955 resultados para sucrose synthase-1 promoter


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The expression patterns of GUS fusion constructs driven by the Agrobacterium rhizogenes RolC and the maize Sh (Shrunken: sucrose synthase-1) promoters were examined in transgenic potatoes (cv. Atlantic). RolC drove high-level gene expression in phloem tissue, bundle sheath cells and vascular parenchyma, but not in xylem or non-vascular tissues. Sh expression was exclusively confined to phloem tissue. Potato leafroll luteovirus (PLRV) replicates only in phloem tissues, and we show that when RolC is used to drive expression of the PLRV coat protein gene, virus-resistant lines can be obtained. In contrast, no significant resistance was observed when the Sh promoter was used.

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Huanglongbing (HLB) is associated with Candidatus Liberibacter spp., endogenous, sieve tube-restricted bacteria that are transmitted by citrus psyllid insect vectors. Transgenic expression in the phloem of specific genes that might affect Ca. Liberibacter spp. growth and development may be an adequate strategy to improve citrus resistance to HLB. To study specific phloem gene expression in citrus, we developed three different binary vector constructs with expression cassettes bearing the beta-glucuronidase (GUS) reporter gene (uidA) under the control of one of the three different promoters: Citrus phloem protein 2 (CsPP2), Arabidopsis thaliana phloem protein 2 (AtPP2), and Arabidopsis thaliana sucrose transporter 2 (AtSUC2). Transgenic lines of 'Hamlin', 'Pera', and 'Valencia' sweet oranges [Citrus sinensis (L.) Osbeck] were produced via Agrobacterium tumefaciens transformation. The epicotyl segments collected from in vitro germinated seedlings were used as explants. The gene nptII, which confers resistance to the antibiotic kanamycin, was used for selection. The transformation efficiency was expressed as the number of GUS-positive shoots over the total number of explants and varied from 1.54 to 6.08 % among the three cultivars and three constructs studied. Several lines of the three sweet orange cultivars analyzed using PCR and Southern blot analysis were genetically transformed with the three constructs evaluated. The histological GUS activity in the leaves indicates that the uidA gene was preferentially expressed in the phloem, which suggests that the use of the three promoters might be adequate for producing HLB-resistant transgenic sweet oranges. The results reported here conclusively demonstrate the preferential expression of GUS in the phloem driven by two heterologous and one homologous gene promoters. Key message The results reported here conclusively demonstrate the preferential expression of GUS in the phloem driven by two heterologous and one homologous gene promoters.

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L’arthrose (OA) est une maladie dégénérative et multifactorielle caractérisée par une destruction de cartilage, une formation d’ostéophytes et une inflammation au niveau de la membrane synoviale. Le 4-hydroxynonénal (HNE), un produit final de la peroxydation lipidique, a été identifié récemment comme un facteur catabolique et un médiateur inflammatoire dans le cartilage arthrosique humain. Notre projet vise à étudier l’effet du HNE sur la régulation de la prostaglandine E2 synthase-1 microsomale (mPGES-1) et de la protéine activante 5-lipoxygénase (FLAP)/5-lipoxygénase (5-LOX) dans les chondrocytes arthrosiques humains. Lorsque les cellules sont traitées une seule fois avec 10 µM HNE, les résultats de Western blot et de PCR en temps réel montrent que l’expression de la cyclooxygénase-2 (COX-2) et de la mPGES-1 augmente de manière significative et atteint respectivement le maximum après 8 et 16 heures d’incubation puis diminue graduellement. Cependant, lorsque les cellules sont traitées plusieurs fois avec 10 µM HNE à 2 heures d’intervalle, l’expression de la COX-2 et de la mPGES-1 augmente en fonction du temps sans subir une baisse après 24 heures d’incubation. Le HNE induit l’activité du promoteur de la mPGES-1 via l’activation du facteur de transcription Egr-1. L’investigation de la 2ème voie du métabolisme de l’acide arachidonique, à savoir 5-LOX/FLAP, montre que le HNE induit l’expression de FLAP après 24 heures de stimulation et celle de 5-LOX seulement après 48 heures. Ceci semble survenir à l’étape de transcription au cours de laquelle HNE induit l’expression de l’ARNm et l’activité du promoteur du gène 5-LOX. Nous avons démontré aussi que le niveau de leukotriène B4 (LTB4) augmente et suit le même profil que celui de la 5-LOX. L’étude des mécanismes moléculaires susceptibles d’être impliqués dans la régulation de la 5-LOX/FLAP par le HNE montre que ce dernier stimule leur expression via l’action de prostaglandine E2 (PGE2) et du facteur de croissance transformant-beta 1 (TGF-β1). En conclusion, notre étude démontre que le HNE induit à court-terme d’incubation la voie de COX-2/mPGES-1 puis par la suite stimule celle de FLAP/5-LOX à long-terme d’incubation dans les chondrocytes arthrosiques humains. Ces résultats suggèrent que la mPGES-1 et 5-LOX/FLAP sont des potentielles cibles thérapeutiques intéressantes pour contrôler la production de PGE2 et LTB4 dans OA.

