Expression of synthetic Phytochelatin EC20 in E. Coli increases its biosorption capacity and cadmium resistance / Expressão de Fitoquelatina EC20 sintética em E. Coli aumenta sua capacidade de biossorção e resistência ao cádmio

In this study E. coli recombinant clones that express the EC20 synthetic phytochelatin intracellularly were constructed. The increasement of Cd2+ biosorption capacity, and, also, the increasement of resistance to this toxic metal were analyzed. A gene that encodes the synthetic phytochelatin EC20 wassynthesized in vitro. The EC20 synthetic gene was amplified by PCR, inserted into the DNA cloning vectors pBluescript®KS+ and pGEM®-TEasy, and also into the expression vectors pTE [pET-28(a)® derivative] and pGEX-T4-2®. The obtained recombinant plasmids were employed for genetic transformation of E. coli: pBsKS-EC20 and pGEM-EC20, they were introduced into DH10B and DH5α strains, similarly to pTE-EC20 and pGEX-EC20 that were introduced into BL21 strain. The EC20 expression was confirmed by SDS-PAGE analysis. The recombinant clones' resistances to Cd2+ were determined by MIC analyses. The MIC for Cd2+ of DH10B/pBKS-EC20 and DH10B/pGEM-EC20 were 2.5 mM (EC20 induced), and 0.312 mM (EC20 repressed);respectively, 16 and 2 times higher than the control DH10B/pBsKS (0.156 mM). The MIC for Cd2+of BL21/pTE-EC20 was 10.0 mM (EC20 induced) and 2.5 mM (EC20 repressed), compared with the control BL21/pTE which was only 1.25 mM. Analysis of ICP-AES showed that BL21/pGEX-EC20, after growth on the condition of EC20 expression, absorbed 37.5% of Cd2+, and even when cultured into the non-induction condition of EC20 expression, it absorbed 11.5%.These results allow the conclusion thatrecombinant E. coli clonesexpressing the synthetic phytochelatin EC20 show increased capacity for Cd2+ biosorption and enhanced resistance to this toxic ion.

Foram construídos clones recombinantes de E. coli que expressam intracelularmente a fitoquelatina sintética EC20. Foi analisado o aumento na capacidade de biossorção de Cd2+ e o aumento da resistência a este metal tóxico.Foi sintetizado in vitro um gene codificante da fitoquelatina sintética EC20. O gene EC20 sintético foi amplificado por PCR, inserido nos vetores de clonagem pBluescript®KS+ e pGEM®-TEasy, e nos vetores de expressão pTE [derivado de pET-28(a)®] e pGEX-T4-2®. Os plasmídeos recombinantes foram empregados na transformação genética de E. coli: pBsKS-EC20 e pGEM-EC20 foram introduzidos nas linhagens DH10B e DH5α; e, pTE-EC20 e pGEX-EC20 na linhagem BL21-DE3. A expressão EC20 foi analisada por SDS-PAGE. As resistências a Cd2+ dos clones recombinantes foram determinadas por análises de MIC.A MIC para Cd2+ de DH10B/pBsKS-EC20 e de DH10B/pGEM-EC20 foi 2,5 mM (EC20induzido) e 0,312 mM (EC20 reprimido); respectivamente, 16 e 2 vezes superiores às do controle DH10B/pBsKS (0,156 mM). A MIC para Cd2+ de BL21/pTE-EC20 foi 10,0 mM (EC20 induzido) e 2,5 mM (EC20 reprimido), comparado a do controle BL21/pTE que foi apenas 1,25 mM. A análise de ICP-AES mostrou que BL21/pGEX-EC20, após crescimento na condição de expressão de EC20, absorveu 37,5% de Cd2+e, mesmo quando cultivado na condição de não-indução de expressão EC20, absorveu 11,5% de Cd2+. Estes resultados permitem a conclusão de que os clones recombinantes de E. coli que expressam a fitoquelatina sintética EC20 apresentam aumento da capacidade de biossorção de Cd2+ e de resistência a este íon tóxico.

Avaliação do extrato etanólico de casca de Punica granatum (romã) na diminuição da replicação viral do BoHV-1 Colorado em embriões murinos experimentalmente infectados / Evaluation of ethanol extract of Punica granatum (Pomegranate) peel decrease in viral replication of BoHV-1 in Colorado murine embryos experimentally infected

O objetivo do trabalho foi avaliar a diminuição da replicação viral (BoHV-1 Colorado) em embriões murinos após tratamento do extrato etanólico da casca de Punica granatum (EEPg). Camundongos fêmeas Swiss com idade entre 6 e 8 semanas foram superovuladas com 0,2 mL a 5 UI de hormônios (eCG e hCG), e acasaladas com machos da mesma idade. Após 18 horas, as fêmeas sofreram eutanásia em câmara de CO2 e, através de abertura no peritônio, os zigotos foram coletados e lavados com solução de pronase 0,5%.Os zigotos foram divididos em quatro grupos: G1 (controle), G2 (expostos aos vírus BoHV-1 Colorado a 108 TCID50/mL), G3 (expostos ao EEPg) e G4 (expostos aos vírus e ao EEPg). Os grupos foram mantidos a 37,5ºC em meio TCM199 (100µL) com 10% de soro fetal bovino em estufa a 5% de CO2 e 95% de umidade. Após 24 h, analisamos a taxa de clivagem (teste exato de Fisher; p<0,05), a morfologia (por microscopia óptica), a nested-PCR e a titulação dos embriões em cocultura com células MDBK após mais 72 h do tratamento (teste de Mann-Whitney; p<0,05) e microscopia eletrônica de transmissão (ME). Os embriões murinos tratados com EEPg apresentaram resultados satisfatórios: sem alterações morfológicas, taxa de clivagem semelhante ao controle e, apesar da detecção da presença do vírus pela nested-PCR e ME, houve diminuição do título viral após tratamentos com esse extrato, o que sugere interferência desse tratamento no ciclo viral do BoHV-1 Colorado sem alterar o desenvolvimento dos embriões.(AU)

The aim of this study was to evaluate the reduction of viral replication (Colorado BoHV-1) in murine embryos after the treatment of ethanol extract of Punica granatum peel (PgEE). Swiss female mice aged 6 to 8 weeks were superovulated with 0.2 mL of the 5 UI hormones (eCG and hCG) and mated with males of the same age. After 18 hours, the females were euthanized in a CO2 chamber, and through the opening in the peritoneum, zygotes were collected and washed with 0.5% pronase solution. The zygotes were divided into four groups: G1 (control), G2 (exposed to the virus Colorado BoHV -1 to 108 TCID50/mL), G3 (exposed to PgEE) and G4 (exposed to the virus and to PgEE). The groups were maintained at 37.5ºC in TCM199 (100 mL) with 10% fetal bovine serum in an incubator at 5% CO2 and 95% humidity. After 24 h, we analyzed the cleavage rate (Fisher's exact test; p<0.05), the morphology (by light microscopy), the nested-PCR and the titration of embryos in co-culture with MDBK cells after over 72 h of treatment (Mann-Whitney test; p<0.05) and transmission electron microscopy (TEM). The murine embryos treated with PgEE showed satisfactory results: no morphological changes, cleavage rate similar to controls, despite the detection of the presence of virus by nested PCR and TEM, there was a decrease of the viral titer after the treatment with this extract, which suggests interference of this treatment in the viral cycle BoHV-1 Colorado without altering the embryo development.(AU)