (0.71 Mg ha-1).A agricultura que emprega práticas de conservação do solo promove serviços ecossistêmicos como a mitigação dos gases de efeito estufa.&nbsp; O objetivo desse trabalho foi avaliar o sequestro de carbono de um Latossolo Vermelho Distroférrico sob sistema de manejo conservacionista para a produção de linhaça ao longo de três anos de cultivo. O experimento foi desenvolvido durante três anos em sistema conservacionista de manejo para produção de três variedades de linhaça marrom: Caburé, Aguará e UFSC cultivados em Latossolo Vermelho Distroférrico caulinítico. Foram coletadas amostras preservadas e deformadas em duas camadas constratantes: 0-0,15 e 0,15-0,30 m. Determinou-se a densidade global do solo, o carbono orgânico total, os estoques e o sequestro de CO2 -IPCC. Os dados foram submetidos a análise de variância e ao teste de Tukey (p&lt;0,05). O manejo utilizado contribuiu com o estoque de carbono no solo, independente da variedade utilizada, em média, estocou-se 27 Mg C ha-1 na camada de 0-0,15m e 29,8 Mg C ha-1 a 0,15-0,30 m de profundidade, além de mitigar em média 10,48 Mg CO2 eq ha-1 em apenas três anos de cultivo, o que torna esse sistema de manejo ambientalmente sustentável com produções equivalente as obtidas no Sul do Brasil (0,71 Mg ha-1)

SEQUESTRO DE CARBONO DE UM LATOSSOLO CAULINÍTICO SOB CULTIVO DE LINHAÇA EM MANEJO CONSERVACIONISTA

Agriculture that employs soil conservation practices promotes ecosystem services such as the mitigation of greenhouse gases. The objective of this work was to evaluate the carbon sequestration from a Latossolo Vermelho Distroférrico (Haplustox) under a conservationist management system for flaxseed production over three years yield. The experiment was carried out for three years in a soil conservationist management system (no-tillage) for the production of three brown flaxseed varieties: Caburé, Aguará and UFSC cultivated in Latossolo Vermelho. Undesturbed and deformed soil samples were collected in two contrasting layers: 0-0.15 and 0.15-0.30 m depth. Soil bulk density, total organic carbon, stocks and CO2 sequestration -IPCC were determined. Data were submitted to variance analysis and Tukey's test (p&lt;0.05). The soil management used contributed to the soil carbon stock, regardless of the variety used, on average 27 Mg C ha was stored in the 0-0.15m layer and 29.8 Mg C ha-1 at 0.15- 0.30 m in depth, in addition to mitigating an average of 10.48 Mg CO2eq ha-1 in just three years of cultivation, which makes this management system environmentally sustainable with yields equivalent to those obtained in South region of Brazil (0,71 Mg ha-1).La agricultura que emplea prácticas de conservación del suelo promueve los servicios ecosistémicos, como la mitigación de gases de efecto invernadero.  El objetivo de este trabajo fue evaluar el secuestro de carbono de un Latosol Rojo Distrófico bajo sistema de manejo de conservación para la producción de cerda cerda durante tres años de cultivo. El experimento se llevó a cabo durante tres años en un sistema de conservación de manejo para la producción de tres variedades de linaza parda: Caburé, Aguará y UFSC cultivadas en latosol rojo distrófico caolinítico. Las muestras preservadas y deformadas se recogieron en dos capas constratantes: 0-0,15 y 0,15-0,30 m. Se determinó la densidad global del suelo, el carbono orgánico total, las reservas y el secuestro de CO2 -IPCC. Los datos fueron sometidos a análisis de varianza y prueba de Tukey (p&lt;0,05). El manejo utilizado contribuyó al stock de carbono en el suelo, independientemente de la variedad utilizada, en promedio, se sembraron 27 Mg C ha-1 en la capa de 0-0.15m y 29.8 Mg C ha-1 a 0.15-0.30 m de profundidad, además de mitigar en promedio 10.48 Mg CO2 eq ha-1 en solo tres años de cultivo, lo que hace que este sistema de manejo sea ambientalmente sostenible con producciones equivalentes a las obtenidas en el sur de Brasil (0.71 Mg ha-1).A agricultura que emprega práticas de conservação do solo promove serviços ecossistêmicos como a mitigação dos gases de efeito estufa.&nbsp; O objetivo desse trabalho foi avaliar o sequestro de carbono de um Latossolo Vermelho Distroférrico sob sistema de manejo conservacionista para a produção de linhaça ao longo de três anos de cultivo. O experimento foi desenvolvido durante três anos em sistema conservacionista de manejo para produção de três variedades de linhaça marrom: Caburé, Aguará e UFSC cultivados em Latossolo Vermelho Distroférrico caulinítico. Foram coletadas amostras preservadas e deformadas em duas camadas constratantes: 0-0,15 e 0,15-0,30 m. Determinou-se a densidade global do solo, o carbono orgânico total, os estoques e o sequestro de CO2 -IPCC. Os dados foram submetidos a análise de variância e ao teste de Tukey (p&lt;0,05). O manejo utilizado contribuiu com o estoque de carbono no solo, independente da variedade utilizada, em média, estocou-se 27 Mg C ha-1 na camada de 0-0,15m e 29,8 Mg C ha-1 a 0,15-0,30 m de profundidade, além de mitigar em média 10,48 Mg CO2 eq ha-1 em apenas três anos de cultivo, o que torna esse sistema de manejo ambientalmente sustentável com produções equivalente as obtidas no Sul do Brasil (0,71 Mg ha-1)