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Sucrose synthase (SuSy; EC 2.4.1.13; sucrose + UDP reversible UDPglucose + fructose) has always been studied as a cytoplasmic enzyme in plant cells where it serves to degrade sucrose and provide carbon for respiration and synthesis of cell wall polysaccharides and starch. We report here that at least half of the total SuSy of developing cotton fibers (Gossypium hirsutum) is tightly associated with the plasma membrane. Therefore, this form of SuSy might serve to channel carbon directly from sucrose to cellulose and/or callose synthases in the plasma membrane. By using detached and permeabilized cotton fibers, we show that carbon from sucrose can be converted at high rates to both cellulose and callose. Synthesis of cellulose or callose is favored by addition of EGTA or calcium and cellobiose, respectively. These findings contrast with the traditional observation that when UDPglucose is used as substrate in vitro, callose is the major product synthesized. Immunolocalization studies show that SuSy can be localized at the fiber surface in patterns consistent with the deposition of cellulose or callose. Thus, these results support a model in which SuSy exists in a complex with the beta-glucan synthases and serves to channel carbon from sucrose to glucan.

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C-di-GMP Bis-(3'-5')-cyclic-dimeric-guanosine monophosphate], a second messenger is involved in intracellular communication in the bacterial species. As a result several multi-cellular behaviors in both Gram-positive and Gram-negative bacteria are directly linked to the intracellular level of c-di-GMP. The cellular concentration of c-di-GMP is maintained by two opposing activities, diguanylate cyclase (DGC) and phosphodiesterase (PDE-A). In Mycobacterium smegmatis, a single bifunctional protein MSDGC-1 is responsible for the cellular concentration of c-di-GMP. A better understanding of the regulation of c-di-GMP at the genetic level is necessary to control the function of above two activities. In this work, we have characterized the promoter element present in msdgc-1 along with the + 1 transcription start site and identified the sigma factors that regulate the transcription of msdgc-1. Interestingly, msdgc-1 utilizes SigA during the initial phase of growth, whereas near the stationary phase SigB containing RNA polymerase takes over the expression of msdgc-1. We report here that the promoter activity of msdgc-1 increases during starvation or depletion of carbon source like glucose or glycerol. When msdgc-1 is deleted, the numbers of viable cells are similar to 10 times higher in the stationary phase in comparison to that of the wild type. We propose here that msdgc-1 is involved in the regulation of cell population density. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

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La sclérodermie (sclérose systémique, ScS) est une maladie auto-immune du tissu conjonctif caractérisée  par  l’épaississement  de  la  peau,  l’apparition  spontanée de lésions cicatricielles, des maladies   des   vaisseaux   sanguins,   divers   degrés   d’inflammation,   en   association   avec   un   système   immunitaire hyperactif. La pathogénèse exacte de cette maladie est inconnue et aucun traitement approprié   n’est   disponible.   La fibrose est un élément distinctif de la maladie de ScS et est considérée   résulter   d’une   incapacité   à   mettre   fin   de   façon   appropriée   à   la   réponse   normale   de   réparation   des   plaies.   L’analyse   histologique   du   stade   initial   de   la   ScS   révèle   une   infiltration   périvasculaire de cellules mononucléaires dans le derme, associée à une synthèse accrue de collagène dans les fibroblastes environnants. Ainsi, la compréhension des moyens de contrôler le stade inflammatoire de la ScS pourrait être bénéfique pour contrôler la progression de la maladie peu après son apparition. La mPGES-1 est une enzyme inductible qui agit en aval de la cyclo- oxygénase (COX) pour catalyser spécifiquement la conversion de la prostaglandine (PG) H2 en PGE2. La mPGES-1  joue  un  rôle  clé  dans  l’inflammation,  la  douleur  et  l’arthrite;;  toutefois,  le   rôle de la mPGES-1 dans les mécanismes de fibrose, spécifiquement en rapport avec la ScS humaine, est inconnu. Mon laboratoire a précédemment montré que les souris à mPGES-1 nulle sont résistantes à la fibrose   cutanée   induite   par   la   bléomycine,   à   l’inflammation,   à   l’épaississement  cutané,  à  la  production  de  collagène  et  à  la  formation  de  myofibroblastes.  Sur  la   base  de  ces  résultats,  j’ai  formulé  l’hypothèse  que  l’inhibition pharmacologique de la mPGES-1 régulera à la baisse la production de médiateurs pro-inflammatoires et pro-fibreux au cours de la maladie   de   ScS.   Afin   d’explorer   le   rôle   de   la   mPGES-1   dans   l’inflammation   et   la   fibrose   associées  à  la  maladie  de  ScS,  j’ai  d’abord  examiné  l’expression  de  la  mPGES-1 dans la peau normale comparativement à des biopsies de peau extraites de patients atteints de ScS. Mes résultats ont montré que la mPGES-1 est nettement élevée dans la peau de patients atteints de ScS en comparaison avec la peau humaine normale. De plus, les niveaux de PGE2 dérivés de la mPGES-1 étaient également significativement plus élevés dans les fibroblastes cutanés isolés de patients  atteints  de  ScS  comparativement  aux  fibroblastes  isolés  de  témoins  sains.  J’ai  également   étudié  l’effet  de  l’inhibition pharmacologique de la mPGES-1  sur  l’expression  de  marqueurs  pro- fibreux.   Mes   études   ont   montré   que   l’expression   de   médiateurs   pro-fibreux clés (α-SMA, endothéline-1, collagène de type 1 et facteur de croissance du tissu conjonctif (FCTC)) est élevée dans les fibroblastes cutanés ScS en comparaison avec les fibroblastes cutanés normaux. Un traitement avec un inhibiteur de la mPGES-1 a eu pour effet de réduire significativement l’expression  de  l’α-SMA,  de  l’endothéline-1, du collagène de type 1 mais pas du FCTC dans les fibroblastes  ScS,  sans  effet  significatif  sur  les  fibroblastes  normaux.  J’ai  en  outre  examiné  l’effet   de  l’inhibition  de  la  mPGES-1 sur des cytokines pro-inflammatoires clés impliquées dans la pathologie de la ScS, incluant IL-6, IL-8 et MCP-1.  L’inhibition  pharmacologique  de  la  mPGES- 1 a eu pour effet de réduire significativement les niveaux de production de cytokines pro- inflammatoires IL6, IL8 et MCP-1 dans les fibroblastes avec lésion ScS comparativement à des fibroblastes non traités. De plus, les patients atteints de ScS ont présenté des niveaux plus élevés de p-AKT, de p-FAK et de p-SMAD3 en comparaison avec les fibroblastes cutanés normaux. L’inhibiteur  de  la  mPGES-1 a pu réguler à la baisse cette expression accrue de p-AKT et de p- FAK, mais pas de p-SMAD3,  dans  les  fibroblastes  ScS.  Ces  résultats  ont  suggéré  que  l’inhibition   de la mPGES-1 pourrait être une méthode viable pour réduire le développement de sclérose cutanée et constituent une cible thérapeutique potentielle pour contrôler les mécanismes fibreux et inflammatoires associés à la pathophysiologie de la maladie de ScS. L’un   des   autres   processus   critiques   reliés   à   l’évolution de la réponse fibreuse associée à la maladie de ScS est la différenciation des fibroblastes en des cellules activées spécialisées iii iv appelées myofibroblastes, responsables de déclencher une signalisation adhésive excessive et le dépôt excessif de matrice extracellulaire,   conduisant   à   la   destruction   de   l’architecture   de   l’organe.   Ainsi,   l’identification   des   facteurs   endogènes   qui   initient/   favorisent   la   différenciation   fibroblaste-myofibroblaste peut mener à des stratégies thérapeutiques prometteuses pour contrôler  l’excès  de  signalisation  adhésive  et  de  fibrose  associé  à  la  maladie  de  ScS.  Des  études   antérieures  dans  le  domaine  de  la  biologie  du  cancer  ont  suggéré  que  l’éphrine  B2,  une  protéine   transmembranaire appartenant à la famille des éphrines, est impliquée dans la signalisation adhésive   et   le   remodelage   extracellulaire.   Cependant,   son   rôle   dans   la   fibrose   n’a   jamais   été   exploré.   Dans   la   deuxième   partie   de   mon   étude,   j’ai   donc   étudié   le   rôle   de   l’éphrine   B2   dans   la   fibrose.   Mes   études   montrent   que   l’expression   de   l’éphrine   B2   est   significativement   augmentée   dans la peau humaine ScS comparativement à la peau normale. Plus important encore, le traitement in vitro de   fibroblastes   de   la   peau   humaine   normale   avec   de   l’éphrine   B2   recombinante est capable de transformer des fibroblastes en cellules myofibroblastiques manifestant toutes les caractéristiques myofibroblastiques typiques, incluant la formation accrue de  fibres  de  tension,  des  adhérences  focales,  l’activation  accrue  de  la  FAK,  un  accroissement  de   l’expression  et  de  la  migration  de  fibroblastes  et  de  leur  adhérence  à  la  fibronectine  à  la  fois  chez   les   fibroblastes   cutanés   normaux   et   ScS.   En   outre,   j’ai   traité   des   souris   avec   de   l’éphrine   B2   recombinante et montré que ces souris ont développé une fibrose cutanée significative associée à une épaisseur dermique et à une synthèse de collagène augmentées, une teneur en hydroxyproline (teneur en collagène) accrue et un nombre accru de myofibroblastes exprimant de   l’α-SMA, une activation augmentée de la FAK et de marqueurs pro-fibreux incluant le collagène de type 1 et le FCTC. Dans  l’ensemble,  mes  études  ont  identifié  deux  médiateurs  endogènes  cruciaux  impliqués  dans  la   propagation  de  l’inflammation  et  de  la  fibrose  associées  à  la  maladie  de  ScS.  L’inhibition  de  la   mPGES-1   pourrait   représenter   une   bonne   stratégie   alternative   pour   contrer   l’inflammation   et   la   fibrose au moins durant les stades précoces de la maladie de ScS. De plus, une signalisation excessive   de   l’éphrine B2 favorise la signalisation adhésive et fibreuse en déclenchant la différenciation   de   fibroblastes   en   myofibroblastes   par   l’activation   de   la   voie   de   signalisation   de   la  FAK.  Ainsi,  l’inhibition  d’éphrine  B2  bloquera  la  formation  de  fibroblastes-myofibroblastes et régulera à la baisse la fibrose associée à la maladie de ScS. En somme, la mPGES-1  et  l’éphrine   B2 semblent toutes deux des cibles attrayantes pour le traitement de la ScS et des troubles fibreux qui y sont reliés.

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The gene encoding glycogen synthase in Neurospora crassa (gsn) is transcriptionally down-regulated when mycelium is exposed to a heat shock from 30 to 45 degrees C. The gsn promoter has one stress response element (STRE) motif that is specifically bound by heat shock activated nuclear proteins. In this work, we used biochemical approaches together with mass spectrometric analysis to identify the proteins that bind to the STRE motif and could participate in the gsn transcription regulation during heat shock. Crude nuclear extract of heat-shocked mycelium was prepared and fractionated by affinity chromatography. The fractions exhibiting DNA-binding activity were identified by electrophoretic mobility shift assay (EMSA) using as probe a DNA fragment containing the STRE motif DNA-protein binding activity was confirmed by Southwestern analysis. The molecular mass (MM) of proteins was estimated by fractionating the crude nuclear extract by SDS-PAGE followed by EMSA analysis of the proteins corresponding to different MM intervals. Binding activity was detected at the 30-50 MM kDa interval. Fractionation of the crude nuclear proteins by IEF followed by EMSA analysis led to the identification of two active fractions belonging to the pIs intervals 3.54-4.08 and 6.77-7.31. The proteins comprising the MM and pI intervals previously identified were excised from a 2-DE gel, and subjected to mass spectrometric analysis (MALDI-TOF/TOF) after tryptic digestion. The proteins were identified by search against the MIPS and MIT N. crassa databases and five promising candidates were identified. Their structural characteristics and putative roles in the gsn transcription regulation are discussed.

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Insulin negatively regulates expression of the insulin-like growth factor binding protein 1 (IGFBP-1) gene by means of an insulin-responsive element (IRE) that also contributes to glucocorticoid stimulation of this gene. We find that the Caenorhabditis elegans protein DAF-16 binds the IGFBP-1⋅IRE with specificity similar to that of the forkhead (FKH) factor(s) that act both to enhance glucocorticoid responsiveness and to mediate the negative effect of insulin at this site. In HepG2 cells, DAF-16 and its mammalian homologs, FKHR, FKHRL1, and AFX, activate transcription through the IGFBP-1⋅IRE; this effect is inhibited by the viral oncoprotein E1A, but not by mutants of E1A that fail to interact with the coactivator p300/CREB-binding protein (CBP). We show that DAF-16 and FKHR can interact with both the KIX and E1A/SRC interaction domains of p300/CBP, as well as the steroid receptor coactivator (SRC). A C-terminal deletion mutant of DAF-16 that is nonfunctional in C. elegans fails to bind the KIX domain of CBP, fails to activate transcription through the IGFBP-1⋅IRE, and inhibits activation of the IGFBP-1 promoter by glucocorticoids. Thus, the interaction of DAF-16 homologs with the KIX domain of CBP is essential to basal and glucocorticoid-stimulated transactivation. Although AFX interacts with the KIX domain of CBP, it does not interact with SRC and does not respond to glucocorticoids or insulin. Thus, we conclude that DAF-16 and FKHR act as accessory factors to the glucocorticoid response, by recruiting the p300/CBP/SRC coactivator complex to an FKH factor site in the IGFBP-1 promoter, which allows the cell to integrate the effects of glucocorticoids and insulin on genes that carry this site.

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Gene therapy for patients with hemoglobin disorders has been hampered by the inability of retrovirus vectors to transfer globin genes and their cis-acting regulatory sequences into hematopoietic stem cells without rearrangement. In addition, the expression from intact globin gene vectors has been variable in red blood cells due to position effects and retrovirus silencing. We hypothesized that by substituting the globin gene promoter for the promoter of another gene expressed in red blood cells, we could generate stable retrovirus vectors that would express globin at sufficient levels to treat hemoglobinopathies. Recently, we have shown that the human ankyrin (Ank) gene promoter directs position-independent, copy number-dependent expression of a linked γ-globin gene in transgenic mice. We inserted the Ank/Aγ-globin gene into retrovirus vectors that could transfer one or two copies of the Ank/Aγ-globin gene to target cells. Both vectors were stable, transferring only intact proviral sequences into primary mouse hematopoietic stem cells. Expression of Ank/Aγ-globin mRNA in mature red blood cells was 3% (single copy) and 8% (double copy) of the level of mouse α-globin mRNA. We conclude that these novel retrovirus vectors may be valuable for treating a variety of red cell disorders by gene replacement therapy including severe β-thalassemia if the level of expression can be further increased.

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We investigated the feedback regulation of ethylene biosynthesis in tomato (Lycopersicon esculentum) fruit with respect to the transition from system 1 to system 2 ethylene production. The abundance of LE-ACS2, LE-ACS4, and NR mRNAs increased in the ripening fruit concomitant with a burst in ethylene production. These increases in mRNAs with ripening were prevented to a large extent by treatment with 1-methylcyclopropene (MCP), an ethylene action inhibitor. Transcripts for the LE-ACS6 gene, which accumulated in preclimacteric fruit but not in untreated ripening fruit, did accumulate in ripening fruit treated with MCP. Treatment of young fruit with propylene prevented the accumulation of transcripts for this gene. LE-ACS1A, LE-ACS3, and TAE1 genes were expressed constitutively in the fruit throughout development and ripening irrespective of whether the fruit was treated with MCP or propylene. The transcripts for LE-ACO1 and LE-ACO4 genes already existed in preclimacteric fruit and increased greatly when ripening commenced. These increases in LE-ACO mRNA with ripening were also prevented by treatment with MCP. The results suggest that in tomato fruit the preclimacteric system 1 ethylene is possibly mediated via constitutively expressed LE-ACS1A and LE-ACS3 and negatively feedback-regulated LE-ACS6 genes with preexisting LE-ACO1 and LE-ACO4 mRNAs. At the onset of the climacteric stage, it shifts to system 2 ethylene, with a large accumulation of LE-ACS2, LE-ACS4, LE-ACO1, and LE-ACO4 mRNAs as a result of a positive feedback regulation. This transition from system 1 to system 2 ethylene production might be related to the accumulated level of NR mRNA.

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Fiber cell initiation in the epidermal cells of cotton (Gossypium hirsutum L.) ovules represents a unique example of trichome development in higher plants. Little is known about the molecular and metabolic mechanisms controlling this process. Here we report a comparative analysis of a fiberless seed (fls) mutant (lacking fibers) and a normal (FLS) mutant to better understand the initial cytological events in fiber development and to analyze the metabolic changes that are associated with the loss of a major sink for sucrose during cellulose biosynthesis in the mutant seeds. On the day of anthesis (0 DAA), the mutant ovular epidermal cells lacked the typical bud-like projections that are seen in FLS ovules and are required for commitment to the fiber development pathway. Cell-specific gene expression analyses at 0 DAA showed that sucrose synthase (SuSy) RNA and protein were undetectable in fls ovules but were in abundant, steady-state levels in initiating fiber cells of the FLS ovules. Tissue-level analyses of developing seeds 15 to 35 DAA revealed an altered temporal pattern of SuSy expression in the mutant relative to the normal genotype. Whether the altered programming of SuSy expression is the cause or the result of the mutation is unknown. The developing seeds of the fls mutant have also shown several correlated changes that represent altered carbon partitioning in seed coats and cotyledons as compared with the FLS genotype.

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The induction of the sucrose synthase (SuSy) gene (SuSy) by low O2, low temperature, and limiting carbohydrate supply suggested a role in carbohydrate metabolism under stress conditions. The isolation of a maize (Zea mays L.) line mutant for the two known SuSy genes but functionally normal showed that SuSy activity might not be required for aerobic growth and allowed the possibility of investigating its importance during anaerobic stress. As assessed by root elongation after return to air, hypoxic pretreatment improved anoxic tolerance, in correlation with the number of SuSy genes and the level of SuSy expression. Furthermore, root death in double-mutant seedlings during anoxic incubation could be attributed to the impaired utilization of sucrose (Suc). Collectively, these data provide unequivocal evidence that Suc is the principal C source and that SuSy is the main enzyme active in Suc breakdown in roots of maize seedlings deprived of O2. In this situation, SuSy plays a critical role in anoxic tolerance.